FR2562648A1 - Furnace for thermal treatment of solid products in homogeneous heating conditions - Google Patents

Furnace for thermal treatment of solid products in homogeneous heating conditions Download PDF

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FR2562648A1 FR8405293A FR8405293A FR2562648A1 FR 2562648 A1 FR2562648 A1 FR 2562648A1 FR 8405293 A FR8405293 A FR 8405293A FR 8405293 A FR8405293 A FR 8405293A FR 2562648 A1 FR2562648 A1 FR 2562648A1
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Abstract

The products P to be treated are immersed in a bed of solid particles L which is fluidised by a gaseous stream CG and which is suitable to be heated by microwaves MO.

Description

La présente invention se rapporte à un four de traitement thermique de tous produits, notamment de produits solides. The present invention relates to a heat treatment oven for all products, in particular solid products.

On a déjà proposé de tels fours dans lesquels le chauffage des produits est obtenu par micro-ondes. We have already proposed such ovens in which the heating of the products is obtained by microwave.

Mais dans ces fours, les produits pour être chauffés, doivent être couplables aux micro-ondes, autrement dit réceptifs ou absorbants, ce qui n'est pas le cas de tous les produits que l'on souhaiterait traiter dans de telles conditions. But in these ovens, the products to be heated, must be couplable to microwaves, in other words receptive or absorbent, which is not the case for all the products that one would like to treat under such conditions.

En outre, le chauffage des produits est assez hétérogène et n'a pas la régularité souhaitable.In addition, the heating of the products is quite heterogeneous and does not have the desirable regularity.

La présente invention a pour objet un four de traitement thermique de produit qui est exempt de ces inconvénients et dans lequel les produits sont chauffés d'une manière parfaitement homogène et quelle que soit leur aptitude à être couplés aux micro-ondes. The present invention relates to a product heat treatment oven which is free from these drawbacks and in which the products are heated in a perfectly homogeneous manner and whatever their ability to be coupled to microwaves.

Suivant la présente invention, un four de traitement thermique de produits, est notamment caractérisé en ce qu'il comporte un lit de particules solides qui est fluidisé par un courant gazeux et est adapté à être chauffé par micro-ondes et dans lequel les produits à traiter sont plongés. According to the present invention, a product heat treatment oven, is in particular characterized in that it comprises a bed of solid particles which is fluidized by a gas stream and is adapted to be heated by microwaves and in which the products treat are immersed.

Grâce à cette disposition, les produits qui sont plongés dans ce lit sont eux-mêmes chauffés par l'intermédiaire du lit et ceci d'une façon très homogène. Même si les produits à traiter sont transparents aux micro-ondes, autrement dit neutres ou insensibles ils sont chauffés par l'intermédiaire du lit mais rien ne s'oppose à ce que les produits soient plus ou moins couplables aux micro-ondes et, dans ce cas, ils sont chauffés pour partie directement par les micro-ondes et pour partie indirectement par l'intermédiaire du lit. I1 en résulte de toute façon une bonne homogénéité du chauffage, grâce à l'effet régulateur procuré par le lit. Thanks to this arrangement, the products which are immersed in this bed are themselves heated through the bed and this in a very homogeneous manner. Even if the products to be treated are transparent to microwaves, in other words neutral or insensitive they are heated via the bed but there is nothing to prevent the products from being more or less couplable to microwaves and, in in this case, they are heated partly directly by the microwaves and partly indirectly via the bed. In any case, this results in good homogeneity of the heating, thanks to the regulating effect provided by the bed.

Avantageusement, le lit fluidisé est composé d'un mélange de particules qui, les unes, sont transparentes, et, les autres, couplables, aux micro-ondes. Advantageously, the fluidized bed is composed of a mixture of particles which, some, are transparent, and, others, which can be coupled to microwaves.

Un tel mélange est particulièrement important pour la réussite du chauffage. En effet, si le lit fluidisé n'était composé que de particules transparentes aux micro-ondes, il assurerait, certes, une bonne homogénéisation de l'echauffe- ment des produits, mais il absorberait pour ce faire, une partie de l'énergie apportée. Cet inconvénient est pallié, selon un aspect de l'invention, en prévoyant que les particules puissent, en partie être échauffées elles-mêmes par les micro-ondes. Cependantsi lelitfluidisé n'était composé que de particules couplables aux micro-ondes, l'effet obtenu serait moins satisfaisant, comme l'expérience l'a montré, étant donné que l'on retrouverait une certaine hétérogénéité dans le chauffage. Such a mixture is particularly important for the success of the heating. Indeed, if the fluidized bed were only composed of particles transparent to microwaves, it would certainly ensure a good homogenization of the heating of the products, but it would therefore absorb part of the energy brought. This drawback is overcome, according to one aspect of the invention, by providing that the particles can, in part, be heated themselves by microwaves. However, if the fluids were only composed of particles that can be coupled to microwaves, the effect obtained would be less satisfactory, as experience has shown, since there would be a certain heterogeneity in heating.

De préférence, la proportion en poids de particules transparentes dans le lit est comprise entre 60 % et 90 % et de préférence voisine de 85% tandis que la proportion en poids de particules couplables dans le lit est comprise entre 10% et 40% et de préférence voisine. de 15%. Avec de telles proportions, de bons résultats ont été obtenus. Preferably, the proportion by weight of transparent particles in the bed is between 60% and 90% and preferably close to 85% while the proportion by weight of couplable particles in the bed is between 10% and 40% and neighboring preference. 15%. With such proportions, good results have been obtained.

Pour fixer les idées, les particules transparentes appartiennent au groupe consistant en des particules de sable de grès et en des particules de verre, tandis que les particules couplables comportent, en majorité, des particules de ferrite. To fix the ideas, the transparent particles belong to the group consisting of sandstone sand particles and glass particles, while the couplable particles comprise, for the most part, ferrite particles.

D'une manière avantageuse les particules couplables comportent également des particules qui appartiennent au groupe des corps ferromagnétiques et des terres rares, notamment oxyde magnétique de fer (Fe304), nickel, cobalt etsamanu", en proportion en poids de l'ordre de 10 à 15% de l'ensemble des particules couplables. Advantageously, the couplable particles also comprise particles which belong to the group of ferromagnetic bodies and rare earths, in particular magnetic iron oxide (Fe304), nickel, cobalt and samanu ", in proportion by weight of the order of 10 to 15% of all the couplable particles.

Suivant une autre caractéristique, le four comporte un fond métallique perforé adapté à supporter le lit, à laisser entrer le courant gazeux de fluidisation et à retenir les micro-ondes. Le four comporte également une paroi métallique perforée adaptée, d'une part, à laisser sortir le courant
gazeux de fluidisation, et, d'autre part, à retenir les microondes.
According to another characteristic, the oven has a perforated metal bottom adapted to support the bed, to let the gaseous fluidization stream enter and to retain the microwaves. The oven also has a perforated metal wall adapted, on the one hand, to let out the current
gaseous fluidization, and, on the other hand, to retain microwaves.

Dans un mode de réalisation préféré, cette paroi métallique perforée de sortie du courant gazeux de fluidisation, est un couvercle amovible avec un joint d'étanchéité électromagnétique. In a preferred embodiment, this perforated metal wall at the outlet of the fluidizing gas stream is a removable cover with an electromagnetic seal.

Suivant une autre caractéristique, la paroi métallique perforée de sortie du courant gazeux de fluidisation est disposée en regard d'un canal d'admission des micro-ondes dans le four et est inclinée vers le bas en éloignement de ce canal, tandis qu'un déflecteur est avantageusement disposé devant un tel canal. According to another characteristic, the perforated metal wall for the outlet of the gaseous fluidization stream is disposed opposite a channel for admission of microwaves into the oven and is inclined downwards away from this channel, while a deflector is advantageously arranged in front of such a channel.

Un tel agencement permet l'utilisation des microondes en toute sécurité et permet d'avoir un excellent rendement pour le chauffage du lit fluidisé dans lequel sont plongés les produits à traiter. Such an arrangement allows the use of microwaves in complete safety and makes it possible to have an excellent efficiency for heating the fluidized bed in which the products to be treated are immersed.

De préférence, le déflecteur disposé devant le canal d'admission des micro-ondes dans le four a une forme de dièdre dont l'arête est affrontée à ce canal. Cette disposition permet de prolonger l'effet des micro-ondes pour le chauffage du lit fluidisé. Preferably, the deflector disposed in front of the microwave intake channel in the oven has a dihedral shape, the edge of which faces this channel. This arrangement makes it possible to prolong the effect of microwaves for heating the fluidized bed.

Dans une forme d'exécution, le four comporte une paroi latérale cylindrique ayant un chemisage isolant. In one embodiment, the oven has a cylindrical side wall having an insulating jacket.

De préférence, les produits à traiter sont plongés dans le lit fluidisé au moyen de paniers suspendus. Preferably, the products to be treated are immersed in the fluidized bed by means of hanging baskets.

Une forme d'exécution est ci-apres décrite, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel
La figure 1 est une vue schématique en coupe verticale d'un four suivant l'invention
la figure 2 est une vue en plan correspondante avec une partie arrachée;
la figure 3 montre en perspective, à plus grande échelle, le déflecteur qui est placé devant le canal d'admis sion des micro-ondes dans le four.
An embodiment is described below, by way of example, with reference to the accompanying drawing in which
Figure 1 is a schematic vertical sectional view of an oven according to the invention
Figure 2 is a corresponding plan view with a part broken away;
Figure 3 shows in perspective, on a larger scale, the deflector which is placed in front of the microwave admission channel in the oven.

Dans le mode de réalisation représente à titre d'exemple non limitatif aux figures 1 à 3, un four de traitement thermique est prévu appliqué au traitement de produits solides désignés par P à la figure 1. In the embodiment shown by way of nonlimiting example in FIGS. 1 to 3, a heat treatment oven is provided applied to the treatment of solid products designated by P in FIG. 1.

Le four désigné par F est défini par une paroi latérale cylindrique 10, d'axe vertical, par un fond plat horizontal 11 et par un couvercle métallique perforé amovible légèrement incliné 12. The oven designated by F is defined by a cylindrical side wall 10, of vertical axis, by a horizontal flat bottom 11 and by a slightly inclined removable perforated metal cover 12.

La paroi cylindrique 10 et le fond plat 11 présentent un chemisage extérieur isolant 13 en toute matière appropriée, par exemple en mousse d'amiante. Au dessus du fond plat 11 qui est plein, est disposé un fond métallique perforé 14 qui définit avec le fond 11 et la paroi latérale 10, une chambre 15 d'entrée de courant gazeux de fluidisation CG alimentée par un conduit 16 Un lit de particules solides désigné par L repose sur le fond perforé 14 qui est adapté à le recevoir. The cylindrical wall 10 and the flat bottom 11 have an outer insulating jacket 13 made of any suitable material, for example asbestos foam. Above the flat bottom 11 which is full, is arranged a perforated metal bottom 14 which defines with the bottom 11 and the side wall 10, a chamber 15 for the inlet of the gaseous fluidization stream CG supplied by a conduit 16 A bed of particles solids designated by L rests on the perforated bottom 14 which is adapted to receive it.

Le four est chauffé par micro-ondes MO et l'on voit à la figure 1 en 17 un canal d'admission des micro-ondes MO dans le four F. Ce canal 17 est issu d'un magnétron 18 alimenté par une boIte d'alimentation en haute tension 19, elle-même alimentée par le secteur S avec interposition d'un interrupteur 20. The furnace is heated by microwave MO and one sees in figure 1 in 17 a channel of admission of the microwaves MO into the furnace F. This channel 17 comes from a magnetron 18 fed by a box d high voltage supply 19, itself supplied by the sector S with the interposition of a switch 20.

Le fond perforé 14 et le couvercle perforé 12 sont, l'un et l'autre, adaptés à laisser passer le courant gazeux
CG de fluidisation et à retenir les micro-ondes MO par effet de cage de Faraday.
The perforated bottom 14 and the perforated cover 12 are both adapted to let the gas stream pass
Fluidizing CG and retaining the microwaves MO by Faraday cage effect.

Le couvercle 12 est muni d'un joint d'étanchéité électromagnétique 21 par exemple un joint métallique avec une me en silicone, est disposé en regard du canal d'admission de micro-ondes 17, et est incliné vers le bas en éloignement de ce canal 17. En outre, un déflecteur 22 est disposé devant le canal 17 et a une forme de dièdre (figure 3) dont l'arête 23 est affrontée au canal 17. The cover 12 is provided with an electromagnetic seal 21 for example a metal seal with a silicone core, is arranged opposite the microwave intake channel 17, and is inclined downwards away from this channel 17. In addition, a deflector 22 is arranged in front of the channel 17 and has a dihedral shape (FIG. 3) whose edge 23 faces the channel 17.

Le lit fluidisé L est composé d'un mélange > de particules qui, les unes, sont transparentes et, les autres, couplables aux micro-ondes. The fluidized bed L is composed of a mixture of> particles, some of which are transparent and the others which can be coupled to microwaves.

La proportion en poids de particules transparentes dans le lit L est comprise entre 60 % et 90 % et de préférence voisine de 85 % tandis que la proportion en poids de particules couplables dans le lit est comprise entre 10 % et 40 % et de préférence voisine de 15 %. The proportion by weight of transparent particles in the bed L is between 60% and 90% and preferably close to 85% while the proportion by weight of particles that can be coupled in the bed is between 10% and 40% and preferably close 15%.

Les particules transparentes appartiennent au groupe consistant en des particules de sable de grès et en des particules de verre, tandis que les particules couplables comportent en majorité des particules de ferrite. Les particules couplables comportent également des particules qui appartiennent au groupe consistant en des particules de nickel, des particules de cobalt et des particules de samarium en proportion en poids de l'ordre de 10 à 15 % de l'ensemble des particules couplables. The transparent particles belong to the group consisting of sandstone particles and glass particles, while the couplable particles mainly comprise ferrite particles. The couplable particles also comprise particles which belong to the group consisting of nickel particles, cobalt particles and samarium particles in proportion by weight of the order of 10 to 15% of all the couplable particles.

De bons résultats ont été obtenus avec un lit comportant du sable de grès (A1203, SiO2, Fe203) d'une granulométrie située autour de 200 microns et également avec de la ferrite (Fe304) et du nickel, la composition en poids étant la suivante
sable de grès 85
ferrite (Fe304) (particu
les de 200 microns) 13
nickel (grains de 100
microns) 2 %
On admet en 16 dans la chambre 15 un gaz CG qui est transparent au micro-ondes MO, par exemple de l'air ou de 1' argon.
Good results have been obtained with a bed comprising sandstone sand (A1203, SiO2, Fe203) with a particle size around 200 microns and also with ferrite (Fe304) and nickel, the composition by weight being as follows
sandstone 85
ferrite (Fe304) (particu
200 microns) 13
nickel (100 grains
microns) 2%
We admit in chamber 15 a gas CG which is transparent to the microwave MO, for example air or argon.

Ce gaz ainsi introduit sous pression dans la chambre 15 entre par le fond perforé 14 dans le lit L qu'il fluidise et sort du four par le couvercle perforé 12. Les produits P à traiter sont plongés dans le lit L au moyen de paniers suspendus 24. This gas thus introduced under pressure into the chamber 15 enters through the perforated bottom 14 into the bed L which it fluidizes and leaves the oven through the perforated cover 12. The products P to be treated are immersed in the bed L by means of hanging baskets 24.

Les micro-ondes MO sortant du canal 17, sont admises à avoir un séjour prolongé dans le four F, grâce au fait qu'elles rencontrent d'abord le déflecteur 23 et sont reçues ainsi par ricochet aussi bien contre la paroi inclinée du couvercle 12 que contre la paroi latérale cylindrique 10. The microwaves MO leaving the channel 17, are allowed to have an extended stay in the oven F, thanks to the fact that they first meet the deflector 23 and are thus received by ricochet as well against the inclined wall of the cover 12 than against the cylindrical side wall 10.

Ces micro-ondes MO chauffent d'une manière uniforme le lit fluidisé L dont la composition se prête d'excellente façon à un couplage partiel avec les micro-ondes, ce qui permet indirectement un chauffage parfaitement homogène des produits P. These microwaves MO heat uniformly the fluidized bed L, the composition of which lends itself excellently to partial coupling with microwaves, which indirectly allows perfectly homogeneous heating of the products P.

Bien entendu, si les produits P sont eux-mêmes couplables à quelque degré avec les micro-ondes, ils sont chauffés pour partie directement par les micro-ondes mais leur chauffage est rendu homogène grâce à la présence du lit fluidisé L qui a un effet régulateur. Of course, if the products P are themselves couplable to some degree with the microwaves, they are partly heated directly by the microwaves but their heating is made homogeneous thanks to the presence of the fluidized bed L which has an effect regulator.

Les micro-ondes MO introduites en 17 dans le four F sont empêchées de sortir du four par le fond perforé 14 et par le couvercle 12 dont les perforations ont des dimensions in fritures à 1 cm lorsque la longueur d'onde est de 2,45 GHz. The microwaves MO introduced at 17 into the oven F are prevented from leaving the oven by the perforated bottom 14 and by the cover 12, the perforations of which have frying dimensions at 1 cm when the wavelength is 2.45 GHz.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite et représentée mais embrasse toutes variantes dans la réalisation de ses divers éléments et dans ses applications, dans le cadre des revendications.  Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown but embraces all variants in the production of its various elements and in its applications, within the framework of the claims.

Claims (16)

REVENDICATIONS 1) Four de traitement thermique de produits, caratérisé en ce qu'il comporte un lit (L) de+ particules solides qui est fluidisé par un courant gazeux (CG), et est adapté à être chauffé par micro-ondes (MO) et dans lequel les produits à traiter (P) sont plongés. 1) Furnace for the thermal treatment of products, characterized in that it comprises a bed (L) of + solid particles which is fluidized by a gas stream (CG), and is adapted to be heated by microwave (MO) and in which the products to be treated (P) are immersed. 2) Four suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le courant gazeux (CG) est transparent aux micro-ondes. 2) Oven according to claim 1, characterized in that the gas stream (CG) is transparent to microwaves. 3) Four suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le lit fluidisé (L) est composé de particules qui, pour une partie au moins d'entre elles sont couplables, aux micro-ondes. 3) Oven according to claim 1 or claim 2, characterized in that the fluidized bed (L) is composed of particles which, for at least part of them are couplable, to microwaves. 4) Four suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les particules du lit-fluidisé (L) sont pour les unes couplables, et pour les autres transparentes, aux micro-ondes. 4) Oven according to claim 3, characterized in that the particles of the fluidized bed (L) are for some couplable, and for the other transparent, to microwaves. 5) Four suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la proportion en poids de particules transparentes dans le lit est comprise entre 60 % et 90 % et de préférence voisine de 85 % tandis que la proportion en poids de particules couplables dans le lit est comprise entre 10 % et 40 % et de préférence voisine de 15 %. 5) Oven according to claim 4, characterized in that the proportion by weight of transparent particles in the bed is between 60% and 90% and preferably close to 85% while the proportion by weight of particles that can be coupled in the bed is between 10% and 40% and preferably close to 15%. 6) Four suivant la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisé en ce que les particules transparentes appartiennent au groupe consistant en des particules de sable de grès et en des particules de verre tandis que les particules couplables comportent en majorité des particules de ferrite. 6) Oven according to claim 4 or claim 5, characterized in that the transparent particles belong to the group consisting of sandstone sand particles and glass particles while the couplable particles mainly comprise ferrite particles. 7) Four suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les particules couplables comportent également des particules qui appartiennent au groupe consistant en des particules de Nickel, des particules de Cobalt et des particules de 7) Oven according to claim 6, characterized in that the couplable particles also comprise particles which belong to the group consisting of nickel particles, cobalt particles and particles of Samarium, en proportion en poids de l'ordre de 10 à 15 % de l'ensemble des particules couplables.Samarium, in proportion by weight of the order of 10 to 15% of all of the couplable particles. 8) Four suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le four (F) comporte un fond métallique perforé (14) adapté à recevoir le lit (L), à laisser entrer le courant gazeux de fluidisation (CG) et à retenir les microondes (MO). 8) Oven according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the oven (F) comprises a perforated metal bottom (14) adapted to receive the bed (L), to let in the gaseous fluidization stream (CG ) and to retain the microwaves (MO). 9) Four suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le four (F) comporte une paroi métal ligue perforée (12) adaptée, d'une part, à laisser sortir le courant gazeux de fluidîsation (CG), et d'autre part, à re-tenir les micro-ondes (MO). 9) Oven according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the oven (F) has a perforated league metal wall (12) adapted, on the one hand, to let out the gas stream of fluidization (CG) , and on the other hand, to re-hold the microwaves (MO). 10) Four suivant la revendication 9, caracterise en ce que la paroi métallique perforée de sortie du courant gazeux de fluidisation est un couvercle amovible (12) avec un joint d'etancheite électromagnétique (21). 10) Oven according to claim 9, characterized in that the perforated metal wall for leaving the gaseous fluidization stream is a removable cover (12) with an electromagnetic seal (21). 11) Four suivant la revendication 9 ou la revendica- tion 10, caractérise en ce que la paroi métallique perforée (12) de sortie du courant gazeux de fluidisation (CG) est disposée en regard d'un canal (17) d'admission des micro-ondes (MO) dans le four (F) et est inclinée vers le bas en eloigne- ment dudit canal. 11) Oven according to claim 9 or claim 10, characterized in that the perforated metal wall (12) for the outlet of the gaseous fluidization stream (CG) is disposed opposite a channel (17) for the admission of microwave (MO) in the oven (F) and is tilted downward away from said channel. 12) Four suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un déflecteur (22) est disposé devant un canal (17) d'admission des micro-ondes (MO) dans le four (F). 12) Oven according to any one of claims 1 to 11, characterized in that a deflector (22) is disposed in front of a channel (17) for admission of microwaves (MO) into the oven (F). 13) Four suivant la revendication 12, caractérisé en ce que ce déflecteur (22) a une forme de dièdre dont l'arête (23) est affrontée au canal (17) d'admission des micro-ondes (MO) dans le four (F) 13) Oven according to claim 12, characterized in that this deflector (22) has a dihedral shape whose edge (23) faces the channel (17) for admission of microwaves (MO) into the oven ( F) 14) Four suivant l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comporte une paroi latérale cy- lindrique (10). 14) Oven according to any one of claims 1 to 13, characterized in that it comprises a cylindrical side wall (10). 15) Four suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le four comporte une paroi latérale (10) ayant un chemisage isolant (13). 15) Oven according to any one of the preceding claims, characterized in that the oven comprises a side wall (10) having an insulating jacket (13). 16) Four suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les produits à traiter (P) sont plongés dans le lit fluidisé (L) au moyen de paniers suspendus (24).  16) Oven according to any one of the preceding claims, characterized in that the products to be treated (P) are immersed in the fluidized bed (L) by means of hanging baskets (24).
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