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Four à induction à haute fréquence.
La présente invention a pour objet un four à induction à haute fréquence destiné au traitement par la chaleur de matières placées dans le vide et comportant une bobine d'induction permettant d'obtenir le champ à haute fréquence dans la matière chargée dans le four.
Une des conditions à remplir dans les fours de ce genre est que la paroi du four, qui est échauffée par la chaleur rayonnée par la matière traitée, conserve son étanchéité.
Comme il est, impossible que la bobine de champ soit disposée dans l'espace à vide lui-même, parce qu'on aurait à craindre la production d'une décharge par contournement entre les enrou-
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lements, il est nécessaire de la placer à l'extérieur de la paroi du four. Cette disposition entraîne, cependant, la nécessité d'exécuter la paroi du four en matière non conduc- trice,mais néanmoins réfractaire et étanche au gaz. Dans les dispositions connues ces conditions ne peuvent être conciliées que difficilement.
D'une façon générale, on utilise des parois en matière céramique, telle que l'argile réfractaire, la porce- laine ou autre matière analogue, et les parois de dimensions assez grandes sont alors d'une utilisation difficile, parce qu'elles sont très sensibles aux chocs et aux variations de la température.
L'invention concerne un appareil satisfaisant à toutes ces conditions et consiste à utiliser l'organe servant de bobine destinée à engendrer le champ d'induction au moins en partie comme paroi de four.
Comme cet organe servant de bobine est forcément en métal, de préférence en cuivre, la condition de l'étanchéi- té au vide est remplie même pour des températures relativement élevées et en outre on n'a pas à craindre une rupture ré- sultant de chocs ou de changements de température. De plus, la construction du four devient plus simple parce que, pour une partie de la paroi dont l'utilisation présente les plus grandes difficultés, la matière céramique fragile est rem- placée par du métal. On peut disposer à la vérité entre le creuset et la paroi du four un isolement thermique en matière céramique., mais celui-ci n'a pas besoin d'être étanche au vide,de sorte que les matières utilisées n'ont pas à remplir des conditions très sévères.
La paroi du four qui fait l'objet de l'invention peut être constituée par un seul enroulement, c'est-à-dire surface enroulée, ou par un certain nombre d'enroulements.
Il est nécessaire qu'une liai son étanche au vide, maisiso-
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lente, existe entre les enroulements ou leurs extrémités.
Cette liaison, qui peut être limitée à une bande étroite, est,cependant en contact de part et d'autre avec du métal, de sorte qu'elle est facile à refroidir artificiellement et qu'elle est donc d'une utilisation plus aisée.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui res- sortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de celle-ci.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale d'un four conforme à l'invention.
La fig. 2 est une vue en coupe transversale du même four à hauteur de la partie supérieure de la bobine d'induction.
La fig. 3 représente un autre mode de réalisation d'une bobine d'induction.
Sur les figures, 1 désigne le creuset qui. est monté, au moyen d'un support 2 en matière céramique, sur un fond 3 en pierre ou autres matériaux de construction appropriés. Ce fond est muni d'un rebord plan taillé 4 sur lequel est montée de manière étanche .au vide la surface inférieure d'une bobine creuse 6 également plane taillée, cette bobine étant faite en cuivre. La liaison entre un anneau intermédiaire isolant 7, par exemple en porcelaine, et la surface supérieure de la bobine 6 et un capuchon 8 en cuivre est établie de la même manière. Cet anneau intermédiaire 7 ne sert qu'à maintenir le champ à haute fréquence éloigné du capuchon métallique 8.
Un anneau relativement étroit ayant une largeur d'environ 20 cm. est, déjà. suffisant de sorte que cet .anneau ne risque pas beaucoup de se briser par suite d'un échauffement inégal.
En outre cet anneau 7 est situé en dehors de la zone de
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température maximum. En vue de l'isolement thermique, l'intervalle entre le creuset 1 et la paroi 6 du four peut être bourré de matière céramique 10. Une pièce tubulaire 9 permet au capuchon 8 d'être raccordée à la pompe à vide.
Pour engendrer le champ à haute fréquence on utilise de la manière usuelle un tube à décharges à plusieurs électrodes ou une génératrice à moteur accouplée avec un circuit oscillant accordé. La bobine de champ 6 du four constitue la self de ce circuit oscillant; une batterie de condensateurs 12 est montée en parallèle avec la bobine. Si cette bobine, qui constitue également la paroi du four, est constituée par un seul enroulement, comme le montre la fig.2., la tension totale existe entre les extrémités voisines de la bobine qui sont séparées par une mince couche i solante 11, ce qui peut occasionner dans certaines conditions une décharge par contournement.
En donnant des valeurs convenables à la bobine et à la batterie de condensateurs, on peut réduire la tension qui existe aux extrémités de la bobine tout en ne diminuant pas l'énergie transmise. Le cas échéant, les caractéristiques du circuit accordé doivent être adaptées électriquement à celles du générateur. En vue du refroidissement artificiel de la bobine, cette dernière a la forme d'un corps creux. L'espace creux permet la circulation d'eau de refroidissement qui est introduite par un tube d'entrée 13 et qui est évacuée au moyen d'un tube de sortie 14.
Dans le mode de réalisation de la fig.3 la bobine est divisée en deux demi-enroulements15 et 16 et les deux extrémités voisines de chaque demi-enroulement sont séparées par les deux moitiés de la batterie de condensateurs 23 et 24 respectivement. Dans ces conditions, il n'existe que la moitié de la tension de circuit entre deux extrémités voisines de la bobine, ce qui permet de diminuer l'épaisseur des couches isolantes 17 et 18 et de refroidir ces dernières
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d'une manière plus satisfaisante.
Chacun, des demi -enroulements constitue un corps creux fermé dans lequel circule un liquide réfrigérant. C'est pourquoi chacun des demi-enroulements est muni d'un tuyau d'arrivée 19 ou 22 respectivement et d'un tuyau de sortie 20 ou 21 respectivement. L'eau réfrigérante est donc forcée de traverser chaque demi-enroulement d'une extrémité à l'autre. Pour facili- ter la circulation de l'eau à l'intérieur de l'enroulement on peut encore prévoir des nervures ou surfaces de guidage.