FR3058717A1 - VERY SMALL VERTICAL GLASS FILLER FOR GLASS PEARLS, GLASS THERMOFORMING, GLASS FUSIONING AND PRECIOUS METAL PULP COOKING - Google Patents
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Abstract
Four verrier multi usage destiné aux artistes verriers, de petite dimension, utilisé notamment dans le cadre de déplacements et d'animations, de faible poids aux fins d'être transportable par une personne sans nécessiter d'outil de manutention, le four ayant une faible consommation énergétique pour se raccorder au réseau d'électricité et dispose d'une quadruple fonction de recuisson de perle de verre, thermoformage de plaques de verre, fusionnage et cuisson de pate à métal précieux, caractérisé par : - Une sole (a) placée au raz de l'ouverture (b) du four sur le châssis (d), - Une cloche (c) articulée au châssis (d), la dite cloche étant dotée : d'éléments chauffants électriques (e) placés sous la voute (f) de la cloche, d'au moins une porte (q) sur le devant de la cloche recouvrent la totalité de l'ouverture haute et latérale avec un débordement (r), - L'emploi de réfractaires en composants fibreux (j), - Un asservissement (u).A multi-purpose glass-making oven for glass-making artists, of small dimensions, used especially in the context of movements and animations, of low weight for the purpose of being transportable by a person without the need for a handling tool, the oven having a low energy consumption to connect to the electricity network and has a quadruple function of glass bead annealing, thermoforming of glass plates, merging and baking of precious metal paste, characterized by: - A sole (a) placed at raz of the opening (b) of the oven on the frame (d), - a bell (c) hinged to the frame (d), said bell being provided with: electric heating elements (e) placed under the vault (f) ) of the bell, of at least one door (q) on the front of the bell cover the whole of the upper and lateral opening with an overflow (r), - The use of refractory fibrous components (j), - Servo control (u).
Description
DESCRIPTIONDESCRIPTION
Four verrier multi usage destiné aux artistes verriers, de petite dimension, utilisé notamment dans le cadre de déplacements et d'animations, de faible poids aux fins d'être transportable par une personne sans nécessiter d'outil de manutention, le four ayant une faible consommation énergétique pour se raccorder au réseau d'électricité et dispose d'une quadruple fonction de :Multi-purpose glass oven for glass artists, small, used in particular for travel and entertainment, low weight to be transportable by a person without the need for a handling tool, the oven having a low energy consumption to connect to the electricity network and has a quadruple function of:
Recuisson de perle de verre dans le but de maintenir les objets à température jusque 600° C et enlever les tensions internes qui se réalisent par apport de couches successives sur l'objet réalisé,Glass bead annealing in order to maintain objects at temperature up to 600 ° C and remove internal tensions which are produced by adding successive layers to the object produced,
Thermoformage de plaques de verres dans le but de monter en température les plaques de verre pour qu'elles prennent l'empreinte du moule sur laquelle elles sont posées,Thermoforming of glass plates in order to heat up the glass plates so that they take the imprint of the mold on which they are placed,
Fusionnage (dit aussi fusing) consistant à assembler par superposition des morceaux de verre collés qui vont fusionner à la montée en température du four,Fusing (also known as fusing) consisting of assembling by superimposition of glued pieces of glass which will merge when the temperature of the oven rises,
Cuisson de pâte à métal précieux, appelés aussi dans le domaine professionnel « art clay » : matières malléables composées de particules de métaux fins mélangés à de l'eau et un liant, qui se travaillent comme de l'argile traditionnelle et qui sont ensuite passées dans un four montant à 900° dans le but de fusionner les particules de métal et d'évacuer le liant.Precious metal paste cooking, also called in the professional field “art clay”: malleable materials composed of particles of fine metals mixed with water and a binder, which work like traditional clay and which are then passed in an oven rising to 900 ° for the purpose of fusing the metal particles and removing the binder.
Etat des sachant :Knowing state:
En l'état des sachant, les technologies de fours électriques se rapportant au brevet sont soit :In the state of knowing, the technologies of electric ovens relating to the patent are either:
• Des fours de thermoformage : Les technologies de fours habituellement utilisés, sont conçus selon un principe de :• Thermoforming ovens: The furnace technologies usually used, are designed according to a principle of:
Briques réfractaires qui alourdissent conséquemment le four (plus de 60 Kg) et l'empêchent de pouvoir être manutentionnés par une seule personne sans moyen de levage,Refractory bricks which consequently weigh down the oven (over 60 kg) and prevent it from being able to be handled by a single person without lifting means,
De consommation énergétique importante, à raison de plus de 3,5 KW/h, qui les empêche de pouvoir être branché sur une prise standard 16 ampères du réseau électrique domestique qui est limité à 3,2 Kw/h en puissance maximum,Significant energy consumption, at a rate of more than 3.5 KW / h, which prevents them from being able to be plugged into a standard 16 amp socket on the domestic electricity network which is limited to 3.2 Kw / h in maximum power,
- Conception en « cuvette » caractérisés en ce que dans les pièces à traiter viennent se poser dans la cuvette du four avec un couvercle de recouvrement lors de la cuisson. Hors la forme de four en cuvette empêche une manipulation délicate et contre carre la mise en place des objets à cuire à l'intérieur,- Design in "bowl" characterized in that in the parts to be treated come to rest in the bowl of the oven with a cover during cooking. Apart from the shape of the oven in a bowl, it prevents delicate handling and against the edges the placement of objects to be cooked inside,
De résistances apparentes qui nécessitent la mise en place de contacteurs de sécurité durant l'ouverture de porte aux fins d'éviter les risques d'électrocution, Ces mêmes résistances électriques apparentes ne disposent pas d'un rayonnement optimum car elles sont insérées dans la brique réfractaire aux fins de les maintenir dans leur position.Apparent resistances which require the installation of safety contactors during the opening of the door in order to avoid the risks of electrocution, These same apparent electrical resistances do not have an optimum radiation because they are inserted in the brick refractory in order to keep them in their position.
Ces fours sont conçus pour supporter une température maximale de 1000° C, attendu par ailleurs que leur régime d'exploitation est de 800°C.These ovens are designed to withstand a maximum temperature of 1000 ° C, since their operating regime is 800 ° C.
Le présent inventeur a par ailleurs développé ( brevet sous le n° 1600771) une technologie particulière de four avec sole placée au ras de l'ouverture du four sur le châssis (en opposition avec les fours en cuvette), recevant une cloche articulée dotée d'éléments chauffants placés dans la voûte de la cloche, et d'un emploi de réfractaires en composants fibreux présentant une forte résistance thermique et un faible poids.The present inventor has moreover developed (patent under the n ° 1600771) a particular technology of furnace with hearth placed flush with the opening of the furnace on the frame (in opposition with the ovens in bowl), receiving an articulated bell endowed with 'heating elements placed in the vault of the bell, and a use of refractories in fibrous components having a high thermal resistance and a low weight.
• Soit encore les fours de recuissson des perles de verres. Ces fours sont principalement conçus selon une technologie reposant sur un système de chauffage électrique à résistance boudinée et réfractaires, utilisés principalement par des céramistes. Ils sont caractérisés par :• Or again the ovens for the collection of glass beads. These ovens are mainly designed according to a technology based on an electrical heating system with coiled resistance and refractories, used mainly by ceramists. They are characterized by:
une isolation thermique de l'enceinte du four en brique réfractaire, l'emploi de résistances boudinées qui nécessitent leur arrêt dès que l'on ouvre la porte du four.thermal insulation of the refractory brick oven enclosure, the use of coiled resistors which require their shutdown as soon as the oven door is opened.
En conséquence de ces spécification techniques relatifs aux fours à recuisson, les consommations énergétiques sont importantes (environ 1500 Watts heure) et les fours ne sont pas réactifs puisqu'il faut chauffer longtemps la brique réfractaire afin que cette dernière emmagasine les calories et assure une température homogène dans l'enceinte du four.As a result of these technical specifications relating to annealing ovens, the energy consumption is significant (approximately 1500 Watts an hour) and the ovens are not reactive since it is necessary to heat the refractory brick for a long time so that the latter stores the calories and ensures a temperature homogeneous in the oven enclosure.
Pour remédier à ces inconvénients, le présent inventeur a mis au point une technologie particulière selon brevet N°1500878 se caractérisant par une ouverture faciale au-devant de la cloche et un asservissement adapté pour répondre aux exigences de recuisson de perles de verre, avec un asservissement adapté à la fonction de recuisson (maintien en température durant le travail, programme de stabilisation du verre en fin de cycle).To overcome these drawbacks, the present inventor has developed a particular technology according to patent No. 1500878, characterized by a facial opening in front of the bell and a servo adapted to meet the requirements of annealing glass beads, with a control adapted to the annealing function (temperature maintenance during work, glass stabilization program at the end of the cycle).
Relatif à l'objet de la présente invention, la problématique posée est qu'en l'état de la connaissance, aucun four n'est parvenu à conjuguer ces deux technologies sur le plan mécanique et thermique, ces technologies de fours étant conçues mécaniquement de façon diamétralement opposée aux fins de répondre aux exigences particulières pour lesquelles elles ont été conçues : le four de thermoformage disposant d'une chambre de cuisson haute et profonde pour permettre l'introduction des moules dans le cadre du thermoformage, tandis que celle du four à recuisson se caractérise par espace congru aux fins de limiter les phénomènes venturi se créant lors de l'ouverture et de la fermeture successive de la porte frontale. Ces contraintes technologiques sont donc contradictoires à priori en ce que l'introduction d'une technologie de four à recuisson dans une chambre à plus grand volume incite des mouvements d'air provoquant des chocs thermiques qu'il est indispensable d'éviter, tandis que l'éloignement des éléments chauffants (placés dans la voûte de la cloche) perturbe d'autant les pertes thermiques induites par les ouvertures et fermetures successives de la porte frontale.Relating to the subject of the present invention, the problem posed is that in the state of knowledge, no oven has succeeded in combining these two technologies on the mechanical and thermal levels, these technologies of ovens being designed mechanically to diametrically opposite in order to meet the specific requirements for which they were designed: the thermoforming oven having a high and deep baking chamber to allow the introduction of molds as part of thermoforming, while that of the oven annealing is characterized by congruent space in order to limit the venturi phenomena created during the opening and successive closing of the front door. These technological constraints are therefore contradictory a priori in that the introduction of an annealing furnace technology in a larger volume chamber encourages air movements causing thermal shocks which it is essential to avoid, while the remoteness of the heating elements (placed in the vault of the bell) disturbs all the thermal losses induced by the successive openings and closings of the front door.
Présentation de l'invention :Presentation of the invention:
Four verrier multi usage destiné aux artistes verriers, de petite dimension, utilisé notamment dans le cadre de déplacements et d'animations, de faible poids aux fins d'être transportable par une personne sans nécessiter d'outil de manutention, le four ayant une faible consommation énergétique pour se raccorder au réseau d'électricité disposant d'une quadruple fonction de recuisson de perle de verre, thermoformage de plaques de verre, fusionnage et cuisson de pâte à métal précieux, caractérisé par :Multi-purpose glass oven for glass artists, small, used in particular for travel and entertainment, low weight for the purpose of being transportable by a person without the need for a handling tool, the oven having a low energy consumption to connect to the electricity network with a quadruple function of annealing glass pearls, thermoforming glass plates, fusing and baking of precious metal paste, characterized by:
Une sole (a) placée au raz de l'ouverture (b) du four sur le châssis (d),A hearth (a) placed flush with the opening (b) of the oven on the frame (d),
Une cloche (c) articulée au châssis (d), la dite cloche étant dotée :A bell (c) articulated to the chassis (d), said bell being provided with:
o d'éléments chauffants électriques (e) placés sous la voûte (f) de la cloche, o d'au moins une porte (q) sur le devant de la cloche recouvrant la totalité de l'ouverture haute et latérale avec un débordement (r) sur l'ouverture de la chambre du four d'au moins cinq cm aux fins d'assurer la parfaite étanchéité thermique sur les parties latérales et supérieures de porte.o electric heating elements (e) placed under the roof (f) of the bell, o at least one door (q) on the front of the bell covering the entire top and side opening with an overflow ( r) on the opening of the oven chamber of at least five cm in order to ensure perfect thermal sealing on the side and upper parts of the door.
L'emploi de réfractaires en composants fibreux (j) présentant les caractéristiques de forte résistance thermique et de faible poids,The use of refractories in fibrous components (j) having the characteristics of high thermal resistance and low weight,
Un asservissement (u) doté de trois programmes selon la fonction utilisée : fusion, recuisson de perle de verre ou cuisson de métal précieux. Dans ce dernier cas la température est déterminée par l'utilisateur selon le composant métal employé.A control (u) with three programs depending on the function used: melting, annealing glass pearls or cooking precious metals. In the latter case the temperature is determined by the user according to the metal component used.
La (les) porte(s) (q) sont totalement isolées avec le même composant de fibre minérale que le four aux fins d'assurer l'étanchéité thermique requise. L'isolation des portes (q) se caractérise en ce que celles-ci et l'isolant qu'elles contiennent, viennent recouvrir les ouvertures du four aux fins de ne créer aucune dispersion thermique sur les parties supérieures et latérales des portes. Plus précisément :The door (s) (q) are completely insulated with the same mineral fiber component as the oven to ensure the required thermal seal. The insulation of the doors (q) is characterized in that these and the insulation which they contain, cover the oven openings in order to create no thermal dispersion on the upper and lateral parts of the doors. More precisely :
la porte reçoit un premier isolant (s) de 25 mm sur toute la surface de porte intérieure. De plus, à l'endroit de l'ouverture du four, elle reçoit une autre couche (t) de 50 mm qui vient obstruer l'ouverture du four.the door receives a first 25 mm insulation (s) over the entire interior door surface. In addition, at the location of the opening of the oven, it receives another layer (t) of 50 mm which obstructs the opening of the oven.
Les éléments chauffants électriques (e) positionnés sous la voûte de la cloche sont composés de résistances boudinées (g) placées dans des tubes à quartz (h), ces derniers permettant de maintenir mécaniquement les résistances dans toute leur longueur en leur évitant de se déformer mécaniquement ou par phénomène de dilatation lors de la mise en température.The electric heating elements (e) positioned under the roof of the bell are composed of coiled resistors (g) placed in quartz tubes (h), the latter making it possible to mechanically maintain the resistors throughout their length by preventing them from being deformed mechanically or by expansion phenomenon during warming up.
Les dits éléments chauffants (e) positionnés dans leurs tubes à quarts (h) sont maintenus sous la voûte de la cloche par l'intermédiaire de réservations faites dans les réfractaires latéraux (i) de la cloche, de telle manière que les extrémités des tubes quartz soient bloqués par les dit réfractaires (i) empêchant aux tubes et aux résistances qu'ils contiennent de bouger. Par ce fait, les résistances (g) étant maintenues dans leurs tubes (h) qui sont eux même coincés par des réservations dans le réfractaire (i), il n'est pas nécessaire de faire appel à une technologie de maintien des éléments chauffants (e) par gorges creusées dans le réfractaire de la voûte de cloche, ce qui optimise:Said heating elements (e) positioned in their quarter tubes (h) are maintained under the vault of the bell by means of reservations made in the side refractories (i) of the bell, so that the ends of the tubes quartz are blocked by said refractories (i) preventing the tubes and resistances they contain from moving. By this fact, the resistors (g) being maintained in their tubes (h) which are themselves wedged by reservations in the refractory (i), it is not necessary to use a technology for holding the heating elements ( e) by grooves dug in the refractory of the bell vault, which optimizes:
la résistance thermique du réfractaire sous la voûte de la cloche, en ce qu'il n'est pas amputé par des réservations sur toute la surface de la voûte, le rayonnement thermique en ce que contrairement à la technologie de maintien des résistances dans des gorges, les résistances ne sont pas empêchées dans leur rayonnement latéral (dans le cas de gorges, la résistance est empêchée à rayonner latéralement du fait de sa position dans la gorge),the thermal resistance of the refractory under the vault of the bell, in that it is not amputated by reservations over the entire surface of the vault, the thermal radiation in that, unlike the technology for maintaining the resistances in grooves , the resistors are not prevented in their lateral radiation (in the case of grooves, the resistance is prevented from radiating laterally due to its position in the groove),
La consommation et le besoin de puissance électrique en ce qu'il n'est pas besoin de pallier à des pertes de rayonnement de la résistance.The consumption and the need for electrical power in that there is no need to compensate for radiation losses from the resistor.
Les réfractaires en matériaux fibreux (j) sont placés dans la sole (a) et la cloche (c) de telle façon à éviter toute transmission thermique à la carrosserie. Plus précisément :The refractories made of fibrous materials (j) are placed in the sole (a) and the bell (c) so as to avoid any thermal transmission to the bodywork. More precisely :
En partie basse du four :In the lower part of the oven:
Le châssis (d) recevant la sole est conçu selon le principe qu'il reçoit un support mécanique (k) intermédiaire entre le châssis et la sole (a) destiné à placer le réfractaire fibreux constituant la sole (a),The chassis (d) receiving the sole is designed according to the principle that it receives a mechanical support (k) intermediate between the chassis and the sole (a) intended to place the fibrous refractory constituting the sole (a),
Ce support mécanique (k) est placé à une certaine hauteur dans le châssis aux fins que la sole (a) se positionne à raz du haut du châssis (d), laissant ainsi une chambre d'air en partie basse du châssis. La dite chambre est destinée à participer à la convection naturelle de refroidissement du four,This mechanical support (k) is placed at a certain height in the chassis so that the sole (a) is positioned flush with the top of the chassis (d), thus leaving an air chamber at the bottom of the chassis. Said chamber is intended to participate in the natural convection for cooling the furnace,
Le support mécanique (k) aune dimension inférieure au périmètre intérieur du châssis (d), de façon à laisser un vide d'air d'au moins 2 centimètres sur toute la périphérie du châssis,The mechanical support (k) has a dimension smaller than the internal perimeter of the chassis (d), so as to leave an air vacuum of at least 2 centimeters over the entire periphery of the chassis,
La réception du support (k) sur le châssis repose sur des montants (I) fixés verticalement sur le châssis, placés en différents points de ce dernier pour permettre une liaison entre le châssis (d) et le support mécanique (k) sans enfreindre la circulation d'air entre la sole (a) et le châssis (d),The reception of the support (k) on the chassis rests on uprights (I) fixed vertically on the chassis, placed at different points on the latter to allow a connection between the chassis (d) and the mechanical support (k) without violating the air circulation between the floor (a) and the frame (d),
- Sur toute le périphérie de la partie haute du châssis (d), des ouïes (o) sont réalisées de façon à faire circuler l'air venant de la chambre du châssis (d) vers la cloche (c).- Over the entire periphery of the upper part of the chassis (d), vents (o) are produced so as to circulate the air coming from the chamber of the chassis (d) towards the bell (c).
En partie haute du four :In the upper part of the oven:
La cloche (c) dispose de montants (m) fixés verticalement à différents points de son périmètre intérieur, de façon à constituer un couloir d'aération d'au moins deux centimètres sur tout son périmètre intérieur une fois placés les réfractaires (i),The bell (c) has uprights (m) fixed vertically at different points on its internal perimeter, so as to constitute an aeration corridor of at least two centimeters over its entire internal perimeter once the refractories have been placed (i),
En partie périphérique basse de la cloche (c), en vis-à-vis des ouïes (o) réalisées sur le châssis (d), des ouïes (p) sont formées pour faire circuler l'air venant du châssis (d) vers les parois métalliques de la cloche, participant ainsi au refroidissement des éléments de carrosserie du four,In the lower peripheral part of the bell (c), facing the openings (o) produced on the chassis (d), openings (p) are formed to circulate the air coming from the chassis (d) towards the metal walls of the bell, thus participating in the cooling of the furnace body elements,
Les réfractaires latéraux (i) sont fixés sur le montant (m) laissant ainsi un vide d'air d'au moins 2 centimètres entre le réfractaire et la cloche, permettant la réalisation d'une convection d'air venant du châssis vers le haut du four sur toute sa périphérie,The lateral refractories (i) are fixed on the upright (m) thus leaving an air gap of at least 2 centimeters between the refractory and the bell, allowing the realization of an air convection coming from the chassis upwards the oven around its entire periphery,
Le haut de la cloche (n), est constitué d'une tôle métallique ajourée en de nombreux points de façon à évacuer l'air circulant par convection naturelle ou forcée de la chambre du châssis (d) sur toute la périphérie intérieure du four, assurant ainsi un refroidissement de la totalité de la carrosserie du four.The top of the bell (n) consists of a metal sheet perforated at numerous points so as to evacuate the air flowing by natural or forced convection from the chamber of the frame (d) over the entire inner periphery of the oven, thus ensuring cooling of the entire body of the oven.
Le vide d'air ainsi constitué sur toute la périphérie intérieure du four, vide d'air intervenant entre la tôle et le réfractaire, évite la transmission de la chaleur des réfractaires sur la structure métallique du four.The air vacuum thus formed over the entire inner periphery of the furnace, the air vacuum intervening between the sheet and the refractory, prevents the transmission of heat from the refractories on the metallic structure of the furnace.
Figures:Figures:
1) Vue d'ensemble du four en position d'ouverture1) Overview of the oven in the open position
2) Vue en coupe du châssis de four2) Sectional view of the oven frame
3) Vue en coupe de la cloche de four3) Cross-section of the oven bell
4) Vue par-dessus du four4) View over the oven
5) Vue du four fermé en coupe avec chemin de circulation par convection d'air5) View of the closed sectional oven with circulation path by air convection
6) Vue de détail d'un élément chauffant6) Detail view of a heating element
Glossaire :Glossary:
- (a) sole (b) l'ouverture du four (c) cloche- (a) hearth (b) opening the oven (c) bell
- (d) châssis (e) éléments chauffants (f) voûte de la cloche (g) résistances (h) tubes à quarts- (d) chassis (e) heating elements (f) vault of the bell (g) resistors (h) quarter tubes
- (i) réfractaires latéraux (j) réfractaires en matériaux fibreux (k) support mécanique (l) montants du châssis (m) montants de la cloche- (i) side refractories (j) refractories in fibrous materials (k) mechanical support (l) chassis uprights (m) bell uprights
- (n) haut de la cloche (o) ouïes du châssis (p) ouïes de la cloche- (n) top of the bell (o) gills of the chassis (p) gills of the bell
- (Q) Porte (r) débordement sur l'ouverture de la chambre 20 - (s) premier isolant de la porte de la cloche (t) second isolant de la porte de la cloche (u) asservissement- (Q) Door (r) overflow on the opening of the chamber 20 - (s) first insulator of the bell door (t) second insulator of the bell door (u) servo-control
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