<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
<Desc/Clms Page number 3>
PERFECTIONNEMENTS AUX FOURS ELECTRIQUES DESTINES NOTAMMENT A LA
FABRICATION DU VERRE OU DES MATIERES VITREUSES.
@ La présente invention a trait aux fours électriques desti- nés notamment à la fusion du verre ou des matières vitreuses, dans lesquels le chauffage de la matière est, au moins en partie, réalisé par passage du courant électrique dans cette matière agis- sant comme résistance, ce courant étant distribué au moyen d'élec- trodes qui s'étendent chacune d'un bord à l'autre du four. Plus particulièrement elle se réfère au four à bassin du type connu, à fabrication continue, dans lequel la matière à traiter est chargée à une extrémité et la matière traitée est extraite à l'autre ex- trémité et dans lequel des électrodes horizontales, transversales à la direction longitudinale du four, sont situées entre la zone
<Desc/Clms Page number 4>
d'enfournement des matières et la zone d'extraction.
On constitue ainsi une ou plusieurs zones de chauffage qui s'étendent chacune d'un bord longitudinal à l'autre du four et dont les deux autres limites sont constituées par les deux électrodes entre lesquelles circule le courant ou par des lignes sensiblement parallèles aux électrodes et voisines de celles-ci. En disposant les électrodes cylindriques parallèles entre elles on réalise ainsi une zone de chauffage dans laquelle les lignes de courant, qui sont dirigées longitudinalement, sont sensiblament les mêmes dans les différents plans verticaux longitudinaux, ce qui facilite l'obten- .tion d'un chauffage uniforme dans le sens transversal du four.
Autrement dit le chauffage est sensiblement le même dans un plan longitudinal voisin du centre que dans un plan plus rapproché des parois.
Mais il est des cas où on peut avoir intérêt à modifier cette répartition dûchauffage dans le sens transversal, soit par exemple que l'on ait à tenir compte d'une influence perturbatrice due aux parois longitudinales du four, soit pour toute autre raison.
L'invention consiste à faire usage d'au moins une électrode constituée par des éléments placés bout à bout, de manière à cons- tituer une électrode pratiquement continue s'étendant d'une paroi à l'autre du four, mais dont chacun des éléments peut avoir par rapport au plan vertical médian longitudinal du four, ou aux parois du four, toute orientation voulue indépendante de celle des autres éléments.
En réglant l'orientation de ces éléments, on peut notamment modifier la distance qui sépare les points correspondante des deux électrodes conjuguées, c'est à dire la longueur des lignes de courant électrique qui vont d'une électrode à l'autre, cette action ayant pour conséquence de modifier le rapport qui existe entre les longueurs de ces différentes lignes de courant, suivant que l'on considère des plans longitudinaux plus ou moins écartés du centre ou des parois. Autrement dit, on règle la répartition du chauffage dans le sens transversal au four. Dans le cas le plus fréquent où les deux électrodes ne sont pas placées à l'aplomb l'une de l'autre
<Desc/Clms Page number 5>
ce réglage dans la longueur des lignes de courant s'obtient en agis- sant sur l'orientation des éléments dans le plan horizontal.
Si les électrode s sont situées à l'aplomb l'une de l'autre ce même résultat sera obtenu'en modifiant l'orientation des éléments des électrodes dans le plan vertical.
Mais on peut également régler l'orientation des éléments sans agir sur la distance qui sépare deux points des électrodes conjuguées Pour y parvenir, par exemple lorsqu'il s'agit de deux électrodes éloignées horizontalement l'une de l'autre, il suffit d'agir sur l'orientation des éléments de chaque électrode dans leur propre plan vertical mais en effectuant la même modification sur les éléments des électrodes conjuguées. Un tel réglage permet de donner aux li- gnes de courant qui vont d'une électrode à l'autre des profondeurs différentes suivant que l'on considère des plans longitudinaux plus ou moins écartés du centre ou des parois, ce qui donne un second moyen d'agir sur la répartition du chauffage dans le sens transversal du four pour les matières qui sont situées dans un même plan horizon- tal.
Bien entendu on peut régler l'orientation des éléments à la foie dans le plan horizontal et dans le plan vertical.
L'invention est décrite ci-après sous différentes formes de réalisation. considérées à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description on se réfère au dessin annexé qui montre schéma- tiquement une vue en coupe horizontale de différents types de fours à bassin.
Dans la fig.l, le four à bassin est représenté en 1, les parois longitudinales en 2 - 2a, le mouvement des matières entre 1'endroit enfournées et l'endroit¯où elles Dont où elles sont/extraites est représenté par la flèche f. On a repré- senté en 3 et 4 deux électrodes situées l'une et l'autre sur le tra- jet du mouvement des matières et réunies chacune à un pôle différent d'une source de courant 5. Chacune des électrodes s'étend transver- salement au four d'une paroi 2 à l'autre paroi 2a.
L'une des électro- des, ou les deux comme représenté sur la figure, sont constituées par deux éléments 6 - 6a (7 - 7a) placés bout à bout et qui, con- fermement à l'invention, ont chacun une orientation indépendante
<Desc/Clms Page number 6>
de celle de l'autre et donnent à l'électrode la forme d'une ligne brisée. Les éléments 6 et 6a d'une même électrode sont au même po- tentiel, chacun d'eux étant de préférence réuni par une connexion indépendante au même pôle de la source de courant. L'élément 6 de l'électrode 3 est orienté de telle façon que la longueur des lignes de courant 8 qui relient l'électrode 3 à l'électrode 4 va en aug- mentait à partir de la paroi 2 quand on s'éloigne de celle-ci vers l'axe longitudinal 9 du four.
L'élément 6a de l'électrode 3 présen- te lui-même une orientation différente de telle sorte que les li- gnes de courant entre les électrodes 3 et 4 vont au contraire en diminuant de longueur au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la paroi 2 après avoir dépassé le milieu du four. Pa.r rapport à des électrodes horizontales parallèles,la disposition de la figure, offre l'avantage de donner lieu à un renforcement du chauffage le long des parois au détriment du chauffage dans les zones centrales, cette modification dans la répartition du chauffage étant d'ail- leurs réalisée d'une manière progressive depuis chaque paroi jus- qu'au centre.
Cette disposition est avantageuse notamment dans le cas où l'on veut renforcer le chauffage le long des parois en vue de compenser l'influence refroidissante de celles-ci sur le bain.
Dans la fig.2, qui se réfère à un four de même type que dans la figure 1, et dans laquelle les mêmes références désignent les mêmes organes, l'élément 6 de l'électrode 3 et l'élément 7 de l'électrode 4, qui correspondent à la même paroi 2 du four, sont orientés de manière qu'ils convergent en s'éloignant de la paroi de telle sorte que l'intervalle qui les sépare diminue de longueur à mesure que l'on considère des plans longitudinaux de plus en plus éloignés de la paroi. On peut ainsi diminuer le chauffage le long de la paroi en renforçant velui du centre, ce qui peut être rendu désirable dans le cas où l'on veut par exemple diminuer l'usure du réfractaire des parois au contact d'un bain dA matière à tempé- rature élevée.
Grâce à la forme brisée donnée à l'électrode on peut réaliser la même disposition sur l'autre moitié du four qui correspond à la paroi 2a et obtenir pour cette paroi le même ré- aultat.
<Desc/Clms Page number 7>
Les figs. 3 et 4 sont relatives à un four à bassin à plusieurs compartiments dont les axes ne sont pas parallèles entre eux, ces compartiments étant par exemple disposés suivant les branches d'un Y, d'un T, etc.
La figo3 est relative à un four en Y comportant deux comparti- ments 10 et 11 pour l'introduction des matières et un canal 12 aboutissant suivant la flèche f à une zone d'extraction non repré- sentée sur le dessin. Les axes des compartiments sont représentés par les lignes 13 et 14 et l'axe du canal @ 12 est figuré par la flèche f. Ce four est prévu pour une alimentation triphasée et comporte trois électrodes 15, 16 et 17 situées chacune dans un com- partiment et le canal 12 et s'étendant sur toute la largeur de ces compartiments et de ce canal.
Conformément à l'invention, chacune de ces électrodes est consti- tuée par des éléments qui sont, indépendamment l'un de l'autre, ré- glables dans leur orientation. En particulier comme représenté sur la fig. 3, l'élément 18 de l'électrode 16 qui traverse la paroi 19 du four peut être disposé parallèlement à l'élément 20 de l'électro- de 15 correspondant à cette même paroi 19. De même l'élément 21 de l'électrode 15 qui correspond à la paroi 22 peut être parallèle à l'élément 23 de l'électrode 17 qui correspond à la même paroi 22.
Egalement peuvent être rendus parallèles les deux éléments 24 et 25 des électrodes 17 et 16 dans leur partie correspondant à la paroi 26 du four.
On obtient ainsi, pour la totalité des électrodes, qu'au voisi- nage de chaque paroi l'intervalle entre des électrodes conjuguées soit sensiblement le même dans les différents plans parallèles aux parois. Ce résultat est obtenu malgré l'orientation non parallèle des axes des compartiments et est rendu possible par la forme en ligne brisée donnée à chacune des électrodes. On évite ainsi d'avoir, au voisinage des parois, des électrodes conjuguées qui soient de direction divergente l'une par rapport à l'autre, ce qui serait le cas si l'on faisait usage dans ce type de four d'électrodes recti- lignes comme celles représentées par les lignes pointillées 27 et
28.
En évitant la divergence des électrodes on diminue la densité
<Desc/Clms Page number 8>
des lignes de courant le long des parois par rapport aux zones plus écartées des dites parois, et par conséquent on diminue dans une certaine mesure l'usure de celles-ci.
A cet égard un résultat très efficace est atteint en donnant aux éléments correspondants de deux électrodes tels que 18 et 20, des orientations qui convergent vers l'intérieur du four.
Mais dans de nombreux cas on obtiendra une température suffi- samment modérée le long des parois en donnant la même orientation à ces éléments et même des orientations quelque peu divergentes mais moins divergentes que celles qui correspondraient à des électrodes rectilignes perpendiculaires aux axes 13 et 14, telles que figurées suivant les lignes pointillées 27 et 28.
Bien entendu, on renforcera la résistance des parois contre l'usure due à la température du bain, en donnant à ces parois, telles 19, entre deux électrodes, un tracé rectiligne ne comportant aucune saillie. Une telle disposition est représentée sur la fig.3
Dans ce cas on obtient de bons résultats en disposant perpendicu- lairement à la paroi des éléments d'électrodes qui traversent cette bernière.
En dehors du réglage des températures en vue de la conservation des parois et du traitement lui-même de la, matière, la disposition suivant l'invention permet d'agir sur la, répartition des charges entre les différentes phases, par exemple les trois phases d'un courant triphasé. A ce sujet, on doit noter que l'invention permet d'agit sur la longueur des lignes de courant sans modifier la posi, tion des points où les électrodes traversent les parois du four.
Dans la, fig.4', on a représenté un four comportant trois compar- timents 29, 30, 31 qui convergent dans un compartiment commun 32@ la matière étant introduite dans chacun des premiers compartiments et se rassemblant dans le compartiment 32a pour être acheminée suivant la flèche f, versla zone d'extraction. Les électrodes
32-33-34 sont au nombrede trois et placées dans chacun des trois compartiments. Elles peuvent être alimentées par un courant tri- phase.
Conformément à l'invention chaque électrode est constituée
<Desc/Clms Page number 9>
par plusieurs éléments, par exemple deux comme il est représenté par la fig. 4, grâce à quoi on peut, malgré l'angle que forme l'axe des compartiments 29-31 avec l'axe du compartiment 30, obtenir que las électrodes, aussi bien au voisinage de la paroi 35 que de la paroi 36 soient parallèles entre elles, et soient par exemple per- pendiculaires à ces parois.
Dans ce qui précède on a considéré dans chaque électrode l'ori- entation des éléments dans un plan horizontal, de sorte que chaque électrode conforme à l'invention présente en plan la forme d'une ligne brisée.
Dans le cas, non représenté, où l'invention est appliquée au réglage de l'orientation des éléments des électrodes dans un plan vertical, c'est dans une vue verticale qu'apparaîtra la forme brisée de l'électrode.
Dans tous les exemples qui viennent d'être donnés les électro- des sont constituées par des barres cylindriques pénétrant à l'in- térieur du four par des orifices de même section pratiqués dans les parois au-dessous de la surface libre du bain. Ce type d'électrodes se prête à des remplacements aisés puisqu'il suffit pour introduire un élément neuf à l'intérieur du four, de repousser à l'aide de cet élément l'élément usé qui de ce fait est rejeté à l'intérieur du bain, d'où il peut être ensuite facilement retiré.
Cette manoeuvre est facilitée par le fait que les deux éléments qui constituent l'électrode forment entre eux un angle, conformément à l'invention, et de ce fait ne sont pas situés dans le prolongement l'un de l'au- tre; il est alors facile en reculant légèrement l'un d'entre eux de permettre à l'autre d'être repoussé sans obstacle à l'intérieur du four.
Bien entendu l'invention peut être réalisée au moyen d'au- tres types d'électrodes que ceux qui sont représentés sur le dessin; c'est ainsi que l'on peut constituer chacune d'entre elles au moyen d'éléments en forme de barre pénétrant dans le four verticalement soit par la voûte, soit par le fond. et dont l'ensemble constitue uns grille verticale à barreaux rapprochés s'étendant d'un bord à l'autre du four. Dans ce cas l'invention est réalisée en donnant
<Desc/Clms Page number 10>
à la ligne qui passe par .1'extrémité des barreaux une forme qui, dans un plan horizontal ou vertical, a une allure brisée ou courbe.
REVENDICATIONS
EMI10.1
1.- Un four électrique, destiné notamment à la fusion -du verre ou des matières vitreuses, du type suivant lequel le chauffage de la matière est obtenu par passage du courant dans celle-ci, au moyen d/électrodes qui s'étendent chacune d'un bord à l'autre du four, ce four étant caractérisé par au mojns une électrode ccnsti- tuée par des éléments placés bout à, bout, de manière à constituer ,,jé ( une électrode pratiquement continue c étendant d'une paroi l'au- 'tre du four, mais dont chacun des éléments peut avoir, par rapport au plan médian longitudinal du four ou par rapport aux parois du four, toute orientation voulue indépendante de celle des autres éléments.