FR2499060A1 - Modules chauffants electriques a faible densite et forte resistance mecanique - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LA FABRICATION DE MODULES CHAUFFANTS, JUSQU'A 1400C, FACTEURS D'ECONOMIE D'ENERGIE, D'UNE DENSITE ALLANT DE 0,5 A 1,3, D'UNE RESISTANCE A L'ECRASEMENT A FROID DE 10 A 40KGCM ET D'UNE CONDUCTIVITE THERMIQUE DE 0,19 A 0,40WMC, A 1000C. L'INVENTION PERMET DE REALISER EN UNE SEULE OPERATION LA PARTIE CHAUFFANTE ET L'ISOLATION. CES MODULES SONT OBTENUS A PARTIR D'UN MELANGE APPROPRIE D'OXYDES D'ALUMINE DE HAUTE PURETE, FIBREUSE, CRISTALLISEE ET GLOBULAIRE POUR 52 A 98 ET D'OXYDES CHOISIS, DANS LEQUEL SONT POSITIONNEES OU NOYEES DES RESISTANCES DE TOUTES NATURES. PARMI LES APPLICATIONS LES PLUS INTERESSANTES, ON PEUT CITER LES CHAUFFAGES DE FOURS ELECTRIQUES, LES PANNEAUX ET DALLES CHAUFFANTES, LES MOUFLES DE CHAUFFE.
Description
La présente invention a pour objet la fabrication de modules chauffants jusqu'à 14000C,de toutes les formes et dimensions,obtenus à partir d'un mélange approprié de différentes alumines appelé "Isolant réfractaire",dans lequel sont logées ou noyées des résistances chauffantes de toutes natures.L'intéret de la présente invention réside d'une part dans la qualité du matériau "Isolant réfractaire" a forte résistance mécanique et faible densité,donc faible inertie thermique,et d'autre part,dans le procédé de mise en forme,qui peut-être faite par coulage,moulage,modelage,pressage ou damage, permettant ainsi d'obtenir toutes formes et dimensions.
Les éléments chauffants connus actuellement sont soit très denses à forte résistance mécanique,soit très légers et à faible résistance mécanique.
Les éléments denses,densité 2*5 à 3,5,peuvent-tre des plaques alvéolées en céramique alumineuse,dans lesquelles sont logées ces résistances qui rayonnent directement sur la charge,ou des formes diverses (tube,parallépipède) autour desquelles sont enroulées les résistances qui sont elles-mêmes recouvertes d'un matériau protecteur.Dans tous ces cas,le bilan énergétique est très défavorable,la céramique support étant,une masse inutile à chauffer.Les éléments légers sont réalisés a partir de fibre d'alumine de densité 0,20/0,30,et selon les mêmes principes que les éléments denses.Dans ce cas,le bilan énergétique est favorable,mais la résistance mécanique est très faible.Tê tableau I donne les principales caractéristiques physiques de ces matériaux, (planche tableau nO 1).
Les matériaux isolants réfractaires selon l'invention, permettent d'éviter ces inconvénients de fortc inertie tbelmique ou faible résistance mécanique.
Ces matériaux sont réalisés à partir debmelange appropriés,en milieu aqueux,d'oxydes d'alumine alpha,cristallisé,globulaire et fibreux,pour une proportion variant de 52 à 98 % en poids,le reste pouvant-être des oxydes de silicium,de calcium,de magnésium et de l'argile.Un liant polyvinylique est incorporé lors du mélange,afin de faciliter la mise en forme.Le tableau 2,donne un exemple de réalisation de trois matériaux isolants réf rac- taires,A,B et C,selon l'invention.Les proportions sont données en %,en poids, (planche 1,tableau nO 2).
La granulométrie des corindons globulaires et cristallisés doit-être comprise entre 0,2 et 5 mm.
Le tableau 3,donne les principales caractéristiques physiques des isolants réfractaires A,B et C,(planche 1,tableau n0 3).
Les oxydes d'alumine,globulaire et cristallisé peuvent-être de marque SOFREM,l'alumine fibreuse peut-être du type KERLANE 60 de SEPR.
Les figures 1 à 1O,planche 2 présentent des exemples de dispositions possibles des résistances dans le matériau isolant réfractaire.
Le choix de l'isolant réfractaire dépendra de la destination finale du panneau.
Par exemple pour un chauffage de four,on prendra le plus.résistant mécaniquement,soit le type C pour les soles,le type A étant réservé aux côtés et voûtes.
On peut également envisager des réalisations en sandwichs, (exemples figures 2 et 6,planche 2),c'est-à-dire un isolant réfractaire type C en face chaude et un isolant réfractaire type A en isolation.
Les figures 11 à 14,planche 3,présentent des exemples de panneaux cbauffants Isolants réfractaires.Ils peuvent-être réalisés a partir de résistances de toutes natures positionnées et maintenues dans un moule de la dimension souhaitée.L'Isolant réfractaire choisi est ensuite coulé,puis l'ensemble est vibré ou dammé.Après séchage,le panneau est démoulé et le frittage se fait par mise sous tension de la ou des résistances.Ces panneaux peuvent-être de toutes dimensions et puissances,sous différents voltages.
Les figures 15 a 20 représentent des moufles de chauffe 'ou pièces de forme chauffantes,qui peuvent-être réalisées soit par coulage d'un matériau isolant réfractaire dans un moule approprié,les résistances ayant été auparavant positionnées sur une préforme1 soit par pressage isostatique,soit par modelage ou façonnage,dans ce dernier cas,la viscosite du matériau doit tre adaptée au procédé.Comme pour les panneaux,le frittage se fait après sé chage,par mlse sous tension des resistances.Cette représentation ntest pas limitative,toute forme pouvant-être envisagée.
Claims (2)
1. Matériaux isolants réfractaires compatibles avec des résistances électriques,obtenus à partir de mélanges appropriés d'alumine alpha cristallisée,globulaire,fibreuse,pour une proportion variant de 52 à 98 X, le reste pouvant-être des oxydes de silicium,de calcium,de magnésium et de l'argile.
2. Procédé de moulage,coulage,modelage,façonnage, pressage et dammage,permettant d'inclure dans ce matériau à l'état cru et humide,des résistances chauffantes,de toutes natures (Ni/Cr,Cr/Al,Pt,Mo,etc...), afin d'obtenir ainsi par autofrittane,des modules chauffants de toutes formes, dimensions et puissances.
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