BE397441A

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Publication number: BE397441A
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Description

Procédé de fabrication de corps de chauffage électriques.

Les fours électriques à résistance, pour hau- tes températures, dans lesquels la résistance peut être employée sans gaz protecteur particulier, n'ont pu être établis jusqu'ici avec un fonctionnement sûr que pour des températures jusqu'à 1100 C environ. Même les métaux difficilement fusibles s'oxydent très rapidement à l'air à des températures élevées, de sorte que les fils de ré- sistance, en général minces, sont bientôt détruits. Il est vrai qu'avec le platine comme matière de résistance, on a pu obtenir des températures plus élevées qu'avec d'autres substances.

Mais le prix élevé du platine inter- dit une utilisation généralisée, et de plus sa propriété @

de se vaporiser à une forte charge et de se recristalliser, fait que le platine ne comporte lui aussi comme résistance électrique qu'une faible durabilité.

On a proposé en outre de fabriquer des corps de chauffage pour températures élevées du fait que la résis- tance de chauffage enveloppée d'argile meuble, à grain fin, est logée dans un moule, l'argile étant agglutinée en une enveloppe protectrice solide au moyen du passage d'un courant électrique par le conducteur. Mais on ne peut obtenir de cette manière une agglutination parfaite. de l'argile pour une épaisseur suffisante de l'enveloppe protectrice. De plus, la poudre meuble ne s'agglutine pas assez fermement pour donner un corps étanche aux gaz.

Les corps de chauffage ne peuvent en conséquence pas servir au chauffage de liquides ou de bains de fusion qui dégagent des gaz pernicieux ; ne peut de cette manière établir l'enveloppe protectrice de façon que son application sur la résistance de chauffage soit parfaitement étanche ; ou bien il subsiste un intervalle qui nuit à la transmission de chaleur, et ne permet pas d'empêcher l'accès d'air ou de gaz par la face de bout, ou bien l'enveloppe ne peut pas se contracter complètement lors de l'agglutination et se fissure en conséquence.

D'après la présente invention, on obtient une protection parfaite pour des résistances de chauffage, en enveloppant la matière de résistance, qui sera en général un métal ou un composé métallique, d'une enveloppe protec- trice en matière réfractaire, d'après des méthodes cérami- ques, cette substance ne réagissant pas avec la résistance de chauffage, et en agglutinant la matière de résistance et l'enveloppe conjointement à une température de plus de 1600 C dans des fours de cuisson et dans une atmosphère inerte, jusqu'à ce que l'enveloppe protectrice devienne complètement étanche et s'applique fermement sur la résis- tance de chauffage.

par méthodes céramiques, on entend les méthodes qui sont utilisées dans l'industrie céramique pour la fa- brication de corps moulés ;

par exemple, la masse à tra- vailler est humidifiée, ou est rendue plastique par addi- tion de liants et est façonnée par pression, ou elle est transformée par addition d'un électrolyte en une bouillie coulable.

Comme substances pour l'enveloppe protectrice, il s'agit notamment des oxydes métalliques à point de fu- sion élevés, tels que les oxydes de l'aluminium, du gluci- nium, du chrome, du manganèse, du magnésium, du zircone, de l'hafnium, ou de mélanges ou composés de semblables oxydes. Les substances doivent notamment être libres d'additions à teneur d'argile ou d'acide silicique, afin qu'il ne se produise pas de réactions avec la matière de résistance. L'application de l'enveloppe protectrice a lieu par-exemple du fait que la résistance est librement suspendue dans un moule absorbant en plâtre, dans lequel on verse une bouillie activée avec de l'acide dilué.

Des résistances minces, par exemple d'un diamètre de moins de 2 mm, peuvent être noyées directement dans la masse de l'enveloppe protectrice; après agglutination on obtient une enveloppe parfaitement dense, s'appliquant de façon étanche aux gaz sur la résistance. En cas de résistances plus fortes, la résistance est tout d'abord enveloppée d'une couche intermédiaire ne subsistant plus après l'ag- glutination, et on n'applique l'enveloppe protectrice qu'ensuite. Pour de semblables couches intermédiaires, on peut employer la cire, la paraffine, la laque, la cel- lulose, la soie, le coton, etc... L'épaisseur de cette couche intermédiaire est choisie de façon qu'elle corres- ponde au degré du retrait lors de'l'agglutination. Les extrémités de la résistance sortant de l'enveloppe pro- tectrice sont protégées pendant l'agglutination.

Comme conducteurs de chauffage on peut employer @

tous les métaux à point de fusion élevé, notamment le tungstène et le molybdène et leurs alliages. On a obtenu des résultats particulièrement avantageux avec un alliage de tungstène et de molybdène dont le coefficient de dila- tation est très proche de celui de l'enveloppe protectri- ce, de préférence en oxyde de glucinium. on évite ainsi dans une très grande mesure des changements nuisibles de la résistance de chauffage en service, changements qui peuvent provenir d'une dilatation inégale ou d'un retrait inégal de la résistance de chauffage et de l'enveloppe protectrice.

Les fig. 1 et 2 du dessin ci-joint représentent à titre d'exemples des formes d'exécution de corps de chauffage électriques d'après l'invention. La fig. 3 mon- tre un mouffle.

Dans la fig. 1, on a désigné par 1 le fil de ré- sistance, qui est par exemple en un alliage de tungstère et de molybdène, et dont les extrémités sont quelque peu renflées en 2 et sont logées dans d'autres renforcements 3, qui sortent en partie de l'enveloppe protectrice, de sorte qu'on peut y connecter les conducteurs de courant.

Les renflements 2 sont encore enveloppés d'une hélice en fil métallique 4 en même matière. Le tout est entou- ré par l'enveloppe protectrice 5 fortement agglutinée.

La masse de l'enveloppe protectrice pénètre aussi dans les les interstices des spires hélicoldales et augmente ainsi l'étanchéité vers les faces de bout.

La fig. 2 montre une autre disposition aux ex- trémités pour les connexions de courant. Le fil incandes- cent passe progressivement aux extrémités sortant à l'ex- térieur, de la pleine matière 3 ànla section transversale 1 destinée à l'incandescence. La chaleur n'est en consé- quence engendrée principalement que dans la mince section transversale 1 et est transmise de là à l'enveloppe protectrice 5. Les extrémités renforcées 3 restent par @

contre plus froides et les parties de l'enveloppe protectrice les entourant sont chauffées dans une mesure moindre. On obtient en outre une bonne jonction du fil incandescent et de l'enveloppe protectrice. On évite l'emploi de résistances de passage entre le fil incandescent et les extrémités sortant à l'extérieur.

On peut évidemment fabriquer d'autres formes encore de corps de chauffage. On peut aussi fabriquer des corps de chauffage pour l'immersion dans des liquides ou des bains de fusion. On peut établir en outre des corps de chauffage en forme de plaques, qui peuvent être utilisées par exemple comme plaques de cuisson et dans lesquelles l'enveloppe protectrice agglutinée de manière parfaitement étanche peut être mise en contact direct avec les objets à chauffer. Par suite de l'agglutination dense de l'enveloppe protectrice, l'accès d'humidité au conducteur de chauffage est impossible. Dans le mouffle de la fig.

3, la résistance 1, enroulée en hélice, est noyée en zigzag dans la paroi 5 du mouffle, de manière parfaitement étanche aux gaz. La matière du mouffle touche directement la résistance de chauffage. Les amenées de courant 3 sont disposées sur le côté arrière. Le mouffle est entouré de la manière usuelle d'un calorifugeage et est fermé sur l'avant par une porte. Les résistances de chauffage, noyées de manière étanche aux gaz, sont parfaitement protégées contre des endommagements et des attaques par les gaz de chauffage. on peut fabriquer de la même manière des creusets à chauffage électrique.

Les oxydes métalliques très réfractaires, fortement agglutinés, possèdent en outre la propriété d'être suffisamment isolants au point de vue électrique même à des températures élevées ; comportent une grande stabilité aux changements de température et une bonne conductibilité thermique, desorte qu'un chauffage rapide est possible et qu'on obtient une bonne transmission constante de là chaleur.

Claims

REVEND CATI ION S :- 1 Procédé de fabrication de corps de' chaufgage électriques avec résistances de chauffage;, qui sont noyées dans une enveloppe protectrice réfractaire, notamment en oxydes métalliques à point de fusion élevé, caractérisé en ce que la résistance de chauffage est entourée de l'enveloppe protectrice suivant des méthodes céramiques, et que cette enveloppe est, après consolidification, agglutinée à des températures au-dessus de 1600 C jusqu'à ce qu'elle soit parfaitement dense et entoure la résistance de chauffage de manière étanche aux gaz.

2 Procédé d'après 1 , caractérisé en ce que la résistance de chauffage est entourée d'une couche non persistante, dont l'épaisseur correspond au retrait de l'enveloppe lors de l'agglutination.

3 Procédé d'après 1 ou 2 , caractérisé en cc qu'on se sert comme résistance de chauffage d'un alliage à point de fusion élevé, qui possède environ le même coefficient de dilatation que l'enveloppe protectrice agglutinée.

4 Corps de chauffage électrique d'après 1 ou 2 , caractérisé en ce que la résistance de chauffage passe de la pleine matière de ses fortes extrémités, sortant à l'extérieur, progressivement à la section transversale destinée à l'incan descence.

5 Mouffle à chauffage électrique d'après 1 , caractérisé en ce que la résistance de chauffage est noyée de manière étanche aux gaz dans la paroi du mouffle et est en contact direct avec la matière du mouffle.