FR2672669A1 - Cooling control device for a hot isostatic-compression installation - Google Patents
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Abstract
Description
DISPOSITIF DE COMMANDE DE REFROIDISSEMENTCOOLING CONTROL DEVICE
POUR UNE INSTALLATION DE COMPRESSION ISOSTATIQUE A FOR AN ISOSTATIC COMPRESSION SYSTEM A
CHAUD Cette invention se rapporte à un dispositif de commande de refroidissement pour une installation de HOT This invention relates to a cooling control device for a heating installation.
compression isostatique à chaud.hot isostatic compression.
a Une installation de compression isostatique à chaud telle que représentée sur la figure 1 a été utilisée pour la fabrication de corps frittés à haute densité avec différents types de matériau en poudre ou équivalent Une paroi d'isolation 5 est disposée dans une enceinte sous haute pression 3 avec des fermetures supérieure et inférieure 1 et 2 de telle sorte qu'est laissé un espace 4 entre l'enceinte sous haute pression 3 et celle-ci; un dispositif de chauffage 6 est disposé à l'intérieur de la paroi d'isolation 5 de a A hot isostatic compression installation as shown in FIG. 1 was used for the production of high density sintered bodies with different types of powdered material or equivalent. An insulation wall 5 is placed in a high pressure enclosure. 3 with upper and lower closures 1 and 2 so that a space 4 is left between the high pressure enclosure 3 and the latter; a heating device 6 is disposed inside the insulation wall 5 of
façon à constituer une chambre de four 7. so as to constitute an oven chamber 7.
Lors de l'utilisation de l'installation ci- When using the installation above
dessus, le processus de compression isostatique à chaud est réalisé en introduisant un gaz sous haute pression dans l'enceinte sous haute pression 3 et en chauffant le gaz introduit au moyen du dispositif de chauffage 6, appliquant ainsi le gaz sous haute pression et à température élevée sur une pièce 8 située dans la chambre de four 7 A la fin du processus de compression isostatique à chaud, l'intérieur du four est refroidi above, the hot isostatic compression process is carried out by introducing a gas under high pressure into the enclosure under high pressure 3 and by heating the gas introduced by means of the heating device 6, thus applying the gas under high pressure and at temperature high on a part 8 located in the oven chamber 7 At the end of the hot isostatic compression process, the interior of the oven is cooled
et la pièce est alors sortie.and the part is then taken out.
Du point du vue de la productivité, le processus de refroidissement mentionné ci-dessus est désavantageux dans la mesure o le refroidissement du four est réalisé uniquement par le rayonnement thermique à travers la paroi d'isolation 5, ce qui From the point of view of productivity, the above-mentioned cooling process is disadvantageous insofar as the cooling of the furnace is carried out only by thermal radiation through the insulation wall 5, which
nécessite un temps prolongé pour le refroidissement. requires an extended time for cooling.
Afin de raccourcir le temps de refroidissement, il a été proposé des procédés tels que la mise en circulation d'un gaz dans l'enceinte à haute pression pendant le refroidissement Un exemple de ces procédés est un système de refroidissement indirect tel que décrit dans le modèle d'utilité japonais soumis à l'inspection publique No Sho-60-33195 Toutefois, le procédé le plus efficace est considéré comme étant un système à refroidissement direct tel que représenté sur In order to shorten the cooling time, methods have been proposed such as the circulation of a gas in the enclosure at high pressure during cooling. An example of these methods is an indirect cooling system as described in the Japanese utility model subject to public inspection No Sho-60-33195 However, the most efficient process is considered to be a direct cooling system as shown in
la figure 7.Figure 7.
Dans ce système à refroidissement direct, un gaz en circulation est amené à s'écouler comme cela est représenté par le trait en pointillé, c'est-à-dire que dans un four (à l'intérieur d'une paroi d'isolation 5), un gaz à haute température est amené à s'écouler vers l'extérieur afin de subir un échange de chaleur avec la fermeture supérieure 1 et la paroi intérieure de l'enceinte sous haute pression 3 et équivalent, puis le gaz, à température réduite, est alors ramené à l'intérieur du four par la partie inférieure de la paroi d'isolation 5, de façon à être ainsi utilisé à nouveau, dans le processus de refroidissement Avec ce système à refroidissement direct, la vitesse de In this direct cooling system, a circulating gas is caused to flow as represented by the dotted line, that is to say that in an oven (inside an insulation wall 5), a high temperature gas is caused to flow towards the outside in order to undergo a heat exchange with the upper closure 1 and the inner wall of the enclosure under high pressure 3 and equivalent, then the gas, at reduced temperature, is then brought back inside the furnace by the lower part of the insulating wall 5, so as to be thus used again, in the cooling process With this system with direct cooling, the speed of
refroidissement peut être notablement augmentée. cooling can be significantly increased.
Dans le système de refroidissement direct de l'état de la technique, lorsqu'une quantité de gaz en circulation est augmentée, une vitesse de refroidissement est augmentée Toutefois, la température sur la surface intérieure d'une enceinte est également augmentée avec une quantité accrue du gaz en circulation L'enceinte sous haute pression 3 possède une température maximum autorisée déterminée du point de vue de la résistance des matériaux Par conséquent, afin d'augmenter une quantité totale de rayonnement thermique tout en supprimant une élévation de température dans l'enceinte sous haute pression 3, une quantité de rayonnement thermique du four par unité de temps est maintenue de manière satisfaisante constante. Toutefois, dans le système de refroidissement de l'état de la technique, une telle commande de quantité de gaz destinée à atteindre le but mentionné ci-dessus n'est pas exécutée de sorte que la quantité de rayonnement thermique du four au début du processus de refroidissement est approximativement dix fois plus grande qu'à la fin de celui-ci, avec pour résultat une élévation de température de la surface interne de In the direct cooling system of the prior art, when an amount of gas in circulation is increased, a cooling rate is increased However, the temperature on the interior surface of an enclosure is also increased with an increased amount circulating gas The high pressure enclosure 3 has a maximum authorized temperature determined from the point of view of the resistance of the materials Consequently, in order to increase a total amount of thermal radiation while suppressing a rise in temperature in the enclosure under high pressure 3, an amount of thermal radiation from the oven per unit of time is satisfactorily maintained constant. However, in the cooling system of the prior art, such a quantity control of gas intended to achieve the above-mentioned object is not carried out so that the quantity of thermal radiation from the oven at the start of the process cooling temperature is approximately ten times greater than at the end of it, resulting in a rise in temperature of the internal surface of
l'enceinte sous haute pression 3.the high pressure enclosure 3.
Si l'on suppose une capacité thermique de four spécifiée dans l'enceinte sous haute pression 3 d'une taille elle-même spécifiée (diamètre interne de 900 mm), on obtient, comme représenté sur la figure 8, une relation entre le flux thermique moyen transféré sur la surface interne de l'enceinte sous haute pression 3 (en ordonnées) et la température maximum d'enceinte (en abcisses) Comme cela ressort de la figure 8, même avec le flux thermique moyen fixe, si le rapport R entre la valeur maximum et la valeur minimum du flux thermique augmente, la température de l'enceinte sous haute pression 3 augmente Il est par conséquent souhaitable que le flux thermique soit rendu constant et que le rapport R soit égal à 1 (rayonnement thermique stable) Dans l'état de la technique cependant, comme cela été mentionné ci- dessus, le If we assume a furnace thermal capacity specified in the high-pressure enclosure 3 of a size itself specified (internal diameter of 900 mm), we obtain, as shown in FIG. 8, a relationship between the flow mean thermal transferred to the internal surface of the enclosure under high pressure 3 (on the ordinate) and the maximum enclosure temperature (on the abscissa) As shown in FIG. 8, even with the fixed average heat flux, if the ratio R between the maximum value and the minimum value of the thermal flux increases, the temperature of the enclosure under high pressure 3 increases It is therefore desirable that the thermal flux is made constant and that the ratio R is equal to 1 (stable thermal radiation) In the state of the art, however, as mentioned above, the
rapport R est approximativement de 10. R ratio is approximately 10.
C'est par conséquent un but de l'invention que de créer un procédé pour maintenir constant un flux thermique transféré d'un gaz vers la surface interne d'une enceinte dans un processus de refroidissement, et obtenir ainsi un rayonnement thermique permettant de It is therefore an object of the invention to create a method for maintaining a constant heat flow transferred from a gas to the internal surface of an enclosure in a cooling process, and thus obtaining thermal radiation allowing
minimiser l'élévation de température dans l'enceinte. minimize the temperature rise in the enclosure.
Afin d'atteindre le but ci-dessus, selon un aspect de la présente invention, il est prévu un dispositif de commande de refroidissement pour une installation de compression isostatique à chaud comprenant une paroi d'isolation disposée dans une enceinte sous haute pression de telle sorte qu'un espace est laissé entre l'enceinte sous haute pression et celle-ci, et un dispositif de chauffage disposé à l'intérieur de la paroi d'isolation afin de constituer une chambre de four, un processus de compression isostatique à chaud étant réalisé de manière à introduire un gaz sous pression élevée dans la chambre de four et chauffer le gaz introduit par le dispositif de chauffage, appliquant ainsi un gaz sous haute pression et à température élevée sur une pièce située dans la chambre de four, le dispositif de refroidissement ci-dessus comportant: un mécanisme de réglage de débit de gaz en circulation au milieu d'un passage de circulation de gaz sous pression au moyen duquel un gaz sous haute pression et à température élevée à l'intérieur de la chambre de four est introduit de la partie supérieure de la paroi d'isolation vers l'extérieur, en étant amené à s'écouler le long de la paroi interne de l'enceinte sous haute pression, et est introduit de la partie inférieure de la paroi d'isolation vers l'intérieur de la chambre de four; un capteur de température destiné à mesurer une température de pièce ou une température de gaz de four; une unité arithmétique de vitesse de variation de température destinée à calculer une vitesse de variation de température avec le temps sur la base d'un signal de température provenant du capteur de température; et une unité de commande destinée à actionner le mécanisme de réglage de débit de gaz en circulation de façon à faire se conformer la vitesse de variation de température avec le temps avec une vitesse de refroidissement spécifiée qui est calculée sur la base de la surface spécifique et de la capacité thermique de la pièce, de la température de gaz de four et de la pression de four au début du processus de refroidissement. Pendant le processus de refroidissement, la température de pièce ou la température de gaz de four est mesurée par le capteur de température et la vitesse de variation de température avec le temps est alors obtenue au moyen d'une unité arithmétique Le mécanisme de réglage de débit de gaz en circulation est alors actionné par l'unité de commande de manière à faire se conformer la vitesse de variation de température avec le temps avec une vitesse de refroidissement spécifiée calculée sur la base de la surface spécifique et de la capacité thermique de la pièce, et de la température de gaz de four et de la pression de four au début du processus de refroidissement, de façon à commander In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a cooling control device for a hot isostatic compression installation comprising an insulation wall disposed in a high pressure enclosure of such so that a space is left between the high pressure enclosure and the latter, and a heating device arranged inside the insulation wall in order to constitute an oven chamber, a process of hot isostatic compression being produced so as to introduce a gas under high pressure into the oven chamber and to heat the gas introduced by the heating device, thereby applying a gas under high pressure and at high temperature to a part located in the oven chamber, the device Above cooling system comprising: a mechanism for adjusting the flow rate of gas in circulation in the middle of a pressurized gas circulation passage by means of which a gas under high pressure and at high temperature inside the oven chamber is introduced from the upper part of the insulation wall towards the outside, being caused to flow along the internal wall of the 'enclosure under high pressure, and is introduced from the lower part of the insulation wall towards the inside of the oven chamber; a temperature sensor for measuring a room temperature or an oven gas temperature; a temperature variation speed arithmetic unit for calculating a temperature variation speed over time based on a temperature signal from the temperature sensor; and a control unit for actuating the flow control mechanism of the circulating gas so as to make the rate of temperature change over time conform with a specified cooling rate which is calculated on the basis of the specific area and the heat capacity of the room, the oven gas temperature and the oven pressure at the start of the cooling process. During the cooling process, the room temperature or oven gas temperature is measured by the temperature sensor and the rate of temperature change over time is then obtained by means of an arithmetic unit The flow adjustment mechanism gas in circulation is then actuated by the control unit so as to make the rate of temperature variation conform over time with a specified cooling rate calculated on the basis of the specific surface and the thermal capacity of the room , and the oven gas temperature and oven pressure at the start of the cooling process, so as to control
ainsi le débit de gaz en circulation. thus the flow of gas in circulation.
Les buts ci-dessus ainsi que d'autres, et les caractéristiques et avantages de la présente invention The above objects as well as others, and the features and advantages of the present invention
apparaîtront à la lecture de la description suivante, will appear on reading the following description,
en liaison avec les dessins annexés, dans lequels: la figure 1 est une vue représentant la construction du dispositif de commande de refroidissement selon la présente invention; la figure 2 est un ordinogramme pour l'obtention d'une vitesse de refroidissement spécifiée; la figure 3 est une vue montrant une relation entre une température maximum sur la surface interne de l'enceinte et une vitesse de refroidissement; la figure 4 est une vue représentant une relation entre une capacité thermique de four et une vitesse de refroidissement spécifiée; la figure 5 est un ordinogramme représentant une action de commande; la figure 6 est une vue représentant une construction d'une autre forme de réalisation selon la présente invention; la figure 7 est une vue en coupe d'une installation de compression isostatique à chaud; la figure 8 est une vue représentant une relation entre une température maximum de l'enceinte et in conjunction with the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a view showing the construction of the cooling control device according to the present invention; Figure 2 is a flow chart for obtaining a specified cooling rate; FIG. 3 is a view showing a relationship between a maximum temperature on the internal surface of the enclosure and a cooling rate; Fig. 4 is a view showing a relationship between a furnace thermal capacity and a specified cooling rate; Figure 5 is a flowchart showing a control action; Fig. 6 is a view showing a construction of another embodiment according to the present invention; Figure 7 is a sectional view of a hot isostatic compression installation; FIG. 8 is a view showing a relationship between a maximum temperature of the enclosure and
un flux thermique moyen.an average heat flux.
Si l'on se réfère à la figure 1, un mécanisme de réglage de débit de gaz en circulation 10 se compose de soupapes 9 comportant des mécanismes d'actionnement électriques respectifs Plus spécialement, plusieurs soupapes 9 sont disposées au milieu d'un passage de circulation de gaz sous pression 12, c'est-à-dire sur une partie inférieure d'une paroi d'isolation 5, par l'intermédiaire desquelles un gaz sous pression à température élevée dans une chambre de four 7 est amené de la partie supérieure de la paroi d'isolation 5 vers l'extérieur en passant par un accumulateur 11, en étant autorisé à s'écouler vers le bas le long de la paroi interne de l'enceinte sous haute pression 3 à travers un espace 4, et est introduit de la partie inférieure de la paroi d'isolation 5 vers l'intérieur de la Referring to FIG. 1, a mechanism for regulating the flow rate of circulating gas 10 consists of valves 9 comprising respective electrical actuation mechanisms. More specifically, several valves 9 are arranged in the middle of a passage for circulation of pressurized gas 12, that is to say on a lower part of an insulation wall 5, by means of which gas under pressure at high temperature in an oven chamber 7 is brought from the part upper part of the insulating wall 5 towards the outside, passing through an accumulator 11, while being authorized to flow downwards along the internal wall of the enclosure under high pressure 3 through a space 4, and is introduced from the lower part of the insulation wall 5 towards the inside of the
chambre de four 7.oven chamber 7.
Une température de gaz T à l'intérieur de la chambre de four 7 est mesurée par un capteur de température 13 et, sur la base du signal de température, une vitesse de variation de température avec le temps (d T/dt) est calculée dans une unité A gas temperature T inside the oven chamber 7 is measured by a temperature sensor 13 and, on the basis of the temperature signal, a rate of temperature variation over time (d T / dt) is calculated in a unit
arithmétique 14.arithmetic 14.
Une unité arithmétique de vitesse de refroidissement spécifiée 15 est prévue pour calculer au préalable une vitesse de refroidissement spécifiée V par chaque équipement sur la base de la taille d'une enceinte et d'un corps de four, d'une température autorisée d'enceinte, d'une surface spécifique (surface/poids) et d'une capacité thermique d'une pièce 8, et de la température de four et de la pression de four au début du processus de refroidissement Par exemple, lorsqu'une vitesse réduite dans la température de gaz de four est prise comme vitesse de refroidissement, les facteurs déterminants de celle-ci sont représentés sur le tableau 1 Par conséquent, une vitesse de refroidissement spécifiée est calculée sur la base d'une taille d'enceinte, d'une température autorisée d'enceinte, d'une capacité thermique de four et d'une surface spécifique de la pièce, les valeurs de la température autorisée d'enceinte et les tailles d'une enceinte et d'un corps de four étant A specified cooling rate arithmetic unit 15 is provided for previously calculating a specified cooling rate V by each piece of equipment based on the size of an enclosure and an oven body, of an authorized enclosure temperature , a specific surface (surface / weight) and a heat capacity of a part 8, and the oven temperature and the oven pressure at the start of the cooling process For example, when a reduced speed in the oven gas temperature is taken as the cooling rate, the determining factors thereof are shown in Table 1 Therefore, a specified cooling rate is calculated based on an enclosure size, a allowable enclosure temperature, oven heat capacity and specific room surface, allowable enclosure temperature values and sizes of an enclosure and oven body so
respectivement fixées.respectively fixed.
Tableau 1Table 1
faible vitesse de refroidissement du gaz élevée basse température autorisée de surface élevée interne d'enceinte faible quantité de gaz en circulation élevée faible capacité thermique du four élevée élevée surface spécifique de la pièce faible faible surface de transfert thermique de élevée l'enceinte (taille de l'enceinte) Une unité de comparaison 16 destinée à comparer une vitesse de refroidissement spécifiée V à une vitesse de variation de température d T/dt et un dispositif de réglage 17 actionné par la sortie de l'unité de comparaison 16, qui composent une unité de commande 18 destinée à actionner une soupape 9, sont prévus de façon à ce que la vitesse de variation de température avec le temps se conforme à la vitesse de refroidissement spécifiée V. Le calcul de la vitesse de refroidissement spécifiée V va maintenant être expliqué Pour le refroidissement de la pièce 8 qui a déjà été traitée, la période du début jusqu'à la fin du processus de refroidissement est divisée en micro-temps La quantité de rayonnement thermique vers l'accumulateur 11, la fermeture supérieure 1 et l'enceinte sous haute pression 3, par l'intermédiaire de la circulation de gaz pendant chaque micro-temps, peut ainsi être calculée Si l'on suppose que la quantité de rayonnement thermique ci-dessus est égale à la quantité de chaleur qui est évacuée pendant chaque micro-temps de la pièce 8 dans le four, les structures du four telles que le dispositif de chauffage 6 et le gaz du four, une chute de température dans la pièce 8, le dispositif de chauffage 6 et le gaz du four peut être calculée Ensuite, sur la base de la température obtenue de la pièce 8, du dispositif de chauffage 6 et du gaz du four après l'écoulement d'un micro-temps, une quantité de rayonnement thermique de chaque pièce pendant le micro-temps suivant peut de nouveau être obtenue. En répétant le calcul mentionné ci-dessus, le processus de refroidissement de la température du four peut être déterminé, fournissant ainsi la vitesse de refroidissement. La figure 2 est un ordinogramme représentant le processus ci-dessus, dans lequel des données respectivement de taille d'enceinte, de capacité thermique de four et de surface spécifique d'une pièce sont entrés (étape Si), et une quantité de gaz en circulation se rapportant à une vitesse de refroidissement spécifiée est en outre entrée comme valeur initiale de consigne (étape 53) En ce qui a concerne la capacité thermique du four, elle est obtenue sur la base de la capacité thermique de la pièce, et de la température du four et de la pression du four au début du refroidissement, et ces valeurs sont par conséquent celles réellement entrées Le rayonnement thermique et la température de la surface interne d'une enceinte pendant un micro-temps de Dt seconde sont alors calculés (étape 54), une température low gas cooling speed high low permissible temperature of high internal enclosure surface low amount of gas in circulation high low thermal capacity of the oven high high specific surface area of the room low low thermal transfer surface of high enclosure (size of the enclosure) A comparison unit 16 intended to compare a specified cooling speed V with a temperature variation speed d T / dt and an adjustment device 17 actuated by the output of the comparison unit 16, which make up a control unit 18 intended to actuate a valve 9, are provided so that the rate of temperature variation over time conforms to the specified cooling rate V. The calculation of the specified cooling rate V will now be explained For the cooling of the part 8 which has already been treated, the period from the beginning to the end of the p the cooling process is divided into micro-times The amount of thermal radiation towards the accumulator 11, the upper closure 1 and the high-pressure enclosure 3, through the circulation of gas during each micro-time, can thus be calculated If we assume that the amount of heat radiation above is equal to the amount of heat that is removed during each micro-time from room 8 in the oven, oven structures such as the heater 6 and the oven gas, a temperature drop in the room 8, the heater 6 and the oven gas can be calculated Next, based on the temperature obtained from the room 8, the heater 6 and the gas from the oven after the micro-time has elapsed, an amount of thermal radiation from each part during the next micro-time can again be obtained. By repeating the above mentioned calculation, the process of cooling the oven temperature can be determined, thereby providing the rate of cooling. Figure 2 is a flowchart showing the above process, in which data of enclosure size, oven heat capacity and room specific area respectively are entered (step Si), and an amount of gas in circulation relating to a specified cooling rate is further entered as the initial set value (step 53). As regards the thermal capacity of the oven, this is obtained on the basis of the thermal capacity of the room, and the temperature of the oven and the pressure of the oven at the start of cooling, and these values are therefore those actually entered. The thermal radiation and the temperature of the internal surface of an enclosure during a micro-time of Dt seconds are then calculated (step 54), a temperature
de pièce dans le four après l'écoulement d'un micro- room in the oven after a micro-
temps de Dt seconde est également calculée (étape 55), et une vitesse réduite dans la température de gaz de four est ensuite comparée à une vitesse de refroidissement déterminée (étape 56), la vitesse de refroidissement déterminée étant entrée au préalable (étape 52) Il en résulte que si les deux valeurs ne sont pas égales l'une à l'autre, la quantité de gaz en circulation est réinitialisée (étape 57) et le Dt second time is also calculated (step 55), and a reduced speed in the oven gas temperature is then compared to a determined cooling rate (step 56), the determined cooling rate having been entered beforehand (step 52) As a result, if the two values are not equal to each other, the amount of gas in circulation is reset (step 57) and the
déroulement du processus est ainsi ramené à l'étape 54. flow of the process is thus brought back to step 54.
Par contre, si les deux valeurs sont égales l'une à l'autre, les données sont remplacées par celles de l'état après l'écoulement d'un micro-temps de Dt seconde (étape 58) Une relation entre une température de four et une température de refroidissement finale est ensuite calculée (température de four < température de refroidissement finale) (étape 59), et lorsque la température de four est considérée comme étant élevée, le déroulement du processus est ramené à l'étape 54 alors que, lorsque la température du four est faible, le déroulement du processus est arrêté Il est ainsi possible d'obtenir la quantité de gaz en circulation pour la vitesse de refroidissement déterminée sur la On the other hand, if the two values are equal to each other, the data are replaced by those of the state after the lapse of a micro-time of Dt second (step 58) A relationship between a temperature of oven and a final cooling temperature is then calculated (oven temperature <final cooling temperature) (step 59), and when the oven temperature is considered to be high, the process is brought back to step 54 while , when the oven temperature is low, the process is stopped. It is thus possible to obtain the quantity of gas in circulation for the cooling rate determined on the
base du calcul ci-dessus.basis of the above calculation.
Ce calcul est réalisé en changeant les valeurs de la vitesse de refroidissement déterminée, de la capacité thermique du four et de la surface spécifique, de façon à obtenir, en fonction de la This calculation is carried out by changing the values of the determined cooling speed, the thermal capacity of the furnace and the specific surface, so as to obtain, as a function of the
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température maximum sur la surface intérieure de l'enceinte, un graphique pour chaque taille d'enceinte comme cela est représenté sur la figure 3 Du point de vue de la résistance des matériaux, la température maximum autorisée de l'enceinte est déterminée (habituellement 150 à 2000 C), et une relation entre la capacité thermique du four et la vitesse de refroidissement maximum peut alors être obtenue à partir de la figure 3; la relation résultante est représentée sur la figure 4 La vitesse de refroidissement maximum est par conséquent dans une fourchette dans laquelle la température d'enceinte est maximum temperature on the interior surface of the enclosure, a graph for each enclosure size as shown in Figure 3 From a material strength standpoint, the maximum allowable temperature of the enclosure is determined (usually 150 at 2000 C), and a relation between the thermal capacity of the oven and the maximum cooling rate can then be obtained from FIG. 3; the resulting relationship is shown in Figure 4 The maximum cooling rate is therefore within a range within which the enclosure temperature is
inférieure à la valeur autorisée. lower than the authorized value.
La vitesse de refroidissement maximum obtenue sur la figure 4 (en ordonnées) est définie comme étant une vitesse de refroidissement spécifiée Le graphique sur la figure 4 est paramétré en fonction de la taille de l'enceinte et de la température autorisée de l'enceinte Inversement, sur la figure 4, un graphique est déterminé pour une installation Dans la The maximum cooling speed obtained in figure 4 (on the ordinate) is defined as being a specified cooling speed. The graph in figure 4 is configured according to the size of the enclosure and the authorized temperature of the enclosure. Conversely , in FIG. 4, a graph is determined for an installation In the
description ci-dessus, le graphique ou équivalent est description above, the graphic or equivalent is
utilisé pour une meilleure compréhension, mais le processus ci-dessus est en fait calculé dans un calculateur. La commande de refroidissement est réalisée suivant un ordinogramme tel que représenté sur la figure 5 Les valeurs de la capacité thermique de la pièce, de la surface spécifique de la pièce, et de la température du gaz et de la pression du gaz au début du refroidissement sont entrées (étape Sl O), et la capacité thermique du four au début du refroidissement peut par conséquent être obtenue (étape Sl O') Une vitesse de refroidissement Vs (constante) correspondant à une valeur d'entrée est ainsi choisie sur la base des données d'une vitesse de refroidissement spécifiée du gaz calculée précédemment (étape Sll) De même, le capteur de température 13 mesure une température de gaz de four Tg (étape 512), et l'unité arithmétique calcule la vitesse de variation Vm de Tg avec le temps (étape 513) L'unité de comparaison 14 compare alors la vitesse de refroidissement Vs et la vitesse de variation Vm de Tg (étape 514), et si la vitesse de refroidissement spécifiée Vs est considérée comme étant plus grande que la vitesse de variation Vm de Tg, les soupapes 9 sont ouvertes avec une ouverture fixée par un dispositif de réglage 17 (étape 515) alors que si c'est l'inverse, les soupapes 9 sont fermées avec une ouverture fixée (étape 516) En dehors de cela, dans la commande réelle, les soupapes 9 peuvent être actionnées proportionnellement à une valeur de I Vs Vm 1, ou bien un traitement approprié tel qu'un autre procédé de commande peut être réalisé pendant une période used for better understanding, but the above process is actually calculated in a calculator. The cooling control is carried out according to a flowchart as shown in FIG. 5 The values of the thermal capacity of the room, the specific surface of the room, and the temperature of the gas and the pressure of the gas at the start of cooling are entered (step Sl O), and the thermal capacity of the oven at the start of cooling can therefore be obtained (step Sl O ') A cooling rate Vs (constant) corresponding to an input value is thus chosen on the basis data of a specified gas cooling rate calculated previously (step S11) Likewise, the temperature sensor 13 measures an oven gas temperature Tg (step 512), and the arithmetic unit calculates the rate of variation Vm of Tg with time (step 513) The comparison unit 14 then compares the cooling speed Vs and the variation speed Vm of Tg (step 514), and if the cooling speed specified e Vs is considered to be greater than the speed of variation Vm of Tg, the valves 9 are opened with an opening fixed by an adjusting device 17 (step 515) whereas if it is the reverse, the valves 9 are closed with a fixed opening (step 516) Apart from this, in the actual control, the valves 9 can be actuated in proportion to a value of I Vs Vm 1, or else an appropriate treatment such as another control method can be made during a period
transitoire au début du refroidissement. transient at the start of cooling.
Il est par conséquent possible de maintenir approximativement constant un flux thermique transféré d'un gaz à la surface interne de l'enceinte, permettant ainsi le refroidissement le plus efficace Le maintien de la vitesse de refroidissement dans le four à un niveau constant correspond à la quantité de rayonnement thermique fixée approximativement depuis l'intérieur du four La quantité de rayonnement thermique de l'intérieur du four ne correspond pas de manière stricte à la quantité de rayonnement thermique vers l'extérieur de l'enceinte, en considérant l'échange de chaleur vers un gaz à température basse dans l'accumulateur 11 et à l'extérieur du four Toutefois du point du vue du processus de refroidissement total, les deux peuvent être considérés comme étant les mêmes, c'est-à-dire que le flux thermique vers l'enceinte est maintenu approximativement constant et qu'un tel rayonnement thermique ramenant une augmentation de il température dans l'enceinte à un niveau minimum peut It is therefore possible to maintain approximately constant a heat flux transferred from a gas to the internal surface of the enclosure, thus allowing the most efficient cooling. Maintaining the cooling rate in the oven at a constant level corresponds to the amount of heat radiation fixed approximately from inside the oven The amount of heat radiation from inside the oven does not strictly correspond to the amount of heat radiation to the outside of the enclosure, considering the exchange of heat to a gas at low temperature in the accumulator 11 and outside the furnace However from the point of view of the total cooling process, the two can be considered to be the same, that is to say that the flow thermal towards the enclosure is kept approximately constant and that such thermal radiation bringing an increase in temperature in the enclosure to u n minimum level can
être obtenu.to be obtained.
Une autre forme de réalisation selon la présente invention est représentée sur la figure 6, o il est prévu, en dehors des éléments déjà décrits, un ventilateur 20 entraîné par un moteur 19 du type à commande par inverseur 21 et prévu dans la partie inférieure de la chambre de four 7 afin de forcer une convection d'un écoulement de gaz en circulation par le ventilateur 20 Dans ce cas, le réglage d'un débit de gaz en circulation peut être réalisé en modifiant la vitesse de rotation du ventilateur 20 Par conséquent, les soupapes 9 prévues sur la partie inférieure de la paroi d'isolation 5 avec leurs mécanismes d'actionnement électriques respectifs peuvent ne Another embodiment according to the present invention is shown in Figure 6, where there is provided, apart from the elements already described, a fan 20 driven by a motor 19 of the type with inverter control 21 and provided in the lower part of the oven chamber 7 in order to force a convection of a flow of gas in circulation by the fan 20 In this case, the regulation of a flow of gas in circulation can be carried out by modifying the speed of rotation of the fan 20 Consequently , the valves 9 provided on the lower part of the insulation wall 5 with their respective electrical actuation mechanisms may not
posséder qu'une fonction d'ouverture/fermeture. have only an open / close function.
A la place des soupapes 9 réglables en ouverture, plusieurs soupapes de commutation peuvent être prévues pour modifier la répartition numérique de celles-ci entre l'état ouvert et l'état fermé, commandant ainsi le débit du gaz en circulation En outre, bien que la température de gaz du four soit mesurée dans cette forme de réalisation, la température de pièce peut être mesurée afin de calculer la vitesse Instead of valves 9 adjustable in opening, several switching valves can be provided to modify the numerical distribution of these between the open state and the closed state, thus controlling the flow of the gas in circulation In addition, although the oven gas temperature is measured in this embodiment, the room temperature can be measured in order to calculate the speed
de variation de température avec le temps. temperature variation over time.
13 267266913 2672669
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Family Applications (1)
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