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Il Perfectionnements apportée aux fours électriques,, no- tamment aux fours à induction à haute fréquence ".
L'invention est relative aux fours électriques; et elle concerne plus spécialement (parce que c'est en leur cas que son application semble devoir offrir le plue d'intérêt), mais non exclusivement, parmi les appareils de ce genre les fours à induction à haute fréquence.
Elle a pour but, surtout,, de rendre tels, les appareils du genre en question,, qu'ils soient d'un meil- leur rendement, aux points de vue électrique et calori- fique, et que., notamment pour ce qui est de ceux à haute fréquence, de réaliser des fours de grande capacité et de grande puissance,, contrairement aux fours ordinaires, dans lesquels la capacité, et plus particulièrement le diamètre, ne peuvent être augmentés sans diminuer la fréquence, cette dernière étant approximativement propor- tionnelle à l'inverse de la racine carrée de la self-in- duction de l'enroulement inducteur qui elle-même croît avec les dimensions linéaires de l'enroulement.
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Elle consiste, principalement, à reporter le sys- tème inducteur des fours du genre en question dans la mas- se à chauffer, de façon que ce système soit noyé dans, ou tout au moins entouré par les matières traitées dans le four.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en certaines autres dispositions qui s'uti- lisent de préférence en même temps et dont il sera par- lé plus explicitement ci-après.
Elle vise plus particulièrement un certain mode d'application (celui où on l's applique aux fours à induction à haute fréquence), ainsi que certains modes de réalisation (ceux qui seront indiqués ci-après), des- dites dispositions; et elle vise plus 'particulièrement encore, et ce à titre de produits industriels nouveaux, les fours électriques du genre en question, comportant application de ces mêmes dispositions, les éléments spé- ciaux propres à leur établissement, ainsi que les ins- tallations comprenant de semblables fours.
Et elle pourra, de toute façon, être bien com- prise à l'aide du complément de description qui suit, aingi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'in- dication.
Les fig. 1 et 2 de ces dessins montrent, res- pectivement en coupe transversale suivant l'axe d'un é- lément inducteur et en coupe en plan suivant 2-2 fig. 1, un four à induction à haute fréquence, établi conformé- ment à l'invention,
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de ses modes d'application, et ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence,à supposer qu'on veuille établir, par exemple, un four à induction à ]haut-, fréquence, à trois éléments inducteurs, on s'y prend
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comme suit, ou de façon analogue.
Concernant, d'abord, la structure générale du four, en admettant, comme dans l'exemple représenté, que l'on fasse usage: d'une cuve b dont le fond c constitue la sole de fusion et qui est fermée à sa partie supérieure par un couvercle a, dans lequel peuvent être percés les orifices servant au chargement du four;
de trois éléments inducteurs alimentés en courant alternatif à haute fréquence, faisant saillie par rapport au niveau de la sole,de façon à être disposés ou à péné- trer dans la masse à fondre contenue dans le four, et à être entourés complètement ou partiellement par les ma- tières à traiter, une disposition avantageuse étant cel- le,par exemple, selon laquelle chacun des éléments d. pé- nètre dans le four par un orifice, percé dans le fond de la cuve de fusion, la hauteur de chacun desdits éléments pouvant être telle, qu'il soit noyé en partie dans les matières chauffées dans le four; et de connexions, reliant d'une façon appropriée les sources de courant alternatif à haute fréquence aux diffé- rents éléments inducteurs.
Concernant, ensuite, chacun desdits éléments inducteurs, on peut avoir recours,.pour le constituer, pour ce qui est des organes inducteurs à lui fai- re comprendre: un tube e¯ en quartz ou en une autre matière appro- priée servant de support à l'enroulement inducteur g, ledit enroulement g pouvant être constitué, par e- par une succession de spires formées par une bar- re ou un tube conducteur éventuellement refroidi enroulés en hélice et connecté électriquement aux câbles d'amenée h et de sortie h1 du courant,convenablement isolées par rapport à la cuve b, par exemple au moyen des gaînes k et
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k1, supportées par une plaque amovible 1, et pour ce qui est des organes de protection de chacun des éléments d'induction proprement dits, ceux-ci peuvent être constitués avantageusement par :
un manchon réfractaire m entourant le tube de quartz e susdit, sur toute sa hauteur, l'orifice supérieur n. dudit manchon étant fermé par un bouchon p,d'une substance pulvérulente q, formant calorifuge telle, -entre autres, que du noir de fumés, zircone, alumine, cette substance étant introduite entre le tube de quartz d et le manchon réfrac taire m.
Et concernant, enfin, la disposition du ou des orifices de coulée du métal fondu, qui peuvent, comme à l'ordinaire, être disposés au-dessus du niveau supérieur des matières contenues dans la cuve de fusion, et tels que représentés aux dessins par t, et cela notamment dans le cas où il s'agit d'un four basculant, ou être percés dans la sole de fusion môme, en étant alors fermés par un dispositif approprié.
Ensuite de quoi, on obtient un four à induction haute fréquence, dont le fonctionnement est suffisam- ment évident-pour qu'il soit inutile d'entrer à son su- jet dans aucune explication supplémentaire, ce four pré- sentant, sur ceux préconisés antérieurement, ces avanta- ges entre autres :
que la disposition des éléments inducteurs dans la masse à chauffer, permet de satisfaire au mieux aux condi- tions requises pour réaliser un bon accouplement entre les matières traitées et les éléments d'induction, que dans l'éventualité où plusieurs éléments sont utilisés pour un même four, lesdits éléments peuvent ê- tre alimentés indépendamment ou par groupes, au moyen d'un ou de plusieurs circuits mono*.
ou polyphasés à hau- te fréquence, ¯que le manchon protège l'élément inducteur contre la
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chaleur produite dans le four, et joue le même rôle que le creuset des fours à induction à haute fréquence ordi- naires, mais alors que ledit creuset est soumis, au début du chauffage, aux efforts d'extension dûs à la dilatation des matières, le manchon est soumis, dans ces conditions, à des efforts de compression, ce qui est très favorable au point de vue de sa conservation, que les matières chauffées sont réparties à l'exté- rieur du manchon et peuvent,par suite, se dilater sans dom- mage à la structure du four.
Comme il. va de soie et comme il ressort d'ail leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses par- ties, ayant plus spécialement été indiqués; elle .en em- brasse, au contraire, toutes le s-variante s, notamment: celles ou la masse à chauffer non seulement entoure les éléments inducteurs, mais concurremment se trouve à l'intérieur de l'enroulement inducteur, et en gé- néral; celles dans lesquelles les matières sont réparties d'une façon quelconque par rapport auxdits éléments, quel- le que soit la position relative de ceux-ci par rapport au four;
celles dans lesquelles l'enroulement, au lieu d'être en hélice ou en spirale, aurait une configuration quelconque et pourrait être éventuellement, entièrement noyé dans la masse conductrice, que l'on, veut chauffer; et celles, enfin, où la chaleur est transmise aux matières à chauffer, par l'intermédiaire d'un élé- ment chauffant interposé, par exemple, entre le édites ma- tières et les organes inducteurs, ledit élément étant a- lors constitué, avantageusement, en une substance ap- propriée, bonns conductrice de l'électricité, notaient un métal, du graphite, du charbon de cornue ou autre.