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Appareil de chauffage à haute fréquence.
L'invention concerne desappareils de chauffage à haute fréquence; elle vise à améliorer la transmission et/ou la concen- tration de l'énergie à haute fréquence fournie à la pièce à trai- ter. On a constaté que ce résultat peut s'obtenir sans pertes appré ciables en réalisant en ferrite, par exemple en "Ferroxcube" les organes qui peuvent contribuer à concentrer les lignes de force magnétique qui agissent sur la pièce. Par "ferrites", on entend ici des matières essentiellement constituées par des cristaux ho- mogènes d'un composé MF32O4. expression dans laquelle M est un mé- tal bivalent tel que le cuivre, le manganèse, le magnésium ou le zinc, ou, par des cristaux mixtes homogènes de ces composants.
L'application de cette idée à un appareil de chauffage à haute fré- quence, comportant autour ou à proximité de la pièce une bobine à laquelle est appliquée l'énergie à haute fréquence, permet d'amé-
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liorer notablement la concentration de cette énergie : suffit de munir la bobine d'un noyau de ferrite. Cependant, dans de nom- breux cas, suivant le temps d'application de l'énergie, cette con- centration se perd et, contrairement à l'attente,en n'obtient pas 1!échauffement local de la pièce que ferait prévoir la concentra- tion de champ assurée par le noyau, ce qui pourrait entraîner le rebut de la pièce, par exemple lorsqu'on impose une zone de trem- pe nettement déterminée.
Suivant l'invention, on obvie à cet inconvénient, en re- froidissant le noyau. Il est à noter qu'il est d'usage de refroi- dir la bobine, car la chaleur y développée pourrait, faute de cet- te précaution, abîmer la bobine. La matière du noyau pouvant sup- porter sans inconvénient les températures de régime normales, il semblerait superflu de refroidir le noyau. Cependant, le refroi- dissement du noyau entraîne une sérieuse amélioration ; maté- riau conserve son pouvoir de concentration, et même, sans ce re- froidissement,l'utilisation de ferrites n'aurait, en général, au- cun sens.
Dans une forme d'exécution de l'invention, le noyau com- porte une ouverture pour le passage d'un fluide réfrigérant ga- zeux ou liquide, par exemple de l'eau. Si cette ouverture est mé- nagée d'une manière appropriée, elle peut aussi servir à amener à la pièce le liquide nécessaire au saisissement consécutif au trai- tement thermique. A cet effet, l'ouverture se trouve, de préféren- ce, au milieu du noyau, et la sortie est prévue à l'extrémité du noyau tournée vers la pièce à traiter.
Dans une autre forme d'exécution de l'invention applica- ble dans un appareil comportant un transformateur pour fournir l'énergie à haute fréquence à la pièce, transformateur dont l'en- roulement secondaire est constitué par une pièce creuse qui fait office de concentrateur pour les lignes de force à haute fréquence, on utilise un noyau cylindrique en ferrite muni d'une ouverture @
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centrale pour amener à la pièce le fluide réfrigérant liquide ou gazeux ; la paroi extérieure du noyau voisine avec la paroi intérim re de la pièce creuse. Le fluide, liquide ou gazeux, peut de nou- veau servir de liquide de saisissement.
L'invention pourrait encore se réaliser d'une autre ma- nière: utiliser un appareil dans lequel tant la bobine que le noyau sont plongés dans un bain réfrigérant.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Les Figs. 1 à 4 montrent diverses formes de réalisation d'une bobine à noyau central pour le chauffage local.
La Fig. 5 montre une forme de réalisation d'un transfor- mateur dont le noyau comporte un concentrateur.
Sur les Figs. 1 à 4. les mêmes organes portent les mêmes chiffres d'indice. Sur la Fig. 1, une bobine 1 affectant la for- me d'une bague fendue, comporte un noyau 2 en ferrite ; cenoyau, dont l'extrémité est conique, sert à concentrer l'énergie à haute fréquence. La pièce à chauffer sera mise en contact avec le noyau ou disposée à proximité de ce noyau. Pour une quantité déterminée d'énergie à haute fréquence, le chauffage local de la pièce sera plus rapide qu'en l'absence du noyau.
La bobine comporte une partie affectant la forme d'un cône tronqué, de sorte que (sans noyau), l'énergie à haute fréquence se trouve concentrée sur une petite surface. La bobine peut être refroidie à l'aide de la chemise d'eau 3. L'extrémité conique du noyau s'adapte exactement à l'intérieur de la bobine. Le noyau comporte un canal 4 qui débouche en 5 dans la petite surface ter- minale; dans ce canal passe de temps en temps un liquide ou un gaz qui assure un refroidissement rapide et efficace du noyau et de la pièce sans qu'il soit nécessaire de déplacer cette dernière. Dans
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un tel noyau l'énergie est mieux concentrée et un accroissement déterminé de la température demande moins d'énergie à haute fré- quence.
Dans certains cas, il est nécessaire de chauffer une piè- ce de toutes parts. La Fig. 2 montre un dispositif approprié à cet effet : bobine 1 comporte deux parties de concentration co- niques convergentes suffisamment écartées pour permettre de placer entre elles la pièce à traiter. Chaque bobine 1 comporte un noyau de ferrite 2, qui peut comporter un canal analogue à celui repré- senté sur la Fig. 1.
Lorsque la quantité d'énergie à haute fréquence à mettre en jeu est assez grande, il faut assurer le refroidissement tant de la bobine que du noyau par une circulation de liquide ou de gaz.
La Fig. 3 montre un dispositif, dans lequel la bobine creuse, com- porte par exemple un canal 3 pour le passage du liquide ou du gaz de réfrigération, tandis que le noyau 2 comporte non seulement un passage 6 pour le fluide réfrigérant mais aussi un canal 4 pour la circulation d'un liquide de saisissement que l'on amène à la pièce par l'ouverture 5a, Les canaux 4 et 6 sont coaxiaux au noyau; l'entrée 7 et la sortie 8 du canal extérieur 6 sont disposées dans la paroi latérale du noyau, tandis que le canal intérieur 4 com- porte une sortie 5 et une entrée 5a disposées dans l'axe du noyau; la sortie est prévue à l'extrémité du noyau qui est dirigée vers la pièce à traiter.
Les formes d'exécution décrites ci-dessus conviennent dans le cas où la pièce est maintenue fixe pendant le traitement ther- mique, mais lorsqu'il s'agit d'un ruban métallique qui se déplace d'une manière continue devant le noyau, on peut utiliser le dispo- sitif représenté sur la Fig. 4. Dans ce dispositif, la bobine 1 comporte une chemise réfrigérante 3 et le noyau 2 est creux ; la paroi inclinée de sa partie conique, ce noyau comporte une ou- verture 5 qui se trouve en regard d'une ouverture 5b, ménagée dans la partie conique de la bobine et la section du canal ainsi consti-
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tué est suffisamment grande pour permettre au liquide d'agir di- rectement sur la pièce.
Le ruban, qui peut être en contact avec la plus petite extrémité du noyau 2, ou qui peut se trouver à proximité de l'extrémité de la bobine 1, peut se déplacer sur la figure de la gauche vers la droite. Le ruban s'échauffe pendant son passage devant le noyau et immédiatement après, il est "saisi" par le liquide ou le gaz qui est projeté par l'ouverture 5b,
La Fig. 5 montre un concentrateur fendu 9, entouré d'une bobine 10 qui est alimentée en haute fréquence ; bobine com- porte un noyau cylindrique creux 12, auquel une canalisation 13 amène un fluide réfrigérant. La pièce se dispose dans un creux central 14 du concentrateur ou traverse axialement cette ouvertu- re, un liquide réfrigérant quitte l'intérieur 15 du noyau à tra- vers une fente radiale ou un certain nombre d'ouvertures 16 mé- nagées dans la paroi intérieure du noyau.
Le fluide réfrigérant peut éventuellement servir à la fois au refroidissement du noyau et au saisissement de la pièce.