FR3001726A1 - Dispositif de fibrage de materiaux thermoplastiques - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une dispositif (200) de fibrage de matériaux thermoplastiques tels que le verre, comprenant : un centrifugeur (101) comportant une bande annulaire périphérique (103) percée d'une pluralité d'orifices (105) ; et un ensemble inducteur annulaire refroidi (201) coaxial à ladite bande (103), adapté à développer des courants induits dans ladite bande (103), cet ensemble incorporant une couronne de soufflage (205) coaxiale à ladite bande (103), adaptée à générer un flux gazeux (207) autour de la périphérie extérieure de ladite bande (103), dans lequel toute la surface dudit ensemble (201) tournée vers ladite bande (103) est en un matériau électriquement conducteur et contribue au développement de courants induits dans ladite bande (103) lorsque l'ensemble inducteur est alimenté.

Description

B12383 1 DISPOSITIF DE FIBRAGE DE MATÉRIAUX THERMOPLASTIQUES Domaine La présente demande concerne un dispositif de fibrage, qui permet de former des fibres à partir de matériaux thermoplastiques à l'état visqueux, et en particulier des fibres de verre. Elle concerne notamment un dispositif adapté à la production industrielle de laine de verre destinée, par exemple, à entrer dans la composition de produits d'isolation thermique et/ou acoustique. Exposé de l'art antérieur On connaît des dispositifs de fibrage dans lesquels un filet de verre fondu est introduit dans un centrifugeur tournant à grande vitesse et percé à sa périphérie d'un grand nombre d'orifices par lesquels le verre est projeté sous forme de filaments sous l'effet de la force centrifuge. A la sortie du centrifugeur, ces filaments sont soumis à l'action d'un courant gazeux annulaire d'étirage, qui les amincit et les transforme en fibres. Les dispositifs de fibrage connus présentent toutefois divers inconvénients.

Résumé Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif de fibrage de matériaux thermoplastiques tels que le verre, B12383 2 comprenant : un centrifugeur comportant une bande annulaire périphérique percée d'une pluralité d'orifices ; et un ensemble inducteur annulaire refroidi coaxial à la bande, adapté à développer des courants induits dans la bande, cet ensemble 5 incorporant une couronne de soufflage coaxiale à la bande, adaptée à générer un flux gazeux autour de la périphérie extérieure de la bande, dans lequel toute la surface de l'ensemble tournée vers la bande est en un matériau électriquement conducteur et contribue au développement de 10 courants induits dans la bande lorsque l'ensemble inducteur est alimenté. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'ensemble comprend au moins deux premiers anneaux tubulaires métalliques, chaque premier anneau étant adapté à contenir un 15 liquide de refroidissement, et la couronne de soufflage comprend au moins un deuxième anneau tubulaire adapté à contenir un gaz de soufflage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, au moins l'un des premiers anneaux est disposé vers l'intérieur 20 de l'ensemble annulaire par rapport au deuxième anneau, et au moins un autre des premiers anneaux est disposé vers l'extérieur de l'ensemble annulaire par rapport au deuxième anneau. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le centrifugeur est adapté à tourner selon un axe sensiblement 25 vertical, commun à la bande périphérique et à l'ensemble. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'ensemble est situé au-dessus de la bande périphérique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'ensemble inducteur est mono-spire, et la couronne de soufflage 30 est en un matériau électriquement conducteur et est électriquement solidaire de la spire d'induction. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'ensemble inducteur comprend deux spires, et comporte un élément annulaire électriquement isolant entre les deux spires.

B12383 3 Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couronne de soufflage est en un matériau électriquement conducteur et est électriquement solidaire de l'une des deux spires d'induction.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'élément annulaire électriquement isolant est une bande annulaire en céramique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la couronne de soufflage est en un matériau électriquement 10 isolant, l'élément électriquement isolant et la couronne de soufflage étant confondus. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif de fibrage comporte un générateur configuré pour, dans un premier mode de fonctionnement, appliquer à l'ensemble 15 inducteur un courant alternatif d'alimentation de fréquence comprise entre 400 et 1200 Hz. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le générateur est en outre configuré pour, dans un deuxième mode de fonctionnement, appliquer à l'ensemble inducteur un courant 20 alternatif d'alimentation de fréquence comprise entre 4000 et 20000 Hz. Brève description des dessins Ces caractéristiques et leurs avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante 25 de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue en coupe représentant un exemple d'un dispositif de fibrage ; la figure 2 est une vue en coupe représentant un 30 exemple d'un mode de réalisation d'un dispositif de fibrage ; la figure 3 est une vue en coupe partielle agrandie représentant une variante de réalisation du dispositif de fibrage de la figure 2 ; B12383 4 la figure 4 est une vue en coupe partielle agrandie illustrant le comportement thermique du dispositif de fibrage de la figure 3 ; la figure 5 est une vue en coupe partielle agrandie 5 représentant une autre variante de réalisation du dispositif de fibrage de la figure 2 ; et la figure 6 est une vue en coupe partielle agrandie représentant une autre variante de réalisation du dispositif de fibrage de la figure 2. 10 Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures. Les dispositifs de fibrage décrits dans la présente demande comportent un centrifugeur destiné, en fonctionnement, à 15 tourner autour d'un axe approximativement vertical. Dans la suite de la présente description, on définit les termes "haut", "bas", "dessus", "dessous", "supérieur" et "inférieur" par rapport à un axe vertical lorsque le centrifugeur est en position de fonctionnement, tel que représenté sur les figures 1 20 à6. La figure 1 est une vue en coupe représentant un exemple d'un dispositif de fibrage de matériaux thermoplastiques 100. Le dispositif 100 comprend un centrifugeur 101 comportant une paroi ou bande annulaire périphérique 103, par exemple en 25 inox, percée d'une pluralité d'orifices 105. Dans l'exemple représenté, la bande annulaire se termine, du côté de son bord inférieur, par un revers annulaire 104 s'étendant vers l'intérieur du centrifugeur. Le centrifugeur 101 est monté sur un arbre 107 d'axe sensiblement vertical 109, adapté à assurer 30 son entraînement en rotation à haute vitesse, par exemple à une vitesse comprise entre 1000 et 3000 tours par minute. Dans cet exemple, l'axe 109 coïncide sensiblement avec l'axe de symétrie de la bande annulaire 103. L'arbre 107 est creux et est relié, à son extrémité supérieure, à des moyens (non représentés) 35 d'alimentation en verre fondu 111, et, à son extrémité B12383 inférieure, à un panier 113 disposé de façon à recueillir le verre fondu s'écoulant dans l'arbre 107. Le panier 113 est disposé à l'intérieur du centrifugeur 101, comme cela apparaît sur la figure 1, et est fixé sur l'arbre 107 de façon à être 5 entraîné en rotation avec le centrifugeur 101 et l'arbre 107. Le panier 113 comprend une paroi périphérique annulaire 115 ayant sensiblement le même axe que la bande annulaire 103 et l'arbre 107. La paroi périphérique 115 du panier 113 est percée d'une pluralité d'orifices 117, qui peuvent avoir des dimensions supérieures à celles des orifices 105 formés dans la bande 103. A titre d'exemple, les orifices 117 peuvent avoir un diamètre compris entre environ 1,5 et 3 mm, et les orifices 105 peuvent avoir un diamètre compris entre environ 0,5 et 1 mm. Lorsque le dispositif de fibrage 100 est en fonctionnement, le centrifugeur 101, l'arbre 107 et le panier 113 sont entraînés en rotation autour de l'axe 109, par exemple au moyen d'un moteur, non représenté. Un filet de verre fondu 111 s'écoule à l'intérieur de l'arbre 107 et se répand dans le panier 113. Sous l'effet de la rotation, le verre fondu est projeté sur la paroi annulaire 115 du panier 113, et passe par les orifices 117 formés dans la paroi 115. Le verre fondu est alors projeté sur la paroi périphérique 103 du centrifugeur, sous la forme de filaments 119 relativement volumineux. Une réserve de verre fondu 120 se forme contre la bande périphérique 103 du centrifugeur, et vient alimenter la pluralité d'orifices 105 formés dans la bande 103. Du verre fondu passe par les orifices 105 du centrifugeur, et forme, du côté de la bande 103 dirigé vers l'extérieur du centrifugeur, des cônes d'écoulement se prolongeant en fibres 121.

Le dispositif de fibrage 100 de la figure 1 comprend en outre un brûleur à gaz annulaire 123, ou chambre de combustion, générant, autour de la périphérie de la bande annulaire 103, un courant gazeux annulaire 125 de température très élevée, par exemple de l'ordre de 1300 à 1600°C, et de vitesse élevée, par exemple d'au moins 50 m/s. Le courant gazeux B12383 6 125 longe la périphérie de la bande annulaire 103. Ce courant sert à chauffer la bande annulaire 103 à une température suffisamment élevée (par exemple de l'ordre de 1000°C) pour que le verre fondu ne cristallise pas dans les orifices 105 et ait, au niveau des orifices 105, une texture et une viscosité adaptée à l'obtention d'un fibrage de bonne qualité. Le courant gazeux 125 sert aussi à étirer et amincir les fibres 121 issues des orifices 105, et à les entraîner vers un dispositif de réception (non représenté), par exemple un tapis de réception.

Le dispositif de fibrage 100 comprend en outre un inducteur annulaire 127 disposé en dessous de la bande annulaire 103, et adapté à assurer un chauffage par induction de la partie inférieure de la bande annulaire 103. L'inducteur 127 permet d'assurer l'équilibrage thermique de la bande annulaire 103, c'est-à-dire de faire en sorte que la bande 103 ait une température sensiblement homogène sur toute sa hauteur, ce qui est important pour obtenir un fibrage de bonne qualité. L'inducteur annulaire 127 a sensiblement le même axe que la bande annulaire 103, mais présente un diamètre interne supérieur au diamètre externe de la bande 103, de façon à laisser un espace libre pour le passage des fibres 121 entre la bande 103 et l'inducteur 127, comme cela apparaît sur la figure 1. Un inconvénient du dispositif de fibrage de la figure 1 réside dans la présence du brûleur 123. En effet, le brûleur 123 est un système complexe qui nécessite une alimentation en gaz combustible et présente un encombrement important. De plus, le rendement énergétique du brûleur 123 est relativement faible. En outre, le brûleur 123 génère des gaz de combustion (formant le courant gazeux annulaire 125), qui peuvent poser problème et nécessiter des systèmes de captation et éventuellement de retraitement. D'autres inconvénients sont liés à la disposition de l'inducteur 127 et à son encombrement. En particulier, la nécessité de laisser un espace libre pour le passage des fibres 35 entre la bande annulaire 103 et l'inducteur 127, oblige à B12383 7 éloigner l'inducteur 127 de la région de la bande 103 à chauffer, ce qui diminue son rendement énergétique. Pour limiter autant que possible les pertes énergétiques, l'espace laissé libre pour le passage des fibres entre la bande 103 et l'inducteur 127 est prévu relativement étroit (en vue de dessus), ce qui pose un autre problème. En effet, ceci oblige à prévoir un courant gazeux 125 ayant une vitesse suffisamment élevée pour dévier les fibres issues du centrifugeur 101 d'une trajectoire approximativement horizontale vers une trajectoire approximativement verticale, avant qu'elles ne passent devant l'inducteur 127. Ceci peut entraîner des problèmes dans la zone de réception des fibres. Pour éviter ces problèmes, et, plus généralement, pour canaliser les fibres et contrôler leur arrivée sur le tapis de réception, il peut être nécessaire de prévoir des ventilateurs et/ou souffleurs, non représenté, ce qui augmente la complexité, l'encombrement et la consommation électrique du dispositif de fibrage. Par ailleurs, dans le dispositif de fibrage de la figure 1, indépendamment des problématiques liées à la présence de l'inducteur 127 en dessous de la bande annulaire 103, la vitesse, la température et la conformation du courant gazeux 125 sont en partie conditionnées par le fait que le courant 125 doit permettre de chauffer efficacement la bande annulaire 103 du centrifugeur. Ainsi, le dispositif 100 souffre d'un manque de flexibilité quant à la possibilité de choisir la puissance, la température et la conformation du courant gazeux d'étirage des fibres, ce qui peut obliger à prévoir des ventilateurs et/ou souffleurs complémentaires pour assurer une partie de la fonction d'étirage des fibres et d'entraînement contrôlé des fibres vers la zone de réception. Un objet des modes de réalisation revendiqués est de prévoir un dispositif de fibrage palliant tout ou partie des inconvénients du dispositif de la figure 1. La figure 2 est une vue en coupe représentant un 35 exemple de réalisation d'un dispositif de fibrage de matériaux B12383 8 thermoplastiques 200. Le dispositif de la figure 2 comprend de nombreux éléments communs avec le dispositif de la figure 1. En particulier, l'ensemble comportant le centrifugeur 101, le panier 113 et l'arbre de rotation 107, ainsi que le 5 fonctionnement de cet ensemble, sont similaires ou identiques dans les dispositifs des figures 1 et 2. Une différence entre le dispositif de la figure 2 et le dispositif de la figure 1 est que le dispositif de la figure 2 ne comporte pas de brûleur annulaire au-dessus de la bande périphérique 103 du 10 centrifugeur, et qu'il ne comporte pas non plus d'inducteur annulaire en dessous de la bande 103. Pour assurer les fonctions de chauffage de la bande périphérique 103, et d'étirage des fibres à la sortie du centrifugeur, le dispositif 200 comprend un ensemble annulaire 15 201, situé au-dessus de la bande 103, ou au moins au-dessus de la zone annulaire de sortie des fibres 121 par les orifices 105 de la bande 103. L'ensemble annulaire 201 intègre les fonctions d'inducteur et de soufflante. Il comprend, dans cet exemple, deux anneaux tubulaires métalliques 203a et 203b solidarisés 20 mécaniquement par une couronne ou chambre annulaire de soufflage 205 à parois métalliques, de façon à former une unique spire d'induction. Les axes respectifs de ces divers éléments sont confondus avec l'axe de rotation 109 du centrifugeur. La spire d'induction est adaptée, lorsqu'elle est parcourue par un 25 courant électrique, à développer des courants induits dans la bande annulaire périphérique 103 du centrifugeur, de façon à chauffer par induction la bande 103. La couronne de soufflage 205 est adaptée à générer un flux d'air ou d'un autre gaz autour de la périphérie extérieure de la bande annulaire 103 du 30 centrifugeur. Chaque anneau tubulaire 203a, 203b est refroidi, par exemple par circulation d'eau, ce qui permet d'éviter des dégradations du fait de l'échauffement par effet joule et du fait du rayonnement thermique important émis par la bande 35 annulaire 103 du centrifugeur. Un circuit de refroidissement, B12383 9 non représenté, est prévu pour faire circuler un liquide de refroidissement, par exemple de l'eau, dans les anneaux tubulaires 203a, 203b. La couronne de soufflage 205 peut comprendre un ou 5 plusieurs anneaux tubulaires coaxiaux adaptés à recevoir du gaz (par exemple de l'air) sous pression via un ou plusieurs conduits d'alimentation en gaz (non représentés), et à libérer ce gaz via une ou plusieurs ouvertures (trous, fentes, buses, etc.) dirigées de façon à générer un courant gazeux annulaire 10 207 autour de la périphérie du centrifugeur. Dans l'exemple de la figure 2, la couronne de soufflage 205 comporte un unique anneau tubulaire 205a. De préférence, cet anneau tubulaire 205a est en cuivre, comme les anneaux 203a et 203b. Dans l'exemple de la figure 2, l'anneau 203a de 15 l'inducteur est brasé sur toute sa périphérie extérieure à une paroi de l'anneau 205a de la couronne de soufflage tournée vers l'intérieur de l'ensemble annulaire 201, et l'anneau 203b de l'inducteur est brasé sur toute sa périphérie intérieure à une paroi opposée de l'anneau 205a, tournée vers l'extérieur de 20 l'ensemble annulaire 201. L'ensemble annulaire 201, ou ensemble inducteur/souffleur, forme ainsi une spire conductrice à trois compartiments annulaires coaxiaux, formés respectivement par les tubes 203a, 205a et 203b. L'ensemble annulaire formé par les anneaux tubulaires 203a, 205a et 203b comporte une zone ouverte 25 (non représentée) permettant de connecter un générateur adapté à faire circuler un courant électrique dans la spire. En fonctionnement, un courant électrique est fourni à l'inducteur, et ce courant circule non seulement dans les parois des compartiments 203a et 203b, mais aussi dans les parois du 30 compartiment 205a, de sorte que le tube de soufflage 205a contribue au développement de courants induits dans la bande 103. Ceci permet d'obtenir un chauffage efficace et homogène de la bande 103. Le compartiment 205a assure en outre la distribution d'un courant gazeux annulaire autour de la 35 périphérie du centrifugeur. Du fait de leur disposition de part B12383 10 et d'autre de la couronne de soufflage 205 les compartiments refroidis 203a et 203b assurent non seulement leur propre refroidissement mais aussi celui de la couronne 205. La figure 3 est une vue en coupe partielle agrandie représentant une variante de réalisation du dispositif de fibrage de la figure 2. Le dispositif de fibrage 300 de la figure 3 diffère du dispositif de la figure 2 essentiellement par la structure de l'ensemble annulaire inducteur/souffleur prévu pour assurer les fonctions de chauffage de la bande périphérique 103 du centrifugeur 101 et d'étirage et d'entraînement des fibres à la sortie du centrifugeur. Les autres éléments du dispositif de la figure 3 sont, dans cet exemple, similaires ou identiques à ceux du dispositif de la figure 2. Par souci simplification, seule la moitié droite du dispositif 300 a été représentée sur la figure 3. De plus, certains éléments communs aux dispositifs des figures 2 et 3 n'ont pas été représentés en figure 3. Pour assurer les fonctions de chauffage de la bande périphérique 103 du centrifugeur, et d'étirage des fibres à la sortie du centrifugeur, le dispositif 300 comprend un ensemble annulaire inducteur/souffleur 301. Au lieu des deux anneaux métalliques tubulaires 203a, 203b et de la couronne de soufflage 205 du dispositif de la figure 2, l'ensemble 301 comporte trois anneaux métalliques tubulaires refroidis 303a, 303b et 303c, et une couronne de soufflage 305 à parois métalliques. Ces divers éléments ont un axe commun et sont solidarisés mécaniquement et électriquement de façon à former une unique spire d'induction. L'ensemble annulaire 301 est disposé sensiblement de la même façon que l'ensemble annulaire 201 de la figure 2 par rapport à la bande périphérique 103 du centrifugeur. La couronne de soufflage 305 comporte, dans cet exemple, un unique anneau tubulaire métallique 305a connecté électriquement en parallèle des anneaux 303a, 303b et 303c. Dans l'exemple représenté, l'anneau tubulaire 303a est brasé à une paroi de l'anneau tubulaire 305a tournée vers l'intérieur de l'ensemble annulaire B12383 11 301, l'anneau tubulaire 303b est brasé à une paroi de l'anneau 305a tournée vers l'extérieur de l'ensemble annulaire 301, et l'anneau tubulaire 303c est brasé à une paroi de l'anneau 303b tournée vers l'extérieur de l'ensemble annulaire.

Ainsi, comme cela apparaît sur les figures 2 et 3, la surface de l'ensemble annulaire 301 tournée vers la bande 103 dans l'exemple de la figure 3 est plus importante que la surface de l'ensemble annulaire 201 tournée vers la bande 103 dans l'exemple de la figure 2, ce qui permet d'augmenter l'efficacité et l'homogénéité du chauffage de la bande 103 par rapport à l'exemple de la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe partielle agrandie illustrant le comportement thermique du dispositif de fibrage 300 de la figure 3. Plus particulièrement, la figure 4 illustre les gradients de température dans le centrifugeur 101 lorsque le dispositif 300 est en fonctionnement, c'est-à-dire lorsqu'une réserve de verre fondu (non visible sur la figure 4) est formée contre la bande annulaire périphérique 103 du centrifugeur, et que l'ensemble inducteur/souffleur 301 est parcouru par un courant électrique. Sur la figure 4, des hachures illustrant des températures ont été représentées sur le centrifugeur 101 et plus particulièrement sur la bande périphérique 103 du centrifugeur. L'espacement des hachures est représentatif de la température. Plus les hachures sont serrées plus la température est élevée, et inversement. Comme cela apparaît sur la figure, la zone la plus chaude du centrifugeur se trouve au niveau de la bande périphérique 103. De plus, on peut voir sur la figure que la bande 103 a une température approximativement homogène sur toute sa hauteur.

La figure 5 est une vue en coupe partielle agrandie représentant une autre variante de réalisation du dispositif de fibrage de la figure 2. Le dispositif de fibrage 500 de la figure 5 diffère du dispositif des figures 2 et 3 essentiellement par la structure de l'ensemble annulaire inducteur/souffleur prévu pour assurer les fonctions de B12383 12 chauffage de la bande périphérique 103 du centrifugeur 101 et d'étirage et d'entraînement des fibres à la sortie du centrifugeur. Pour assurer les fonctions de chauffage de la bande 103, et d'étirage des fibres à la sortie du centrifugeur, le dispositif 500 comprend un ensemble annulaire inducteur/souffleur 501. Au lieu des deux anneaux métalliques tubulaires 203a, 203b et de la couronne de soufflage 205 du dispositif de la figure 2, l'ensemble 301 comporte trois anneaux métalliques tubulaires refroidis 503a, 503b et 503c, et une couronne de soufflage 505 à parois métalliques. Ces divers éléments ont un axe commun et sont solidarisés mécaniquement et électriquement de façon à former un enroulement de deux spires d'induction. L'ensemble annulaire 501 est disposé sensiblement de la même façon que l'ensemble annulaire 201 de la figure 2 par rapport à la bande périphérique 103 du centrifugeur. La couronne de soufflage 505 comporte, dans cet exemple, un unique anneau tubulaire métallique 505a. L'anneau 503a et l'anneau de soufflage 505a forment une première spire d'induction. Cette première spire est connectée en série avec une deuxième spire d'induction formée par les anneaux 503b et 503c connectés en parallèle. En fonctionnement, les courants électriques circulant dans la première spire d'induction circulent aussi dans les parois de l'anneau de soufflage 505a, de sorte que l'anneau 505a contribue au chauffage de la bande 103. Dans l'exemple représenté, l'anneau 503a est brasé à une paroi de l'anneau 505a tournée vers l'intérieur de l'ensemble 501, l'anneau 503b est situé du côté d'une paroi opposée de l'anneau 505a tournée vers l'extérieur de l'ensemble 501, et un élément annulaire électriquement isolant 507, par exemple un anneau en céramique, fait interface entre l'anneau 505a et l'anneau 503b. L'anneau annulaire 503c est, dans cet exemple, brasé à une paroi de l'anneau 503b tournée vers l'extérieur de l'ensemble annulaire 501. L'ensemble 501 comprend en outre une plaque métallique 509, par exemple en cuivre, revêtant la surface de l'élément isolant 507 tournée vers la bande annulaire 103, de sorte que toute la B12383 13 surface de l'ensemble annulaire 501 tournée vers la bande 103 est électriquement conductrice et connectée aux spires d'induction. Dans cet exemple, la plaque 509 est brasée à une face de l'anneau 505a tournée vers la bande annulaire 103. La plaque 509 permet à la fois de supporter l'élément isolant 507 de l'ensemble 501, et de protéger cet élément contre les rayonnements thermiques émis par la bande 103. La plaque 509 et/ou l'élément isolant 507 peuvent comprendre, au même titre que l'anneau tubulaire 505a, des ouvertures pour permettre l'émission d'un courant gazeux annulaire autour du centrifugeur. La figure 6 est une vue en coupe partielle agrandie représentant une autre variante de réalisation du dispositif de fibrage de la figure 2. Le dispositif de fibrage 600 de la figure 6 diffère du dispositif des figures 2, 3 et 5 essentiellement par la structure de l'ensemble annulaire inducteur/souffleur prévu pour assurer les fonctions de chauffage de la bande périphérique 103 du centrifugeur 101 et d'étirage et d'entraînement des fibres à la sortie du centrifugeur. Pour assurer les fonctions de chauffage de la bande 103, et d'étirage des fibres à la sortie du centrifugeur, le dispositif 600 comprend un ensemble annulaire inducteur/souffleur 601. Au lieu des deux anneaux métalliques tubulaires 203a, 203b et de la couronne de soufflage métallique 205 du dispositif de la figure 2, l'ensemble 601 comporte trois anneaux métalliques tubulaires refroidis 603a, 603b et 603c, et une couronne de soufflage 605 à parois électriquement non conductrices. Ces divers éléments ont un axe commun et sont solidarisés mécaniquement de façon à former un ensemble monobloc. Les tubes annulaires métalliques 603a, 603b et 603c sont solidarisés électriquement et mécaniquement de façon à former un enroulement à deux spires d'induction. L'ensemble annulaire 601 est disposé sensiblement de la même façon que l'ensemble annulaire 201 de la figure 2 par rapport à la bande périphérique 103 du centrifugeur. L'anneau 603a forme une première spire de l'inducteur, et est connecté en série à une B12383 14 deuxième spire, formée par les anneaux 603b et 603c connectés en parallèle. La couronne de soufflage 605 comporte, dans cet exemple, un unique anneau tubulaire 605a en un matériau électriquement isolant, par exemple en céramique, imbriqué entre les première et deuxième spires d'induction. Dans l'exemple représenté, l'anneau 603a est accolé à une paroi de l'anneau 605a tournée vers l'intérieur de l'ensemble annulaire 601, et l'anneau 603b est accolé à une paroi opposée de l'anneau 605a, tournée vers l'extérieur de l'ensemble 601. L'anneau 605a sert ainsi d'isolant électrique entre les deux spires d'induction. L'anneau annulaire 603c est, dans cet exemple, brasé à une paroi de l'anneau 603b tournée vers l'extérieur de l'ensemble annulaire 601. L'ensemble 601 comprend en outre une plaque métallique 609, par exemple en cuivre, brasée à l'anneau tubulaire 603a et revêtant la surface de l'anneau tubulaire 605a tournée vers la bande annulaire 103. Ainsi, toute la surface de l'ensemble annulaire 601 tournée vers la bande 103 est électriquement conductrice et connectée à l'enroulement inducteur. La plaque 609 permet à la fois de supporter l'anneau de soufflage 605a et de le protéger contre les rayonnements thermiques émis par la bande 103. La plaque 609 peut comprendre des ouvertures au même titre que l'anneau tubulaire 605a, pour permettre l'émission d'un courant gazeux annulaire autour du centrifugeur. Dans un mode de réalisation préféré, qui correspond notamment aux exemples des figures 2 à 6, l'ensemble annulaire assurant les fonctions de chauffage par induction et de soufflage, ou ensemble inducteur/souffleur, est monobloc, c'est-à-dire qu'aucun espace libre n'est prévu entre les anneaux tubulaires refroidis de l'inducteur et la couronne de soufflage.

En d'autres termes, les ensembles 201, 301, 501 et 601 des figures 2 à 6 sont des ensembles inducteurs incorporant une couronne de soufflage. La prévision d'un tel ensemble monobloc permet de simplifier le dispositif de fibrage et de limiter son encombrement.

B12383 15 De plus, dans un mode de réalisation préféré, toute la surface de l'ensemble annulaire inducteur/souffleur tournée vers la bande annulaire 103 est en un matériau électriquement conducteur, par exemple le cuivre, et est électriquement 5 connectée aux spires d'induction. Cette caractéristique se retrouve notamment dans les exemples des figures 2 à 6. Il en résulte que toute la surface de l'ensemble inducteur/souffleur tournée vers la bande annulaire 103 contribue au développement de courants induits dans la bande 103, ce qui augmente 10 l'efficacité et l'homogénéité du chauffage de la bande 103. Par ailleurs, la couronne de soufflage est de préférence imbriquée dans une partie non périphérique de l'ensemble inducteur, c'est-à-dire qu'au moins une portion de la couronne de soufflage est située entre le bord intérieur et le 15 bord extérieur de l'inducteur annulaire, comme cela apparaît notamment dans les exemples des figures 2 à 6. Ceci permet notamment de profiter du refroidissement de l'inducteur pour refroidir efficacement la couronne de soufflage. Les modes de réalisation décrits ne se limitent toutefois pas à ce cas 20 particulier. A titre de variante (non représentée), on peut prévoir qu'au moins un anneau annulaire de la couronne de soufflage soit disposé dans une partie périphérique (interne ou externe) de l'ensemble inducteur annulaire et ne soit en contact qu'avec un seul tube refroidi de l'inducteur.

25 Dans un mode de réalisation particulièrement préféré, correspondant notamment aux exemples des figures 2, 3 et 4, l'ensemble inducteur est mono-spire, et la couronne de soufflage comprend un ou plusieurs anneaux tubulaires métalliques électriquement conducteurs, le ou les anneaux de la couronne de 30 soufflage étant connectés en parallèle des tubes refroidis de l'inducteur, et faisant donc intégralement partie de la spire d'induction. En fonctionnement, une partie du courant électrique alimentant l'inducteur circule alors dans la couronne de soufflage, qui contribue ainsi au développement de courants 35 induits dans la bande annulaire 103 du centrifugeur. Ceci permet B12383 16 d'augmenter l'efficacité et l'homogénéité du chauffage de la bande 103. Un avantage de ce mode de réalisation est que l'ensemble annulaire inducteur/souffleur est alors particulièrement simple et peu coûteux à réaliser. A titre d'exemple, la réalisation de l'ensemble inducteur/souffleur peut consister essentiellement à fixer entre eux, par exemple par brasure ou par tout autre moyen de fixation, plusieurs tubes métalliques annulaires pour former une spire annulaire à plusieurs compartiments creux. A titre de variante, l'ensemble inducteur/souffleur peut être usiné à partir de plaques métalliques que l'on peut conformer et fixer entre elles, par exemple par brasure. Dans les modes de réalisation et variantes décrits en relation avec les figures 2 à 6, par rapport à la structure de la figure 1, le brûleur 123 et l'inducteur 127 sont remplacés par un ensemble annulaire unique, plus compact, disposé au-dessus de la zone de sortie de fibres du centrifugeur. Ainsi, aucun élément ne vient gêner le passage des fibres entre la sortie du centrifugeur et le dispositif de réception des fibres, comme cela apparaît notamment sur la figure 2. De plus, dans les modes de réalisation des figures 2 à 6, les fonctions de chauffage de la bande annulaire 103 et d'étirage des fibres au moyen d'un courant gazeux sont entièrement dissociées. Ceci donne une grande flexibilité quant au choix de la vitesse, de la conformation, et de la température des courants annulaires d'étirage des fibres. De façon plus générale, un avantage des modes de réalisation des figures 2 à 6 est que la canalisation et l'entraînement des fibres vers la zone de réception sont simpli30 fiés par rapport au dispositif de la figure 1. De plus, les modes de réalisation des figures 2 à 6 permettent de produire des fibres de types plus variés que le dispositif de la figure 1, dans la mesure où les dimensions des fibres sont généralement en grande partie conditionnées par les B12383 17 caractéristiques du courant annulaire gazeux entourant la sortie du centrifugeur. Dans les modes de réalisation décrits, la conformation du courant gazeux annulaire peut être contrôlée en ajustant les 5 dimensions et les orientations des ouvertures formées dans la couronne de soufflage. De plus, on peut prévoir plusieurs anneaux concentriques de courant gazeux ayant des propriétés différentes autour de la périphérie du centrifugeur. Des déflecteurs peuvent aussi être ajoutés à la sortie de la 10 couronne de soufflage pour orienter le ou les courants gazeux. Un autre avantage des modes de réalisation des figures 2 à 6 réside dans leur faible consommation énergétique par rapport au dispositif de la figure 1. Ce gain énergétique résulte notamment de l'absence du brûleur 123, et du fait que 15 l'inducteur de chauffage de la bande annulaire 103 peut être disposé plus proche de la bande 103 que l'inducteur 127 du dispositif de la figure 1, ce qui lui confère un meilleur rendement. Un autre avantage des modes de réalisation des figures 20 2 à 6 réside dans l'absence d'émission de gaz de combustion. Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les modes de réalisation décrits ne se 25 limitent pas à des inducteurs à une ou deux spires. L'homme de l'art saura prévoir d'autres configurations et notamment des modes des configurations dans lesquels l'inducteur comporte un nombre de spires supérieur à deux. L'homme de l'art saura alors adapter la forme et la disposition de l'ensemble 30 inducteur/souffleur pour assurer un chauffage efficace et homogène de la bande périphérique 103 du centrifugeur. Par ailleurs, dans les exemples décrits en relation avec les figures 2 à 6, on a représenté uniquement des cas où, lorsqu'une spire d'induction comporte plusieurs anneaux 35 tubulaires connectés en parallèle, ces anneaux sont solidarisés B12383 18 mécaniquement et électriquement, par exemple par brasure, sur toute leur périphérie. Les modes de réalisation revendiqués ne se limitent toutefois pas à ce cas particulier. On pourra par exemple prévoir que des anneaux métalliques tubulaires d'une même spire d'induction soient connectés en parallèle au niveau du générateur d'alimentation électrique, mais soient séparés par un espace libre le long de tout ou partie de leur périphérie. On prévoit toutefois de préférence que l'anneau tubulaire de soufflage soit accolé à au moins un anneau refroidi de l'inducteur tout au long de sa périphérie. A titre d'illustration de ce qui précède, on peut prévoir dans l'exemple de la figure 2, de dissocier mécaniquement l'anneau 203b de l'anneau 205a, et de laisser un espacement entre la paroi périphérique externe de l'anneau 205a et la paroi périphérique interne de l'anneau 203b (les anneaux 205a et 203b étant connectés en parallèle au niveau du générateur). De même, on peut prévoir, dans l'exemple de la figure 5, de dissocier mécaniquement l'anneau 503b de l'anneau 503c, et de laisser un espacement entre la paroi périphérique externe de l'anneau 503b et la paroi périphérique interne de l'anneau 503c (les anneaux 503b et 503c étant connectés en parallèle au niveau du générateur). Par ailleurs, bien que l'on ait représenté sur les figures 2 à 6 uniquement des exemples de réalisation dans lesquels la couronne de soufflage comprend un unique anneau tubulaire, les modes de réalisation revendiqués ne se limitent pas à ce cas particulier. On pourra prévoir un ensemble inducteur/souffleur du type décrit dans la présente demande, dans lequel la couronne de soufflage comporte plusieurs anneaux tubulaires de soufflage coaxiaux, imbriqués dans les spires de l'inducteur. Par ailleurs, bien que cela n'ait pas été représenté sur les figures, on pourra prévoir, en fonction de l'environnement électromagnétique du dispositif de fibrage, de placer un concentrateur magnétique, par exemple en ferrite, du côté des faces de l'ensemble inducteur/souffleur non tournées B12383 19 vers la bande annulaire 103, de façon à concentrer les champs électromagnétiques émis par l'inducteur en direction de la bande 103. En outre, les modes de réalisation décrits sont compatibles avec les modes de commande usuels des inducteurs de chauffage industriels. A titre d'exemple, le courant d'alimentation de l'inducteur annulaire peut être un courant alternatif d'amplitude comprise entre 1000 et 6000 ampères, et de fréquence comprise entre 4000 et 20000 Hz. D'autres formes de courant d'alimentation de l'inducteur pourront toutefois être prévues. A titre d'exemple, on peut prévoir de faire varier la fréquence du courant circulant dans l'inducteur en cours d'utilisation, de façon à améliorer l'homogénéité du chauffage. On peut par exemple prévoir, dans certaines phases de fonctionnement, d'alimenter l'inducteur avec un courant basse fréquence, par exemple de fréquence comprise entre 400 et 1200 Hz, de façon à favoriser le chauffage des zones éloignées et en particulier du revers annulaire inférieur 104 du centrifugeur.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif (200 ; 300 ; 500 ; 600) de fibrage de matériaux thermoplastiques tels que le verre, comprenant : un centrifugeur (101) comportant une bande annulaire périphérique (103) percée d'une pluralité d'orifices (105) ; et un ensemble inducteur annulaire refroidi (201 ; 301 ; 501 ; 601) coaxial à ladite bande (103), adapté à développer des courants induits dans ladite bande (103), cet ensemble incorporant une couronne de soufflage (205 ; 305 ; 505 ; 605) coaxiale à ladite bande (103), adaptée à générer un flux gazeux (207) autour de la périphérie extérieure de ladite bande (103), dans lequel toute la surface dudit ensemble (201 ; 301 ; 501 ; 601) tournée vers ladite bande (103) est en un matériau électriquement conducteur et contribue au développement de courants induits dans ladite bande (103) lorsque l'ensemble 15 inducteur est alimenté.
2. 2. Dispositif (200 ; 300 ; 500 ; 600) selon la revendication 1, dans lequel ledit ensemble (201 ; 301 ; 501 ; 601) comprend au moins deux premiers anneaux tubulaires métalliques (203a, 203b ; 303a, 303b, 303c ; 503a, 503b, 503c ; 20 603a, 603b, 603c), chaque premier anneau étant adapté à contenir un liquide de refroidissement, et la couronne de soufflage comprend au moins un deuxième anneau tubulaire (205a ; 305a ; 505a ; 605a) adapté à contenir un gaz de soufflage.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel au 25 moins l'un des premiers anneaux (203a ; 303a ; 503a ; 603a) est disposé vers l'intérieur de l'ensemble annulaire par rapport audit au moins un deuxième anneau (205a ; 305a ; 505a ; 605a), et au moins un autre des premiers anneaux (203b ; 303b, 303c ; 503b, 503c ; 603b, 603c) est disposé vers l'extérieur de 30 l'ensemble annulaire par rapport audit au moins un deuxième anneau.
4. 4. Dispositif (200 ; 300 ; 500 ; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le centrifugeur (101) est adapté à tourner selon un axe (109) sensiblementB12383 21 vertical, commun à la bande périphérique (103) et audit ensemble (201 ; 301 ; 501 ; 601).
5. 5. Dispositif (200 ; 300 ; 500 ; 600) selon la revendication 4, dans lequel ledit ensemble (201 ; 301 ; 501 ; 601) est situé au-dessus de la bande périphérique (103).
6. 6. Dispositif (200 ; 300) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit ensemble inducteur (201 ; 301) est mono-spire, et dans lequel la couronne de soufflage (205) est en un matériau électriquement conducteur et est électriquement solidaire de la spire d'induction.
7. 7. Dispositif (500 ; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit ensemble inducteur (501 ; 601) comprend deux spires, ledit ensemble comportant un élément annulaire électriquement isolant (507 ; 605a) entre les deux spires.
8. 8. Dispositif (500) selon la revendication 7, dans lequel la couronne de soufflage (505) est en un matériau électriquement conducteur et est électriquement solidaire de l'une des deux spires d'induction.
9. 9. Dispositif (500) selon la revendication 8, dans lequel ledit élément annulaire électriquement isolant (507) est une bande annulaire en céramique.
10. 10. Dispositif (600) selon la revendication 7, dans lequel la couronne de soufflage (605) est en un matériau 25 électriquement isolant, ledit élément électriquement isolant et la couronne de soufflage étant confondus.
11. 11. Dispositif (200 ; 300 ; 500 ; 600) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comportant un générateur configuré pour, dans un premier mode de fonctionnement, 30 appliquer à l'ensemble inducteur un courant alternatif d'alimentation de fréquence comprise entre 400 et 1200 Hz.
12. 12. Dispositif (200 ; 300 ; 500 ; 600) selon la revendication 11 dans lequel ledit générateur est en outre configuré pour, dans un deuxième mode de fonctionnement,B12383 22 appliquer à l'ensemble inducteur un courant alternatif d'alimentation de fréquence comprise entre 4000 et 20000 Hz.