BE420031A - - Google Patents

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BE420031A
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/02Induction heating
    • H05B6/22Furnaces without an endless core
    • H05B6/24Crucible furnaces

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Description


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  FOUR A INDUCTION a HAUTE ET A BASSE FREQUENCE. 



   L'invention concerne des fours électriques à induction pour des fréquences quelconques allant des basses fréquences jusqu' aux plus hautes fréquences et pour du courant monophasé ou polyphasé 
Pour que l'invention soit mieux comprise, on partira du mode de réalisation, généralement usité jusqu'ici, d'un four à in- duction sans fer dont la fig, 1 est une coupe verticale. 



   Le four représenté dans la fig,l et fonctionnant presque toujours à haute fréquence comporte une bobine 1 en tube de cuivre de section presque toujours carrée,dont les spires sont isolées entre 

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 elles sur tout le pourtour, ou seulement par endroits, au moyen d'un isolant approprié 2, en carton comprimé par exemple, ou en mica im- prégné de vernis. A l'intérieur de cette bobine se trouve ordinaire- ment un cylindre en amiante 3 à l'intérieur duquel est monté un creu- set 4 en matière dont la composition est adaptée à celle de la matière à chauffer ou à faire fondre. L'arrivée du courant est assurée par des bornes de branchement 6.

   La bonime en tube de cuivre 1 est traversée par de l'eau de refroidissement qui évacue les pertes électriques, tran formées en chaleur, de la bobine de cuivre, ainsi que la chaleur qui sort de l'intérieur du creuset. 



   Si le creuset contient par exemple des matières d'usinage à faire fondre ou un bain de fusion 5, et si la tension alternative né- cessaire, comprise par exemple entre 500 et 2500 volts, est appliquée aux bornes 6 de la bobine de cuivre 1, la masse du creuset 4 travaille, sous l'action du bain de fusion, non seulement mécaniquement et le cas échéant chimiquement, mais aussi très fortement électriquement.

   Ce travail électrique provient de ce que la tension de régime appliquée 
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 entre borne supérieure et la borne tend aussi faire entre borne supérieure borne tend faire passer courant en dérivation par fufle bobine ausai par faire tra- passer un courant en dérivation par ra ort à la bobine 1, par le tra- jet de résistance minima   â partir   de l'extrémité supérieure de la bo- bine le long de la ligne A jusqu'au bain de fusion 5 (qui représente un court-circuit), et à partir du bain de fusion le long de la ligne inférieure A jusqu'à l'extrémité inférieure de la bobine, et inverse- ment. Une partie du travail électrique est bien théoriquement absorbée par la garniture intérieure en amiante 3, mais en service pratique l'action de la garniture intérieure en amiante est négligeable.

   Le creuset, qui est généralement en matière tassée, subit donc à chacun des deux points A l'action de la moitié de la tension du four. Si la 

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 résistance de la matière qui constitue le creuset est minime, il se forme bientôt une dérivation bonne conductrice dans laquelle il passe parfais plus de courant que dansla bobine elle-même. Il y a en outre entre les différentes spires de la bobine, suivant la tension totale appliquée ( de 250 à 2500 voltspar exemple), une tension de 10 à 100 volts par exemple, qui fait travailler électriquement la masse du creuset dans le voisinage de deux spires, de sorte que les dériva- tions indiquées en B peuvent se p[roduire à travers la paroi du creu- set et   passer-d'une   spire à l'autre. 



   De telles dérivations ont pour conséquence qu'il se produit dans la masse du creuset , par exemple aux pointsA, A et B, des fu- sions qui   aboutissent,   à des décharges disruptives et   à   une destruction dangereuse du creuset. La production de décharges électriques disrup-   tivea   est facilitée par le fait que la masse du creuset devient pres- que toujours bonne conductrice aux hautes températures et en outre qu'elle   contient.   souvent des impuretés métalliques. Chaque décharge disruptive nécessite au moins une réparation du creuset, et presque toujours il faut démonter le creuset et le remplacer.

   Une décharge disruptive devient dangereuse lorsque l'arc qui se produit fait un trou dans la bobine et que de l'eau de refroidissement circulant dans celle-ci jaillit dans le bain de fusion. 



   L'invention concerne aussi les fours à induction à basse fré- quence, qui conviennent bien pour du courant triphasé. 



   Pour les, fours de ce genre on est parti du modèle donné par le moteur triphasé, dont on suppose le rotor remplacé par le bain de fusion. Il s'agirait dans ce cas de produire un champ magnétique tour- nant et par conséquent, dans le bain, un mouvement giratoire autour de l'axe du four. Effectivement toutefois le flux de dispersion des bo- bines à basse fréquence est tellement faible que la combinaison envi- 

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 sagée, ou l'action réciproque des divers champs magnétiques produits autour de chacune des trois bobines de phases, ne se produisent pra- tiquement pas et par conséquent qu'il n'y a pas de mouvement giratoi- re notable dans le bain.   On   observe par contre dans le bain, près de chaque bobine de phase, un mouvement qui est indépendant du mouve- ment de même nature produit près des autres bobines. 



   Dans un four à induction à basse fréquence de type connu à courant triphasé, les bobines sont montées en triangle et réparties uniformément sur la surface extérieure d'un creuset hémisphérique. 



  Il ne se produit pas non plus, dans ce cas, d'action réciproque des champs de force des bobines ; on observe au contraire le mouvement décrit du bain sur les différents pôles produits par les bobines de phases. 



   Ce montage en triangle à répartition uniforme, montage qui est difficile et coûteux, mais que l'on jugeait indispensable jusqu'ici pour obtenir un mouvement favorable du bain et une charge électrique uniforme de chaque phase individuelle, ne produit pas l'action dési- rée au sujet du mouvement du   b ain.   



   L'invention/a pour but d'éviter tous ces inconvénients. 



   En ce qui concerne les fours à induction de fréquence quelconque l'invention a pour but de soustraire la matière du creuset au tra- vail électrique intense et d'augmenter ainsi la sûreté du fonctionne- ment des fours à induction. Suivant l'invention ce résultat est ob- tenu par la disposition d'au moins une bobine supplémentaire refroi- die, isolée de la bobine d'induction alimentée par du courant alter- natif et interrompue une fois au moins transversalement à la tension induite, ou d'une enveloppe réfrigérante bonne conductrice de l'élec- tricité à l'intérieure et le cas échéant aussi à l'extérieur de la bobine d'induction. 



   Les dessins représentent des exemples de néalisation de l'inven- tion. 

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   La fig. 2 est une coupe verticale d'un four. 



     La:   fig. 3 est une coupe verticale d'un four construit sui- vant une variantede l'invention. 



   La fige 4 est une coupe horizontale du four de la fig. 3. 



   La fig. 5 est une vue d'un segment de l'enveloppe en cuivre. les fig. 6, 8 et 7, 9 respectivement sont respectivement des coupes verticales et des coupes horizontales d'autres varian- tes de l'invention. la. fige 10 est une coupe verticale schématique d'un four suivant une application de l'invention à des creusets plats avec une bobine* 
La fige 11 est une coupe semblable d'un four à deux bobines. 



   La fige 12 est une vue partielle d'un four suivant la fig. 



  11. lia fige 13 est une coupe verticale d'un four cylindrique suivant une autre variante de l'invention. 



     La.   fige 14 est une coupe verticale, par la ligne A-A de la fige 15 d'un four à creuset plat en forme de bac. 



   La fig. 15 est un plan du four de la fig. 14, le creuset et le serpentin réfrigérant étant partiellement enlevés. 



   La fige 16 est une coupe verticale d'une autre variante de l'invention, et les fige 17 et 18 sont des vues de variantes du serpentin   réf r igérant .    



   Dans la fig. 2, comme dans la fige 1, le four comporte une bobine d'induction 1 en tube de cuivre dont les spires sont iso- lées les unes des autres et qui est traversée par exemple par de l'eau de refroidissement. A l'intérieur de cette bobine 1 est mon- tée, suivant l'invention, une deuxième bobine 7 dont le nombre de spires est moindre, cette bobine étant également creuse et compor- tant des tubulures de branchement 8 pour la circulation de l'eau 

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 de refroidissement. La bobine 7 est isolée de la bobine 1, par exemple par l'insertion d'un isolant en carton comprimé ou de plaques cylindriques 9 en mica liées par de la gomme-laque. Les spires de la bobine 7 sont de préférence plates.

   Cette mesure con- forme à l'invention ne change électriquement rien au fonctionne- ment du four, lorsque les différentes spires de la bobine 7 sont isolées les unes des autres et que les extrémités de la bobine 7 sont libres, c'est-à-dire lorsque cette deuxième bobine est ou- verte aux extrémités et qu'aucun appareil consommant du courant n'est relié à cette bobine, de sorte qu'une tension seulement peut y être induite, mais qu'aucun courant ne peut y circuler. La bobine intérieure 7 n'évacue simplement que la chaleur qui traverse les parois du creuset, tandis que la bobine extérieure 1 n'évacue que la chaleur produite à l'intérieur de cette bobine elle-même par les pertes électriques. La tension produite dans la bobine 7 est à la tension dans la bobine 1 comme les nombres de spires de ces deux bobines.

   Si le nombre des spires de la bobine 7 est égal par exemple au   1/10   de celui de la bobine 1, la tension aux extré- mités de/e la bobine intérieure 7 n'est également que le 1/10 de la tension appliquée au four; la tension par spire de la bobine 7 n'est également que le 1/la de la tension par spire dans la bobine 1. 



   La mesure conforme à l'invention a donc pour effet que la matière du creuset est largement soulagée du travail électrique, cas ce travail n'est plus qu'une fraction ( 1/la dans l'exemple choisi) du travail que l'on observerait dans un four ne comportant qu'une bobine 1. 



   On peut donner à la bobine intérieure 7 un nombre de spires aussi petit que l'on veut, de sorte qu'il ne resterait plus, dans le cas extrême, qu'une seule spire divisée (interrompue¯) électriquement une ou plusieurs fpis, par exemple par une séparation 

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 en forme de joint. Le traoé de ce joint est indifférent; il n'a notamment pas besoin d'avoir la forme d'une spirale et il peut se trauver au contraire dans le sens de l'axe. On obtient ainai une forme extrêmement simple pour le four conforme à l'invention, la bobine intérieure 7 étant constituée par une enveloppe conductrice double ; bonne conductrice, subdivisée et refroidie, comme celle qui est représentée en 10 dans la fig. 3.

   La bobine intérieure   10   n'a qu'une seule spire, en cuivre par exemple, et elle constitue une enveloppe double en cuivre comportant deux raccords 11 et 12    pour l'eau. La séparation n'est pas faite en spirale ; est au   contraire verticale et elle comporte par exemple un isolant en mi- oa 15 (fig. 4). L'enveloppe double en cuivre 10 ne doit pas dépas- aer les extrémités de la bobine 1, car des pertes de chaleur con- sidérables se produisent dans les extrémités qui dépassent, ces pertes étant dues aux lignes de force, qui se recourbent très for- tement à cet endroit et qui rencontrent par conséquent le cuivre perpendiculairement, du champ produit par la bobine 1.

   La fig. 3 montre, en haut, comment on évite cette difficulté en donnant au raccord a eau 12 la forme de quelques spires plates en tube de cuivre* Dans la.fig. 3 l'enveloppe double en cuivre 10 est repré- sentée divisée une fois; dans les fig. 5 et 7 la division est double, et dans les fig. 8 et 9 elle est quadruple.

   Quant à savoir   s'il     oonvient   de donner plusieurs spires à la bobine intérieure ou de ne lui en donner qu'une, dans chaque cas particulier, ou jus- qu'à quel. point il convient, de diviser une bobine constituée par une seule "apire", cela dépend des exigences électriques du cas en- visagé ; 
Il rentre dans le cadre de l'invention de donner aux bo- bines intérieures ou aux enveloppes réfrigérantes 7 et 10 respecti- vement une forme telle que les pertes électriques   y   soient le plus petites possible. Les barrettes horizontales, représentées dans les 

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 figures, du tubede cuivre de la bobine intérieure 7 ou des enve- loppes réfrigérantes 10 doivent être aussi'étroites que possible, surtout pour les hautes fréquences.

   Les parois du tube ou des enve- loppes réfrigérantes doivent être aussi faibles que possible, mais pour les basses fréquences elles peuvent déjà avoir une épaisseur de 1 à 2 mm. 



   La fig. 5 montre comment on peut aussi éviter les pertes dues aux courants tourbillonnaires dans les parois des enveloppes réfrigérantes en pliant les parois des segments d'enveloppes réfri- gérantes et en insérant un isolant 13 en caoutchouc imperméable à l'eau ou en matière analogue. L'isolant en caoutchouc 13 sépare les arêtes des parois conductrices, ce qui empêche les courants tourbillonaires de se produire. 



   Le montage est extrêmement simple lorsque l'enveloppe n'est divisée qu'une seule fois, parce que l'enveloppe double a dé- jà en soi une rigidité tellement grande que tout renforcement est inutile. On soude simplement de champ sur l'enveloppe réfrigérante quelques morceaux de cuivre plat 14, comme cela est indiqué dans la fig. 4. Au moyen de ces sortes d'éclisses 14 l'enveloppe peut être solidement reliée au bâti du four avec insertion d'un isolant qui, dans ce cas, n'a besoin d'être calculé que pour quelques volts Lorsque l'enveloppe réfrigérante eat subdivisée plusieurs fois, les différents segments sont également reliées entre eux et au bâ- ti du four au moyen d'éclisses de même genre, avec insertion d'iso- lants électriques. 



   Il peut être utile, à l'occasion, de renforcer mécaniquement, par des bandages en tôle ou par des entretoises, l'enveloppe double ou les segments produits par une subdivision multiple de l'envelo- pe. Il peut y avoir de même, à l'intérieur de l'enveloppe, des plaques de guidage assurant un guidage forcé du liquide de refroi- dissement. 

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   L'invention permet encore d'obtenir d'autres avantages élec- triques. On sait que les bobines usuelles en tube de cuivre ont l'in- convénient que, par suite de ce qu'on appelle l'effet de peau, une fraction seulement de la section disponible du cuivre est utilisée électriquement. Un conducteur électrique idéal, évitant l'effet de peau, est donné par le toron à haute fréquence, qui est constituée par un certain nombre de fils métalliques ( jusqu'à plusieurs mil- liers) individuels, isolés et toronnés entre eux, et dont la section est   choisie   suivant   la.   fréquence   ut ilisée.   Alors que les pertes dans les bobines, avec les tubes de cuivre usuels, sont de 20 à   50 %   de la puissance du four, pour les fours à haute fréquence,

   cette énergie étant évacuée en pure perte avec l'eau de refroidissement, l'utilisa- tion de torons à haute fréquence permet de réduire la perte dans les bobines presque aussi loin que l'on veut. Des torons à haute   fréquenoe   de ce genre ne pouvaient pas être utilisés avec les types actuels de fours à haute fréquence, parce que les différents fils des torons à haute fréquence sont vernis, et que leur vernis isolant ne résiste pas à Inaction, de la chaleur du creuset pendant le fonctionnement du four. 



   La disposition,   conforme   à l'invention, d'une enveloppe double en cuivre refroidie par de l'eau et subdivisée permet   d'utili-   ser aussi pour le fonctionnement des fours à haute fréquence les to- rons reconnus favorables pour les courants de haute fréquence. Comme l'indique la fig. 6, le toron 16, qui est monté en deux couches, est tsolé, par une couche de mioa imprégné de vernis ou par une matière analogue, de l'enveloppe double en cuivre 18 qui comporte les raccords à eau 17,17. A l'intérieur de l'enveloppe en cuivre se trouve   uniso-   lant en amiante et le creuset 19 est par exemple pilonné dans cet isolant.

   L'enveloppe double en cuivre peut être divisée une ou plu- sieurs: fois.   L'épaisseur   des tôles de   l'enveloppe   en cuivre est choi- sis, comme on l'a décrit pour les fig. 2 et 3, de facon à s'adapter 

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 à la fréquence. 



   Il peut être utile, à l'occasion, comme cela est indiqué dans la fig. 8, de monter encore, en plus de l'enveloppe intérieure en cuivre 18, une enveloppe extérieure double en cuivre 20, égale- ment refroidie par de l'eau et divisée, le cas échéant, une ou plu- sieurs fois. Pour renforcer encore le refroidissement des torons, il peut être utile de revêtir la bobine en toron au moyen d'une ma-   tiére   de remplissage 21 bonne conductrice de la chaleur. 



   L'invention permet d'utiliser le toron en couches doublea, ce qui assure de meilleurs effets électriques. Il   nteat   pas possib- le de monter en double des bobines creuses refroidies par de l'eau, parce que l'on ne p eut pas réaliser l'isolement des bobines entre elles. En outre, si l'on montait des bobines tubulaires en deux couches, il se produirait, dans les spires de la bobine intérieure, des courants tourbillonnaires considérables et par conséquent des pertes de chaleur. 



   Pour des cas métallurgiques particuliers on a besoin de renoncer à la forme cylindrique donnée au creuset, et d'utiliser par exemple des creusets en forme de fond de bateau ou encore des creusetshémisphériques. 



   Suivant une nouvelle caractéristique de l'invention cela est possible grâce à l'utilisation de conducteurs divisés ( ce qu'on appelle les torons à haute fréquence), en les enroulant en forme de bobine plate, que l'on protège, par l'insertion d'une en- veloppe réfrigérante ou d'un serpentin réfrigérant, de réchauffe- ment par la matière contenue dans le creuset. Pour que l'on puisse munir de la bobine plate une grande surface telle que celle d'un creuset en fond de bateau par exemple, il convient de diviser cette bobine en deux ou plus de deux bobines pouvant être juxtaposées et disposées d'une façon quelconque. 



   Le four représenté dans la fig. 10 comporte un creuset 

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 en forme de fond de bateau plat obtenu de façon connue, par exemple par pilonnage d'une matière réfractaire 2a choisie de façon à s'adapter à la nature de la matière à chauffer ou à fondre. 



  Autour du creuset es.t montée une enveloppe réfrigérante 3a pouvant être constituée par des spires étroites et comportant un orifice d'introduction 4a et un orifice de sortie 5a pour l'eau de refroi- dissement. Le creuset est séparé de l'enveloppe réfrigérante par un isolant 6a en papier d'amiante par exemple. Au fond du creuset se trouve une bobine plate 7a faite avec un toron à haute fréquence et isolée de l'enveloppe réfrigérante par une forte couche d'iso- lant 9a en matière appropriée. Cette bobine peut être constituée, comme le montre la fig, 10, par plusieurs couches de ce toron, chaque couche étant constituée elle-même par plusieurs spires juxtaposées.

   La bobine peut toutefois n'être constituée aussi que par une ou deux couches, chaque couche étant elle-même constituée, de façon correspondante,   pàr   plusieurs torons juxtaposés. La bo- bine est faite de façon à s'étendre sur toute la longueur du creu- set en fond de bateau. Selon que la projection horizontale du creuset en fond de bateau   la   eat carrée, ronde ou rectangulaire et oblongue, on donne à la bobine plate 7a des contours se rappro- chant davantage de la forme circulaire ou davantage de la forme elliptique. Sur la face extérieure de la bobine se trouvent des 
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 paquets x:em#i'i:i:i'!Q!(ir" axe 3±gnx ÈS 8 xzn xriù.i :s: gxx ix Maxxs de   tôle   8a montés en gradins, ces paquets recueillant les lignes de force produites par la bobine et les introduisant dans le bain. 



  Lea différentes tôles des paquets, tôles qui sont isolées les unes des autres de façon connue, doivent donc être disposées de façon que leurs petits   oôtés   soient dirigés vers le creuset la ou sur la matière ( le bain de fusion) contenue dans ce creuset: Un iso/- lant 10a est également inséré entre la bobine 7a et les différentes tôles du paquet de tôles 8a. Il convient aussi que le raccord à eau   4a de   l'enveloppe réfrigérante soit isolé des paquets de tôles. 

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   Pour des creusets relativement grands ou encore pour d'autres raisons, il peut être utile de monter sur le creuset plu- sieurs bobines juxtaposées ou disposées en série les unes en   arrire   des autres. Le four représenté dans la fig. 11 ne diffère du four de la fig. 10 qu'en ce qu'il comporte deux bobines lla et 12a sépa- rées l'une de l'autre. On voit par la fig. 12 que les bobines se trouvent sous le creuset, la ligne A-A représentant l'axe central du four. En outre, les trams 13a indiquent   schématiquement   la façon dont les différentes tôles 14 sont disposées dans les paquets de tôle 8a. 



   Si l'on doit utiliser par exemple un creuset hémisphérique, on donne aux bobines une surface de délimitation supérieure qui s'adapte à la forme courbe des parois extérieures du creuset. Dans ce cas également il convient de disposer convenablement le refroi- dissement et les paquets de tôle. 



   L'invention permet aussi d'éviter les inconvénients men- tionnés plus haut, lorsqu'il s'agit de fours à induction à basse fré- quence à courant triphasé, tout en ayant également pour but d'assurer une forme plus simple du four ou des enroulements, des mouvements fa- vorables du bain de fusion et une charge égale des trois phases du courant alternatif. Comme les mouvements du bain de fusion sont, en eux-mêmes, presque inversement proportionnels à la fréquence, le mou- vement du bain de fusion, dans un four à basse fréquence de 50 pério- des environ, sera par exemple d'environ 10 fois plus grand que dans un four de même type fonctionnant à une fréquence de 500 périodes. 



  Il est donc possible, en se basant sur le fait que les trois champs individuels décalés en phase ne se réunissent pas pour former un champ combiné, d'utiliser aussi pour un courant triphasé de basse fréquence, de 50 périodes par exemple, des fours à induction à courant monophasé de types connus et ayant fait leurs preuves. Quant à la faible perte par dispersion des bobines àbasse fréquence, on peut la réduire en montant sur les différentes bobines des paquets de tôles conduisant les lignes de force magnétiques. 

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   Les trois bobines nécessaires pour le courant triphasé peuvent par conséquent., suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, être disposées les unes au-dessus des autres sur un creuset cy-   lindrique   ou bien, lorsqu'il s'agit de creusets en forme de fonds de bateau ou de creusets hémisphériques, elles peuvent être juxtaposées ou montées en triangle. Les bobines peuvent être des bobines cylin-   driques   ou des bobines plates. On peut utiliser pour ces bobines les bobines usuelles en tube de cuivre refroidies pax de l'eau, ou bien des conducteurs en cuivre connus en eux-mêmes, subdivisés et toronnés, par exemple comme le toron à haute fréquence ou les conducteurs dits subdivisés. 



   Le creuset lb (fig. 13), qui est destiné à contenir le bain de fusion, est fait par exemple en matière pilonnée appropriée, choi- sie de facon connue de telle sorte qu'elle s'adapte à la matière qu'il s'agit de faire fondre dans le cas envisagé. Le creuset 1b est pilon- né à l'intérieur d'une enveloppe réfrigérante double ou d'un serpentin réfrigérant 3b, un isolant, en papier d'amiante par exemple, étant in- séré entre le serpentin réfrigérant et la matière pilonnée. Les diffé- rentes bobines cylindriques R, S, T pour les trois phases du courant alternatif sont montées extérieurement sur le serpentin réfrigérant 3b. Entre les bobines R, S,T et le serpentin réfrigérant 3b est insé- ré un isolant de haute qualité 8b, par exemple du mica imprégné de   gomme-laque.   



   Par suite du montage des trois bobines superposées R, S,T on obtient trois champs magnétiques ayant à peu près la forme de la ligne 9b. Ainsi qu'on peut le voir, il se produit une forte courbure des lignes de force aux extrémités des bobines, de sorte qutà ces endroits les lignes de force rencontrent le serpentin réfrigérant 3b perpendicu-   lairement.   Ceci produit de forts échauffements que l'on compense de préférence en divisant le serpentin réfrigérant 3b à cet endroit en 

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 plusieurs spires individuelles 14b, tandis qu'une seule spire du serpentin réfrigérant 3b suffit généralement à l'endroit où se trouvent les bobines.

   Les différentes spires sont isolées les unes des autres au moyen de matières de haute qualité, et l'on utilise de préférence, comme pour l'isolant 8b, du mica imbibé de gomme- laque. 



   Pour assurer le guidage des lignes de force des différents champs, il convient de monter des paquets de tôle 10b, llb et 12b extérieurement sur les bobines. Ces paquets de tôles sont faits de façon connue au moyen de lames de tôle individuelles. Les différente paquets de tôle peuvent être protégés par des plaques de cuivre intermédiaires 13b formant écrans entre eux. Le serpentin réfrigé- rant 3b est fait en matière amagnétique.   On   utilise généralement du cuivre à cet effet, mais il est avantageux, pour réduire les pertes, d'utiliser une matière ayant une conductibilité électrique plus mauvaise que celle du cuivre.

   Le serpentin réfrigérant 3b joue un double rôle; d'une part il évacue la chaleur provenant du contenu di creuset et ayant traversé la masse pilonnée, de façon à protéger les bobines de tout échauffement   inadmissible,   et d'autre part il soulage électriquement la matière pilonnée. 



   Les bobines R, S, T peuvent être constituées par le tube de cuivre de section ronde ou rectangulaire connu pour cet usage et refroidi par un liquide. On utilise toutefois, comme cela est repré- senté dans l'exemple de réalisation, des bobines faites en ce qu'on appelle du toron à haute fréquence. Par suite du refroidissement énergique produit par le serpentin réfrigérant, on peut utiliser des torons de ce genre, dont l'effet électrique est   particulièrement   favorable, sans quril se produise des détériorations de l'isolement qui sépare les différents fils du toron les uns des autres. 

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   Ce que l'on sait du mode d'action des lignes de force lo-aque l'on utilise du courant triphasé permet d'utiliser aussi des montages comportant des bobines plates, comme celles qui sont repré- sentées par exemple dans les fig. 14,15 et 16, les creusets utilisés étant les creusets en fond de bateau plat qu'il conviant de préférer à l'occasion pour différentes applications métallurgiques. Dans le dispositif représenté par les fig. 14 et 15 les bobines R, S,T sont enroulées en forme de bobines plates et montées en triangle sous le creuset 15b. Le creuset est séparé du serpentin réfrigérant 16b par un isolant   17b,   en papier d'amiante par exemple.

   Le serpentin réfri- gérant et lea bobines plates R,S,T sont isolée les uns des autres par une matière isolante de haute qualité 18b, telle que du mica imprégné de gomme-laque.   Les lignes   de force sont encore recueillies et gui- dées par des paquets de tôle 19b, 20b et 21b constitués par des lames de tôle individuelles dont la position par rapport à la bobine est in- diquée schématiquement par des traits 22b. Cette disposition des lames de tôle s'applique aussi, d'une façon analogue, aux paquets de tôles lOb, llb et 12b de la fig. 13 et aux paquets de tôles 23b, 24b et 25b de la figé16. 



   La disposition représentée/ pour les bobines dans les fig. 



  14 et 15 s'applique aussi, d'une façon analogue, lorsque la forme du creuset est plutôt hémisphérique; dans ce cas il convient de donner à la face supérieure des bobines une forme courbe correspondant à celle des parois extérieures du creuset. 



   Dans la fig. 16 on a supposé que le creuset a une forme plate dont la longueur, perpendiculairement au plan du dessin, est relative- ment grande. Les trois bobines R,S,T et leurs paquets de tôles 23b, 24b et 25b sont juxtaposées et s'étendent sur toute la longueur du creuset dans chaque cas. Le refroidissement et l'isolement correspon- dent à ceux des fig. 14 et 15. 

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   Il est également possible, dans les modes de réalisation re- présentés dans les fig. 14,15 et 16, d'utiliser des bobines en tube de cuivre   refroidi   par de l'eau, au lieu des bobines en toron à haute fréquence qui sont représentées dans les dessins. 



   Dans les modes de réalisation représentés dans les fig. 14 à 16 le serpentin réfrigérant est fait de préférence en spirale et forme une spirale plate sous le creuset, comme cela, est représenté schématiquement dans la fig. 18, en particulier lorsqu'il s'agit de creusets rectangulaires de grande étendue en longueur: Les spires de la spirale, c'est-à-dire les spires du serpentin réfrigérant monté à contre-courant, doivent être isoléea les unes des autres. 



   Aux endroits où les lignes de force rencontrent le serpentin réfrigérant perpendiculairement ( voir en 9b dans la fig. 13), il convient également, dans les modes de réalisation des fig. 14 à 16, d'assurer un refroidissement supplémentaire, par exemple en rappro- chant les spires davantage les unes des autres, ou en utilisant un serpentin réfrigérant distinct. 



   Les fours à basse fréquence à courant triphasé suivant l'in- vention conviennent remarquablement bien pour être branchés sur un réseau triphasé normal à 50 périodes. Naturellement, les f ours peuvent aussi être utilisés avec du courant triphasé à basse fréquence dont la fréquence est différente. 



   Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux exemp- les de réalisation décrits et représentés. 



   Résumé. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. L'invention concerne des fours à induction à courant alter- natif monophasé ou polyphasé à haute ou à basse fréquence comportant une chambre de four de forme quelconque (oylindrique, en forme de creuset ou en forme de fond de bateau) et une ou plusieurs bobines <Desc/Clms Page number 17> inductrices. Ces fours à induction peuvent présenter les carac- téristiques suivantes considérées ensemble en totalité, ou in- dividuellement, ou combinées à raison de quelques-unes drentre elles seulement, sans que l'on sorte pour cela du cadre de l'in- vent ion Une enveloppe réfrigérante en matière bonne conductrice de l'électricité, subdivisé électriquement transversalement à la tension induite dans cette enveloppe,
    peut être montée isolée entre la bobine et la chambre du four.
    Cette enveloppe réfrigérante peut être faite dans le genre d'une bobine creuse subdivisée une ou plusieurs fois trans- versalement à la.. tension induite et dont le nombre de spires est aussi petit que possible par rapport à celui de la bobine induc- trice.
    La subdivision: électrique de l'enveloppe réfrigérante conductrice peut être telle, aux endroits où les lignes de force la rencontrent à peu près perpendiculairement, que les courants tourbillonnaires soient largement supprimés à l'intérieur de l'en- veloppe réfrigérante.
    Cette subdivision électrique de l'enveloppe réfrigérante peut être en forme d'hélice dans une ou plusieurs spires.
    Une ou plusieurs subdivisions électriques de l'enveloppe réfrigérante conductrice peuvent être à peu près parallèles au grand axe de cette enveloppe.
    Celles des parois de l'enveloppe réfrigérante qui se font face peuvent être isolées les unes des autres à leur point de jonction et reliées par exemple par pliage avec insertion de ru- bans de caoutchouc. <Desc/Clms Page number 18>
    La bobine ou les bobines conductrices montées sous le creuset, qui est de préférence en forme de fond de bateau, peuvent être constituées par des conducteurs subdivisés, tels que des torons (torons à haute fréquence) disposés en une ou plusieurs couches.
    Une enveloppe refroidie par un liquide, en cuivre par exemple, subdivisée avantageusement électriquement une ou plusieurs fois, peut être montée sur la bobine d'induction.
    Les intervalles entre les spires des torons peuvent être remplis de matière bonne conductrice de la chaleur.
    Les bobines inductrices peuvent être entourées de paquets de tôles subdivisés pour conduire le champ alternatif produit par les bobines.
    L'invention vise en outre des fours à induction à basse fréquence à courant triphasé pouvant présenter toutes les caracté- ristiques des fours à induction à courant alternatif monophasé, ceoi étant toutefois facultatif, et elle est caractérisée dans ce cas en ce qu'une enveloppe isolante, en particulier un serpentin réfri- gérant, bonne conductrice de l'électricité et isolée des bobines, est montée entre le creuset et les bobines inductrices montées dans chaque phase.
    Un tel four peut comporter, mais seulement faoultative- 'ment, un refroidissement supplémentaire aux coiie où les lignes de force rencontrent à peu près perpendiculairement l'enveloppe réfri- gérante ou le serpentin réfrigérant, ce refroidissement supplémen- taire étant obtenu par exemple par une augmentation du nombre des spires de l'enveloppe réfrigérante ou du serpentin réfrigérant. <Desc/Clms Page number 19>
    Enfin ai on le désire, les bobines d'un tel four peuvent être enroulées en forme de bobines plates en conducteurs de cuivre subdivisés et toronnés, par exemple en conducteurs constitués par des torons (torons à haute fréquence).
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