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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de B R E V E T D ' I N V E N T I O N "Perfectionnements aux résistors" On sait qu'il est de pratique courante, à l'heure actuelle, d'utiliser dans certains appareils de chauffage par effet Jouletet, notamment, dans les fours électriques à rayonnement,des résistances constituées généralement par des baguettes cylindriques de carbone, de graphite ou d'un autre matériau analogue approprié, résistances plus particulièrement connues sous le nom de résistors.
Ces résistors donnent toute satisfaction lorsque la puissance appliquée au four ne dépasse pas une certaine valeur, mais il n'en est pas de même avec les fours
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de grande puissance, en raison de lá nécessité d'utiliser des baguettes de grand diamètre.
En effet, pour que le résistor puisse donner les résultats les plus satisfaisants du point de vue de 1'efficacité et de l'économie, il est nécessaire de le faire travailler à la température maximum compatible avec les qualités réfractaires du matériau qui le constitue.
C'est ainsi que, dans le cas de carbone ou de graphite rayonnant par unité de surface une quantité quelconque d'énergie, la température de 2000 est parfaitement acceptableo
L'énergie dissipée par effet Joule dans ces résistors, avec du courant aux fréquences industrielles, est urifmrmémemnt répartie dans toute la section jusqu'au diamètre de 300 mm environ, mais il n'en est pas de même de la température parce que les calories sont évacuées seulement à la périphérie par rayonnement ou par convection, ce qui crée du centre à l'extérieur un gradient croissant de température conditionné par la conductibilité thermique du matériau et par la distance du centre à la périphérie.
Il s'ensuit que les différences extrêmes de température considérées seront, toutes choses égales d'ailleurs, accrues en même temps que le diamètre. Par exemple, pour des résistors en graphite de 50 et de 100 mm de diamètre dont la surface est à 2000 , les différences constatées sont, respectivement, de 80 et de 300 : les tensions mécaniques dues aux différences de dilatation entre les fibres centrales et celles de la, périphérie dépassent, dans le deuxième cas, la limite élastique du résistor, ce qui provoque la rupture de celui-ci. On a pu constater expérimentalement que pour un résistor en graphite dont la périphérie est à 2000 et qui rayonne librement, la limite de bonne tenue mécanique est at-
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teinte avec un diamètre de 50 mm.
Or, il est nécessaire d'utiliser des résistors d'un diamètre de plus de 50 mm dans les appareils tels que les fours électriques à rayonnement lorsqu'on veut leur appliquer de grandes puissances. Cela est pratiquement impossible si l'on emploie des baguettes cylindriques pleines, pour les raisons qui viennent d'être exposées.
La présente invention a pour objet le nouveau produit industriel constitué par un résistor dans lequel les contraintes mécaniques ci-dessus rappelées sont atténuées dans une mesure telle qu'il devient possible d'utiliser des résistors de grand diamètre dans les conditions précitées, sans que l'on ait à craindre leur rupture prématurée, ce résultat étant obtenu grâce à la forme tubulaire donnée au résistor, lequel a la même section utile que le résistor plein qui serait nécessaire pour la même puissance ; le résistor tubulaire objet de l'invention est également caractérisé de préférence, mais non pas obligatoirement, par le choix d'un rapport égal ou inférieur à 3 pour les diamètres extérieur et intérieur.
On a déjà proposé l'utilisation, dans certains fours à arc, d'électrodes tubulaires, mais il y a lieu de noter qu'il s'agit là d'un tout autre problèmet que le Résister objet de la présente invention a été conçu en vue de l'obtention d'un résultat tout à fait différent : en effet, tandis que les électrodes précitées, destinées à la formation de l'arc dans les fours électriques à arc, ont été étudiées, notamment, pour diminuer l'effet pelliculaire de Kelvin, pour diminuer l'angle du biseau à la partie inférieure de l'électrode (par suite du soufflage mutuel des arcs) et, par voie de conséquence, pour
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réduire l'usure des réfractaires par réverbération de l'arc, pour réduire la consommation d'énergie, etc..,
le résistor tubulaire objet de l'invention a été conçu pour permettre l'utilisation d'éléments de grand diamètre capables de supporter, sans rupture, l'application de puissances élevées, grâce à la réduction des tensions mécaniques des fibres extrêmes.
Sur le dessin annexé, on a représenté schéma- tiquement, à titre d'exemples seulement, divers modes de réalisation d'un résistor établi conformément à l'invention :
Les fig. 1 et 2 sont, respectivement,une coupe longitudinale partielle et une coupe transversale montrant un premier mode d'exécution de l'invention;
Les fig. 3 à 5 sont des coupes transversales représentant des variantes de l'invention.
Dans la fomme d'exécution la plus simple, que montrent les fig. 1 et 2, le résistor est constitué par une simple pièce tubulaire ayant même section utile que le résistor plein qui serait nécessaire pour la même puissance.
Un tel résistor peut être réalisé par usinage d'une baguette pleine, mais il est beaucoup plus avantageux de le produire par filage direct et la demanderesse donne la préférence à ce procédé de fabrication. Dans ce cas, et lorsque les résistors sont en graphite, il n'est guère possible de dépasser, pour le rapport $ (fig. 1), la valeur ( = 3, mais tout rapport inférieur, donne satisfaction. Inversement, avec un procédé de fabrication n'imposant aucune restriction, il est possible d'adopter un rapport D/d>3.
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Dans le résistor tubulaire obet de l'inven- tion, les fibres extrêmes sont Soumises à des différences de tension d'autant plus faibles que le diamètre est plus grand pour une section donnée. Il en résulte que les tensions mécaniques sont réduites dans la même proportion.
On peut encore, conformément à une variante de l'invention, reculer la limite de déformation élastique transversale des résistors tubulaires en ménageant sur tou ou partie de leur longueur des fentes disposées suivant des génératrices, comme le montrent les fig. 3 à 5.