FR2846404A1 - Bloc optique de chauffage rapide - Google Patents

Abstract

Bloc optique (100) de chauffage d'une surface à chauffer, le bloc comportant un ensemble de tubes émetteurs (2) d'un rayonnement thermique, disposés parallèlement les uns aux autres, le long d'une surface enveloppe des tubes, caractérisé en ce que le bloc (100) est muni de moyens de convergence (43, 44, 12) du rayonnement thermique, ces moyens de convergence étant des moyens réflecteurs (43, 44) et/ou réfracteurs (12) du rayonnement thermique, disposés par rapport aux tubes (2) de façon à faire converger le rayonnement de chaque tube (2) vers une surface cible (FF', DD') plus petite que la surface (E2 E1 E3) enveloppe des tubes.

Description

BLOC OPTIQUE DE CHAUFFAGE RAPIDE

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

L'invention se situe dans le domaine des blocs optiques de chauffage rapide, destinés à réaliser un apport important et rapide de flux thermique à haute

densité de puissance sur une surface d'un corps.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Des moyens de chauffage, comportant un moyen

émetteur, par exemple d'un rayonnement infrarouge et un réflecteur directionnel dudit rayonnement sont connus.

En général le moyen émetteur infrarouge a la forme d'un tube et le réflecteur a une forme longitudinale dont la 15 section droite a une forme de co, la pointe centrale intérieure du co étant dirigée vers la surface du tube infrarouge qui se trouve en regard de cette pointe. Une telle configuration du réflecteur évite de renvoyer la chaleur vers le tube. Lorsqu'il est nécessaire 20 d'apporter une grande quantité de chaleur, il est connu de disposer plusieurs tubes et leurs réflecteurs associés les uns à côté des autres, de façon à augmenter la puissance de chauffe. On note cependant que dans une telle configuration, la puissance de 25 chauffe est augmentée, mais aussi la surface de chauffe, en sorte que la puissance de chauffe par unité

de surface n'est pas augmentée.

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EXPOS DE L'INVENTION

La présente invention a pour objet un bloc optique de chauffage permettant d'apporter un flux thermique important par unité de surface d'une surface 5 d'un corps à chauffer, ledit flux étant réparti au choix de façon uniforme ou non sur la surface à chauffer. Le bloc optique doit de plus avoir un volume tel qu'il puisse être utilisé sur une surface

particulière à chauffer.

Ainsi l'invention a pour objet un bloc optique de chauffage d'une surface à chauffer, le bloc comportant un ensemble de tubes émetteurs d'un rayonnement thermique, disposés parallèlement les uns aux autres, le long d'une surface enveloppe des tubes, 15 caractérisé en ce que le bloc est muni de moyens de convergence du rayonnement thermique, ces moyens de convergence étant des moyens réflecteur ou réfracteur du rayonnement thermique, disposés par rapport aux tubes de façon à faire converger le rayonnement de 20 chaque tube vers une surface cible plus petite que la

surface enveloppe des tubes.

La surface cible est une surface fictive disposée en avant des tubes et qui est la surface la plus petite atteinte par une grande partie du 25 rayonnement émis par les tubes. Lorsque le bloc de chauffage est utilisé, la surface matérielle d'un corps à chauffer sera autant que possible mise en concidence

avec la surface cible.

Dans les cas simples, o il n'y a pas de 30 problèmes particuliers d'encombrement pour le bloc optique de chauffage, les moyens de convergence sont

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des réflecteurs individuels arrière, chaque réflecteur individuel ayant une surface réfléchissante, disposés en arrière de chaque tube et dirigeant le rayonnement dans une direction avant, les surfaces des différents 5 réflecteurs arrière formant ensemble un réflecteur arrière d'ensemble, ayant une surface réfléchissante arrière continue formée par jonction mécanique des différents réflecteurs individuels. Les réflecteurs arrières peuvent être complétés par des réflecteurs 10 latéraux.

Les réflecteurs arrière permettent de concentrer le rayonnement des différents tubes thermiques, sur une surface cible, qui est en général une surface cylindrique, au sens mathématique de cylindrique, dont 15 la génératrice est parallèle aux tubes. On rappelle qu'une surface cylindrique est une surface engendrée par le mouvement d'une droite, la génératrice, astreinte à rester parallèle à elle même. Si l'on veut concentrer davantage le rayonnement thermique on pourra 20 disposer en outre des moyens réfracteurs disposés en avant des tubes et contribuant à rendre la surface cible plus petite que celle résultant des moyens

réflecteurs seuls.

Il sera vu plus loin, que dans un mode de 25 réalisation de l'invention, le bloc optique est destiné, en combinaison avec des moyens de refroidissement de la surface à chauffer, à simuler des chocs thermiques reçus par un tuyau transportant un mélange turbulent, non encore homogénéisé, de deux 30 liquides identiques mais à des températures initialement très différentes l'une de l'autre. La surface intérieure du tuyau est ainsi alternativement,

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et de façon aléatoire, au contact de liquide froid et de liquide chaud. La surface du tuyau est ainsi soumise à des chocs thermiques répétés avec de grandes dynamiques de températures et des fréquences 5 d'alternance entre chaud et froid qui peuvent être importantes. On verra que dans ce cas les dimensions du bloc optique doivent être telles que le bloc optique puisse être logé dans ledit tuyau, avec des moyens de refroidissement dudit tuyau. Le bloc optique de 10 chauffage permet, si l'apport thermique est suffisamment rapide'et important, de simuler le contact de la paroi du tuyau avec du liquide chaud, et les moyens de refroidissement permettent de simuler le

contact de la paroi du tuyau avec du liquide froid.

Dans cette forme de réalisation l'invention est relative à un bloc optique de chauffage d'une surface à chauffer, le bloc comportant un ensemble de tubes émetteurs d'un rayonnement thermique, chaque tube étant muni d'un réflecteur arrière, les réflecteurs arrière 20 formant ensemble un réflecteur arrière d'ensemble formant une surface réfléchissante arrière, caractérisé en ce que - la surface réfléchissante arrière est complétée par une surface d'un réflecteur complémentaire formant une surface réfléchissante complémentaire et par une fenêtre transparente de sortie, l'ensemble de la surface réfléchissante arrière, d'une partie au moins de la surface réfléchissante complémentaire, et de la surface de 30 fenêtre formant ensemble une surface optique interne fermée sur elle même,

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- l'ensemble du volume interne délimité par la surface optique interne est enfermé dans une enceinte étanche, formée pour partie par une paroi d'enceinte, cette paroi d'enceinte étant située autour et à 5 distance du réflecteur arrière d'ensemble et du réflecteur complémentaire et pour partie par le matériau constituant la fenêtre transparente de sortie - et en ce que un volume de refroidissement délimité par ladite paroi d'enceinte et lesdits 10 réflecteurs arrière d'ensemble et complémentaire a des ouvertures le mettant en communication avec une ou plusieurs arrivées de un ou plusieurs fluides de refroidissement. Il convient de noter que la fenêtre transparente 15 de sortie, n'est pas nécessairement transparente aux ondes du spectre visible, il suffit qu'elle soit transparente principalement aux longueurs d'onde infrarouge formant le flux thermique rayonné par les tubes.

BR VE DESCRIPTION DES DESSINS

Des exemples de réalisation de l'invention seront maintenant décrits en liaison avec les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente un mode général de 25 réalisation de l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale schématique d'une installation d'essais nécessitant un mode particulier de réalisation de l'invention; - la figure 3 représente une coupe schématique 30 transversale, selon la ligne III-III de la figure 4, d'un exemple d'un bloc optique de chauffage selon

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l'invention, convenant pour l'installation d'essais représenté figure 2; la figure 4 représente une coupe schématique longitudinale selon la ligne IV-IV de la figure 3 du 5 même exemple de bloc optique de chauffage que celui de

la figure 3.

Dans les dessins les éléments ayant des fonctions similaires sont désignés par le même numéro

de référence.

EXPOS D TAILL DE MODES DE R ALISATION PARTICULIERS.

En référence à la figure 1, un bloc optique 100 selon l'invention comporte, par exemple et comme représenté figure 1, trois tubes radiants 2. Il peut 15 s'agir par exemple de tubes radiants PHILIPS IRK 13170 V de 30 cm de longueur utile. Chaque radiant 2 de ce type comporte un filament de 0,4 mm de diamètre enroulé en spirale sur un diamètre de 2,7 mm et entouré d'un tube en quartz dont le diamètre extérieur est de 11 mm. 20 Selon les données de PHILIPS, un tel radiant émet 6096 watts pour une température de 3033 K. Un réflecteur individuel 4, ayant une surface réfléchissante 42 est disposé derrière chacun des tubes radiants 2. Chaque réflecteur 4 est traité en surface 25 ou revêtu d'un matériau de façon à présenter une surface 42 ayant une forte réflectivité spéculaire pour la longueur d'onde radiée. Dans le cas présent o la température de radiation est de l'ordre de 3033 K, la quasi totalité du rayonnement émis est comprise entre 30 3,5 et 4,8 pm. Il a été choisi de revêtir la surface 42 d'une couche d'or. On obtient ainsi pour ces longueurs

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d'onde une réflectivité spéculaire de l'ordre de 0,98.

Comme représenté figure 1, les différentes surfaces réfléchissantes individuelles 42 sont jointives pour former ensemble une surface réfléchissante arrière 40 5 d'un réflecteur arrière d'ensemble 43. Dans l'exemple de réalisation ici présenté, la section droite d'une surface individuelle 42 a une forme connue en cO présentant une pointe centrale dirigée vers le tube, cette pointe ayant pour fonction d'éviter que le 10 rayonnement thermique émis par le tube soit réfléchi vers le tube. Cette forme connue dirige le rayonnement thermique, émis par le tube de façon omnidirectionnelle dans le plan de représentation, sensiblement selon une direction axiale représentée pour chaque tube en trait 15 d'axe. Cette direction axiale est un axe de symétrie du réflecteur. Ainsi on voit que si les axes de symétrie des réflecteurs sont convergents, par exemple en un point C comme représenté figure 1, alors les rayonnements des différents tubes viennent se 20 superposer l'un à l'autre au niveau d'une surface cible, qui a été représenté figure 1 selon DD'. La surface DD' qui se trouve au voisinage du point de convergence C, est plus petite que la surface d'enveloppe des tubes 2. De façon générale la surface 25 d'enveloppe des tubes 2 est la surface polygonale, ayant dans un plan perpendiculaire au plan de représentation, la longueur des tubes et dans le plan de représentation, la somme plus une des longueurs joignant deux tubes consécutifs. Dans l'exemple 30 représenté figure 1, si l'on désigne par El le centre du tube central, et par E2 et E3 les centres des tubes 2 situés de part et d'autre du tube central, la surface

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d'enveloppe a pour largeur la somme E2El + ElE3 + M

(E2E1 + E2E3).

La forme de la surface cible a été représentée courbe pour montrer que la surface cible n'est pas nécessairement plane. De façon à réduire encore la surface cible, de façon optionnelle, il est possible de placer en avant des tubes 2, des moyens réfracteurs, par exemple comme représenté figure 1, une lentille convergente 12 10 faisant converger les rayons thermiques vers une surface FF', plus petite que la surface DD'. Selon la forme de la lentille la surface FF' pourra être plus petite dans la direction du plan de représentation perpendiculaire aux tubes 2 ou dans une direction 15 parallèle aux tubes ou encore selon ces deux directions. La figure 2 est une coupe transversale schématique d'une installation d'essais. Cette figure est destinée à rendre compte de la forme particulière 20 de réalisation qui sera décrite en liaison avec les

figures 3 et 4 et à faire comprendre que la forme géométrique d'une surface optique interne qui sera définie plus loin est très dépendante de la forme de la surface à chauffer et de son coefficient de réflexion 25 pour les ondes thermiques.

Comme expliqué plus haut, la forme particulière

de réalisation de bloc optique qui va être décrite résulte de la nécessité de chauffer un secteur d'une surface interne d'un tuyau cylindrique. Il faut donc 30 que le bloc optique puisse être logé dans le tuyau.

Le tuyau dont une partie de la surface interne doit être alternativement chauffée et refroidie est

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représenté sous forme d'un cercle ayant la référence 1.

Ce tuyau 1 loge deux blocs optiques de chauffage selon l'invention, 100 et 100' l'un étant symétrique de l'autre par rapport à un plan. Comme représenté sur la 5 figure 1, une première contrainte dimensionnelle et de forme provient de la nécessité de loger ces deux blocs 100 et 100' dans un volume résultant du diamètre interne du tuyau 1. Le tuyau 1 loge également une rampe 3 de diffusion d'un jet de liquide destiné à refroidir 10 une partie de la surface du tuyau 1 qui a été

préalablement chauffée par un bloc optique 100 ou 100'.

Sur la figure 1, on a également représenté des éléments chauffants 15 sous forme d'un tube infrarouge et de son réflecteur, répartis à l'extérieur et autour du tuyau 15 1. Les éléments chauffants 15 sont destinés à maintenir

une température moyenne souhaitée pour l'ensemble du tuyau 1, les températures chaude et froide extrêmes se situant de par et d'autre de cette température moyenne.

Les blocs optiques 100 et 100', et la rampe 3 20 occupent une position fixe. Le tuyau 1 est soumis par des moyens de mise en mouvement non représentés à un mouvement de rotation alternatif, autour de l'axe du tuyau 1. Dans une première position représentée figure 1, la rampe 3 est par rapport au tuyau 1 dans une 25 position telle, qu'un jet sous forte pression formant un brouillard est diffusé sur un premier secteur 5 du tuyau 1. Dans le même temps, un flux thermique produit par le bloc optique 100' dirige un flux de chauffage vers un second secteur 7 du tuyau 1, adjacent au 30 premier secteur 5. Des écrans thermiques 9 et 11, mécaniquement solidaires du tuyau 1, disposés de part et d'autre d'un secteur formé par la réunion des

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secteurs 5 et 7 protègent les parties de tuyau proche des secteurs 5 et 7. Dans une seconde position non représentée sur la figure 1, résultant d'un mouvement de rotation du tuyau autour de son axe, le secteur 7 5 qui vient d'être chauffé par le bloc 100', se trouve à l'emplacement qui était préalablement occupé par le secteur 5, et reçoit. les jets de refroidissement de la rampe 3. Le secteur 5 du tuyau 1 qui se trouvait préalablement refroidi par les jets issus de la rampe 10 3, se trouve dans cette seconde position du tuyau 1, en position de recevoir le rayonnement thermique du bloc optique 100. Lors du retour à la première position le secteur 5 sera à nouveau refroidi et le secteur 7 chauffé. Du fait que le mouvement de la première à la 15 seconde position ou de la seconde à la première position n'est pas instantané, les parties des secteurs 5 et 7 qui sont les plus proches de la limite entre ces secteurs sont exposées moins longtemps au rayonnement thermique. En conséquence pour obtenir des apports 20 énergétiques égaux par unité de surface chauffée et par cycle, il est nécessaire dans ce cas que le flux dirigé vers la limite entre les secteurs 5 et 7 soit plus important que celui dirigé vers les parties de secteur 5 et 7 situées à l'opposé de cette limite. Ainsi on 25 voit que la répartition du flux thermique sur la fenêtre de sortie du bloc optique est également une

fonction d'une installation d'ensemble.

La forme particulière de réalisation qui va maintenant être exposée en liaison avec les figues 3 et 30 4, tient également compte de cette nécessité d'avoir un flux plus important sur une partie de la fenêtre de

sortie que sur l'autre.

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En référence à la figure 3, un bloc optique 100 selon l'invention comporte cinq tubes radiants 2. Il peut s'agir comme dans l'exemple général de réalisation décrit plus haut de tubes radiants PHILIPS IRK 13170 V de 30 cm de longueur utile. Un réflecteur individuel 4, ayant une surface réfléchissante 42 est disposé derrière chacun des tubes radiants 2. Il a été choisi, comme dans l'exemple général, de revêtir la surface 42 d'une couche d'or. On 10 obtient ainsi pour ces longueurs d'onde une réflectivité spéculaire de l'ordre de 0,98. Comme représenté figure 3, les différentes surfaces réfléchissantes individuelles 42 sont jointives pour former une surface réfléchissante arrière 40 d'un 15 réflecteur arrière d'ensemble 43. Dans l'exemple de

réalisation ici présenté, la section droite d'une surface individuelle 42 a la forme d'un arc d'ellipse.

Le centre d'un élément radiant 2 est situé au foyer de ladite ellipse, qui est le plus proche dudit arc 42. La 20 surface réfléchissante arrière 40 est complétée par une surface complémentaire 46 d'un réflecteur complémentaire 44. Dans l'exemple de réalisation ici commenté, le réflecteur complémentaire 44, et donc la surface réfléchissante complémentaire 46 de celui-ci 25 est en deux parties situées de part et d'autre du

réflecteur arrière 40 de façon adjacente à celui-ci.

Une fenêtre de sortie 50, par exemple en quartz, et ayant une surface interne 51, joint de façon étanche les deux parties de la surface réfléchissante 30 complémentaire 46. Dans l'exemple ici commenté, la fenêtre 50 est constituée d'une double paroi, par exemple en quartz, une paroi interne 52, dont une face

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constitue la face interne 51 de la fenêtre, et une paroi externe 54. Les deux parois 52, 54 délimitent un volume interne 56. Il sera vu plus loin que ce volume interne est en communication avec une alimentation en 5 air de refroidissement circulant entre les deux parois 52, 54 interne et externe. La surface interne 40 du réflecteur arrière d'ensemble 43, la surface interne 46, ou au moins une partie de celle-ci, du réflecteur complémentaire 44, et la surface interne 51 de la 10 fenêtre de sortie 50, forment ensemble une surface

optique interne fermée sur elle même qui délimite un volume interne 60. Le volume 60 est dit interne car il contient les éléments radiants 2. Dans l'exemple représenté, une partie 48 du réflecteur complémentaire 15 44 se trouve à l'extérieur du volume interne 60.

La forme et la position relatives des surfaces réfléchissantes arrière 42 et complémentaire 46 sont obtenues par le calcul à partir des considérations suivantes. La cible du rayonnement, ici la surface interne d'un secteur du tuyau 1 représenté figure 2, a elle même un coefficient de réflexion qui doit être pris en compte pour ramener vers la cible la partie du rayonnement réfléchi par celle-ci. Par exemple si la 25 cible était noire ou presque, il suffirait, comme dans l'exemple général commenté plus haut, de réaliser une configuration tubes radiants, surface réfléchissante, permettant de concentrer le rayonnement sur la cible, et d'utiliser autant de tubes radiants que nécessaire, 30 la surface réfléchissante complémentaire n'aurait alors que peu d'importance. Dans le cas général, la cible présente un coefficient de réflexion non négligeable,

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et il devient préférable de prévoir la surface réfléchissante pour que le rayonnement réfléchi par la cible retourne vers celle- ci. Dans le cas particulier ici présenté, la cible est en acier inoxydable dont la 5 réflectivité peut atteindre une valeur par exemple de 0,75, lorsque l'acier est bien poli. Dans le cas d'un poli standard cette valeur pourra être de l'ordre de 0,60. Le calcul essentiel à effectuer est celui de la 10 répartition énergétique et spatiale du rayonnement net des filaments des tubes radiants, sur la cible et l'ensemble des tubes du bloc optique constituant l'élément chauffant. Il convient de noter que dans la plupart des cas, la cible est réfléchissante et il 15 convient de prendre en compte cet aspect réfléchissant dans le calcul de l'apport énergétique. Des déperditions peuvent apparaître du fait qu'une partie du rayonnement reçu par la cible n'est pas nécessairement recyclé au travers des réflecteurs. Le 20 calcul est effectué à l'aide d'une méthode de suivi de rayon en deux dimensions, par exemple à l'aide d'un logiciel tel que RADEL (RADiants Electriques) développé au CENERG. Un ensemble de composants est défini, chacun de ces composants pouvant être un émetteur, par exemple 25 un tube radiant 2, réflecteur, par exemple la cible ou une surface réfléchissante, transmissif, par exemple les parties en quartz de tube radiant ou la fenêtre de

sortie, ou récepteur, par exemple la cible.

Le rayonnement partant de chaque émetteur est 30 discrétisé par un certain nombre de points d'émission, et le rayonnement partant de chaque point est discrétisé par un nombre donné de rayons. Chaque rayon

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est suivi dans ses différentes réflexions ou passages à travers des surfaces semi transparentes, avec prise en compte précise de la géométrie de chaque surface rencontrée. Le suivi s'arrête lorsque le rayon retourne 5 à l'émetteur, parvient à une surface réceptrice non réfléchissante ou lorsque son contenu énergétique devient égal ou inférieur une fraction seuil, par exemple à 1/10000 de son contenu initial à l'émission.

La réflexion diffuse des filaments est prise en compte 10 en considérant que le flux réfléchi se répartira de la même manière que le flux émis simulé par suivi de rayons. Dans l'exemple ici présenté o la cible a une réflectivité élevée, le rayonnement subit un très grand 15 nombre de multi-réflexions, ce qui fait que - une part non négligeable du rayonnement est absorbée par les réflecteurs et surtout par les surfaces semi transparentes en quartz formant les tubes et la fenêtre de sortie, les filaments s'établissent à leur température nominale de fonctionnement avec une puissance nette d'alimentation plus basse que celle prévue par le

constructeur, à cause du confinement du rayonnement.

Ainsi, en raison d'un mauvais rendement 25 énergétique d à la configuration particulière ici

présentée, il est nécessaire de prévoir d'une part des moyens de refroidissement des tubes radiants 2 et de la fenêtre de sortie 50, mais aussi des moyens de refroidissement des réflecteurs arrière d'ensemble 43 30 et complémentaire 44.

Les moyens de refroidissement seront maintenant

commentés en liaison avec les figures 3 et 4.

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De façon à canaliser un flux d'air destiné à refroidir les tubes 2, les réflecteurs 43 et 44 sont enfermés dans une enceinte étanche 70. Cette enceinte 70 est formée pour une première partie par une paroi 5 d'enceinte 71, située autour et à distance des

réflecteurs arrière d'ensemble 43 et complémentaire 44.

L'enceinte 70 est formée pour une seconde partie par le matériau constituant la fenêtre transparente 50 de sortie. On peut voir sur la figure 4 que la paroi d'enceinte 71 comporte non seulement la partie latérale représentée figure 3, mais aussi des parties supérieures et inférieures en sorte que le volume 60 est un volume fermé, avec toutefois une ou plusieurs 15 ouvertures ménagées dans la paroi 71. Sur la figure 4

on a représenté une première ouverture 72, et une seconde ouverture 73. La première ouverture 72 est en communication avec une arrivée d'air matérialisée sur la figure par une flèche 74. La seconde ouverture 73 20 est une évacuation d'air.

Le réflecteur arrière 43 a des ouvertures formant buses de soufflage 75 représentées schématiquement figures 3 et 4 mettant en communication le volume intérieur 60 du bloc optique 100 avec un 25 volume 76 entre le réflecteur 43 et la paroi 71. Les

buses 75 sont situées à proximité des tubes 2.

Le fonctionnement est le suivant.

Comme expliqué plus haut, le rayonnement des 5

tubes 2 est concentré par réflexion au niveau d'une 30 surface à chauffer située à proximité de la fenêtre 50.

On note qu'il est possible de prévoir en outre un moyen réfracteur, non représenté, interposé entre la fenêtre

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et la surface à chauffer, pour concentrer d'avantage le rayonnement thermique au niveau de la surface à chauffer. Pour le refroidissement, de l'air est envoyé par 5 l'ouverture 74 dans le volume 76. Cet air passe au

travers de buses 75 et est soufflé sur les tubes 2.

Comme représenté figure 3 et 4 il y a plusieurs buses 75 réparties sur la longueur du tube et de part et d'autre de chaque tube 2. Sur la figure 4 on a 10 représenté 8 ouvertures réparties selon la longueur d'un tube 2. Les ouvertures sont deux par deux au même niveau. L'air refroidit les tubes et partiellement les réflecteurs 43 et 44. L'air chaud est évacué par l'ouverture 73. L'ouverture 74 permettant l'arrivée 15 d'air de refroidissement est également, comme représenté figure 4, en communication avec une ouverture du volume 56, entre les parois interne et externe 52, 54 respectivement, de la fenêtre 50. Ainsi, la fenêtre est également refroidie par de l'air 20 circulant entre les deux parois et évacué par l'ouverture 73 de l'enceinte 70. L'air circulant entre l'arrivée 74 et l'évacuation 73 contribue aussi pour une faible part au refroidissement des réflecteurs 43 et 44. Les débits et vitesse de circulation d'air sont 25 calculés de façon à avoir un échange thermique notamment avec les tubes 2, permettant aux tubes 2 de garder une température inférieure à leur température de rupture. Dans l'exemple ici commenté, ce refroidissement 30 est insuffisant. C'est pourquoi il est prévu en outre un refroidissement des réflecteurs 43, 44 par un liquide, par exemple de l'eau circulant dans des

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conduits au contact ou formés dans les réflecteurs 43, 44. Ces conduits de circulation d'eau sont représentés sous la référence 77 sur les figures 3 et 4. Ils peuvent former un ou plusieurs serpentins raccordés 5 chacun à une arrivée 78 et un départ non représenté de fluide ou être raccordés en parallèle à une arrivée ou

un départ unique de fluide.

Compte tenu qu'une partie de la puissance rayonnée par les tubes 2, est retournée et absorbée par 10 lesdits tubes, le maintien de la température nominale de fonctionnement des tubes peut être obtenu avec une puissance électrique absorbée par les filaments des

tubes 2 réduite.

Avec un bloc comprenant 5 tubes du type 15 mentionné plus haut, il a été possible d'obtenir une puissance thermique absorbée de 0,659 mégawatt par m2 par une cible ayant un coefficient de réflexion de

l'ordre de 0,7.

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Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Bloc (100) optique de chauffage d'une surface à chauffer, le bloc comportant un ensemble de tubes 5 émetteurs (2) d'un rayonnement thermique, disposés parallèlement les uns aux autres, le long d'une surface (E1 E2 E3) enveloppe des tubes (2), caractérisé en ce que le bloc (100) est muni de moyens de convergence (43, 44, 12) du rayonnement thermique, ces moyens (43, 10 44, 12) de convergence étant des moyens réflecteurs

(43, 44) et/ou réfracteurs (12) du rayonnement thermique, disposés par rapport aux tubes (2) de façon à faire converger le rayonnement de chaque tube (2) vers une surface cible (FFI, DD') plus petite que la 15 surface enveloppe des tubes.

2. Bloc optique (100) de chauffage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de convergence sont des réflecteurs (4) individuels arrière, chaque réflecteur (4) individuel ayant une 20 surface réfléchissante (42), disposés en arrière de chaque tube (2) et dirigeant le rayonnement dans une direction avant, les surfaces (42) des différents réflecteurs (4) arrière formant ensemble un réflecteur arrière d'ensemble (43) ayant une surface réfléchissante arrière (40) continue formée par jonction mécanique des différents réflecteurs (4) individuels.

3. Bloc optique de chauffage selon la revendication 2 caractérisé en ce que il est en outre 30 équipé de moyens réfracteurs (12) disposés en avant des tubes (2) et contribuant à rendre la surface cible

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(FF') plus petite que celle résultant des moyens

réflecteurs seuls.

4. Bloc optique de chauffage selon la revendication 2 caractérisé en ce que: - la surface réfléchissante arrière (40) est complétée par une surface (46) d'un réflecteur complémentaire (44) formant une surface réfléchissante complémentaire (46) et par une fenêtre (50) transparente de sortie, l'ensemble de la surface 10 réfléchissante arrière (40), d'une partie au moins de la surface réfléchissante complémentaire (46), et de la surface de fenêtre (50) formant ensemble une surface optique interne fermée sur elle même, - l'ensemble du volume interne (60) délimité par 15 la surface optique interne est enfermé dans une enceinte étanche (70), formée pour partie par une paroi (71) d'enceinte, cette paroi (71) d'enceinte étant située autour et à distance du réflecteur arrière d'ensemble (40) et du réflecteur complémentaire (44) et 20 pour partie par le matériau constituant la fenêtre transparente (50) de sortie - et en ce que un volume de refroidissement (76) entre ladite paroi d'enceinte (71) et lesdits réflecteurs arrière d'ensemble (43) et complémentaire 25 (44) a des ouvertures (72, 73) le mettant en communication avec une ou plusieurs arrivées de un ou

plusieurs fluides de refroidissement.

5. Bloc optique (100) de chauffage selon la revendication 4 caractérisé en ce que le volume (76) de 30 refroidissement est en communication avec une arrivée d'un gaz de refroidissement, en ce que le réflecteur arrière d'ensemble (43) est muni de buses (75) mettant

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en communication le volume de refroidissement (76) et le volume interne (60), la paroi d'enceinte (71) ayant au moins une ouverture permettant l'évacuation dudit

gaz de refroidissement.

6. Bloc optique (100) de chauffage selon l'une

des revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que le volume de refroidissement (76) loge des conduits (77) de refroidissement qui sont au contact du matériau formant les réflecteurs arrière d'ensemble (43) et 10 complémentaire, (44) ou formés dans ce matériau, ces

conduits comportant des moyens de raccordement à une ou des arrivées de fluide de refroidissement et à un ou

des départs de fluide de refroidissement.

7. Bloc optique (100) de chauffage selon l'une 15 des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que la

fenêtre (50) comporte une paroi interne (52) et une paroi externe (54), un volume (56) délimité entre les parois externes (54) et internes (52) étant en communication avec une arrivée (74) et une évacuation 20 (73) d'un gaz de refroidissement.

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