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PERFECTIONNEMENTS AUX ELECTRODES UTILISEES POUR LE CHAUFFAGE DES bAiNS, PAR EXEMPLE DE VERRE PONDU.
La présente invention se rapporte au chauffage de bains, par exemple ceux de verre fondu, ou les bains de sels etc.., obtenu par le passage de courant électrique dans le bain au moyen d'électrodes immergées dans celui-ci.
Dans ce mode de chauffage, le passage du courant électrique de l'électrode dans le bain s'accompagne souvent de phénomènes secondaires.
Ainsi, notamment dans l'élaboration ou le chauffage du ver- re, le passage du courant s'accompagne entre autres de la production de bulles gazeuses, qui ont leur origine à la surface même de l'électrode. Cette production de bulles peut être due principale-
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ment soit à la transformation de la matière traitée sous l'influen- ce de la chaleur (par exemple réaction entre les matières vitrifia- bles) soit à l'action de ces matières sur l'électrode.
D'autres réactions, de nature chimique par exemple, peuvent encore se produire entre les matières traitées ou chauffées et l'électrode.
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Ces réactions à la surface de l'électrode sont généralement d'autant plus activer que la température au voisinage de la surface de l'électrode est plus élevée.
Elles se manifestent en particulier lorsque, notamment dans la fabrication du verre, suivant un procédé de génération connu, on amène la matière en élaboration à venir au contact d'électrodes dans le voisinage desquelles la densité des lignes de courant électrique est beaucoup plus forte qu'ailleurs, de telle sorte que cette matière est portée à des températures très élevées au moment où elle passe au voisinage de ces électrodes.
Il est des cas où ces réactions peuvent avoir des effets avantageux en sorte qu'il peut être utile de les favoriser. Dans d'autres cas au contraire ces réactions peuvent entrainer certaines sujétions, en ce sens, que par exemple elles peuvent obliger à limiter le haut degré de température que, notamment dans le procédé rappelé ci-dessus, on cherche à, réaliser dans la zone du bain qui touche à l'électrode.
La présente invention a pour objet un type d'électrode avec le- quel il est possible de satisfaire à ces desiderata, notamment de réduire ces sujétions et d'obtenir en outre, dans la fabrication du verre en particulier, divers autres avantages pour l'élaboration même de la matière.
L'invention consiste à intervenir sur les phénomènes qui se produisent au voisinage de l'électrode et notamment à sa surface, en constituant l'électrode par une matière plus ou moins poreuse, ou d'une manière équivalente, et en prévoyant à l'intérieur de la dite, électrode une cavité dans laquelle on entretient une atmos- phère de pression déterminée, et éventuellement de nature détermi- née, afin que par transmission ou influence de cet état de pression
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ou de nature à travers l'épaisseur de l'électrode jusqu'à la surfa- ce de celle-ci en contact avec le bain, il vienne produire des réactions désirées ou influencer les réactions qui se produisent à la surface de l'électrode.
A titre d'exemple, on a représenté sur le dessin schématique annexé une réalisation d'électrode convenant pour les buts de l'invention.
Cette figure représente, en coupe verticale, une enceinte 1 contenant une masse liquide 2, par exemple de verre à traiter; 3 représente une électrode par laquelle on introduit dans cette masse le courant électrique destiné à la chauffer par effet Joule.
Conformément à l'invention, l'électrode est constituée par une matière suffisamment poreuse, ou d'une manière équivalente, et comporte un canal intérieur 4 constituant une chambre mise en communication par une tête étanche isolée 5 et un conduit 6 avec une source de gaz à pression et de nature données. L'électrode est reliée par un cable 7 à la source de courant électrique.
Dans le cas de la. fusion du verre il a été reconnu que l'on pouvait avec avantage utiliser le graphite pour constituer l'élec- trode 3, cette matière ayant, comme la. Demanderesse l'a reconnu, une porosité suffisante pour que les conditions réalisées à l'inté' rieur de l'électrode dans la chambre 4, produisent les réactions désirées ou influent sur les réactions qui se produisent à la surface de l'électrode.
Dans certains cas et conditions d'application, on maintient à l'intérieur de la chambre 3 un état de dépression ou de vide. Dans d'autres cas on laisse la chambre en communication avec l'air libre. Dans certains autres cas et conditions d'application, il est encore avantageux de maintenir à l'intérieur un état de surpression. Dans ce dernier cas, les réactions à la surface de l'électrode sont, conformément à l'invention, conditionnées par la nature du gaz amené dans la chambre 4.
On utilisera la. dépression ou la communication à l'air libre de l'intérieur de l'électrode entre autres lorsque l'on désire diminuer l'importance des bulles provoquées par le contact de
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l'électrode avec les matières en élaboration. Il devient alors possi- ble par exemple d'augmenter le degré de température au voisinage de l'électrode sans être arrêté par un dégagement trop important des bulles. Cet avantage se trouve d'ailleurs accrû par le fait que la présence des bulles constitue un obstacle, ou résistance ohmique, au passage du courant électrique dans le verre et que la suppres- sion ou la diminution de ces bulles procure donc et permet de faire passer des courants d'intensité plus élevée.
Le degré de dépression à donner, ou la possibilité de mettre la chambre en communication à l'air libre, dépend principalement de la position de l'électrode dans le bain et du degré de viscosité et de la densité de celui-ci. En effet une bulle qui tend à se former à la surface de l'électrode se dégagera vers l'intérieur de celle-ci si son passage à travers les pores de l'électrode, compte tenu de la pression dans la chambre intérieure, est plus facile que son dé- gagement au sein de la masse de verre, ce dernier étant d'autant moins aisé que la pression de la matière et sa viscosité sont plus élevées à l'endroit de la formation de la bulle.
Dans le cas d'électrodes placées au voisinage de la surface du bain, c'est-à-dire à faible profondeur, et autour desquelles le bain de verre est très chaud et par suite très fluide, il est géné- ralement nécessaire d'utiliser une dépression. Celle-ci est d'au- tant plus avantageuse que, dans le cas du graphite, on doit en principe éviter de laisser l'air extérieur pénétrer dans la chambre intérieure car il pourrait brûler le graphite de la paroi de cette chambre.
La mise en surpression de la chambre de l'électrode sera avan- tageusement utilisée dans le cas où il n'y a pas en principe d'in- convénient à augmenter la production de bulles et où, au contraire, on obtient à la surface par l'apport de bulles résultant de l'in- troduction d'un gaz dans la chambre interne, notamment un renfor- cement des mouvements de verre au voisinage de l'électrode. On utilise de la sorte les mouvements ascendants habituels du verre dus à l'échauffement plus grand du verre au contact de l'électro- de, l'effet des bulles étant,entre autres, de rendre le verre plus
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léger.
Grâce à l'accélération de ces courants de convexion verti- caux, on augmente la quantité de verre qui passe dans la zone très chaude voisine de l'électrode, et on fait bénéficier davantage les couches superficielles du bain de la chaleur prise par les courants de convexion à la zone voisine de l'électrode. On arrive ainsi à porter à haute température les matières vitrifiables non encore élaborées ou le verre non encore affiné qui, à cause de leur plus faible densité, ont tendance à se cantonner dans les couches super- ficielles du bain.
L'affinage du verre, c'est-à-dire le dégagement des petites bulles incluses dans celui-ci, est lui-même facilité par le passage au sein de la masse des grosses bulles qui, conformément à l'inven- tion, se forment à la surface de l'électrode. Comme on le sait en effet, les grosses bulles se dégagent plus facilement que les petites et, lors de leur passage, absorbent les petites bulles et en accélèrent par conséquent l'élimination. Cette opération sera avantageusement exécutée au moyen de gaz inerte par rapport à l'électrode. Dans certains cas toutefois ces gaz peuvent avoir avec avantage une certaine influence sur les électrodes, sur le comportement des électrodes vis-à-vis des matières à traiter et sur la transformation de ces matières elles-mêmes.
D'une manière générale dans le cas où, suivant le procédé de chauffage déjà rappelé, dans lequel on réalise autour des électro- des, par concentration des lignes de courant électrique, des zones à température très élevée, il est à noter que l'invention présente en outre le caractère avantageux particulier, en permettant d'in- tervenir directement sur la partie du bain qui est en contact avec l'électrode, d'agir sur la partie du bain qui est à la température la plus élevée, et où par conséquent cette intervention peut être particulièrement efficace.
Il doit être bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux indications qui précèdent, mais qu'elle peut être réalisée suivant de nombreuses variantes.