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"DISPOSITIF DE CHAUFFAGE PAR COURANT DE HAUTE FREQUENCE"
La présente invention est relative à un dis- positif pour le chauffage par courant de haute fréquence.
On sait que ce mode de chauffage résultant des pertes dié- lectriques dans un objet, par exemple en bois ou en résine synthétique, placé dans un champ alternatif de haute fré- quence, est utilisé industriellement dans de nombreuses ap- plications. Les pièces à chauffer, par exemple les matières plastiques qui doivent être généralement portées à une tem- pérature de 1000 avant le moulage définitif, sont déplacées entre les armatures d'un condensateur dont les bornes sont reliées à une source de tension alternative ayant une fré- quence de 1 à 10 Mégacycles, la vitesse de déplacement étant déterminée pour obtenir l'échauffement désiré.
Il a été toutefois constaté que lorsqu'une pièce à chauffer est placée directement dans le champ à haute fréquence qui doit l'échauffer rapidement, un échauf- fement trop rapide des couches superficielles de cette pièce et l'absence d'homogénéité dans les dilatations provoquent
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l'apparition de fissures qui peuvent rendre la pièce inuti- lisable. Il est donc nécessaire, avant de soumettre la pièce à un chauffage normal, de réaliser une élévation de tempéra- ture progressive suivant une loi différente pour chaque matière et chaque forme de pièce.
Par ailleurs, il a été constaté,notamment dans le cas de séchage de bobine de textile de volume et de carac- téristiques électriques connues, que lorsque la teneur en eau de la bobine diminue au cours du séchage, les pertes diélectriques dans cette bpbine diminuent également de sorte qu'il est de plus en plus difficile d'évaporer les derniers gramme s d'eau.
Le dispositif faisant l'objet de la présente invention permet d'obvier à ces inconvénients d'une manière très simple. Il est caractérisé par le fait que l'écartement des armatures da condensateur entre lesquelles passent les pièces à chauffer, décroit sur au moins une partie du trajet suivi par ces pièces.
Si, suivant une réalisation particulière de ce dispositif, la forme des armatures est établie de telle sorte que la charge du-' générateur demeure constante durant tout le trajet entre les armatures des pièces à chauffer, on peut obtenir l'évaporation complète de l'eau malgré la di- minution des pertes diélectriques dans l'objet à sécher.
En ce qui concerne la réalisation de l'éléva- tion progressive de la température, le calcul montre en effet que l'accroissement de la température d'une pièce placée entre les armatures d'un condensateur relié à une source H.F. est inversement proportionnel au carré de la lame de diélectrique séparant les armatures, donc à K (e +d/K), d étant l'épais- seur de la pièce, K la constante diélectrique et e l'épais seur de la lame d'air, de sorte que, en ménageant entre les armatures une lame d'air d'épaisseur égale à celle de la pièce, l'élévation de température, toutes choses égales d'ailleurs
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est (K + 1)2 fois plus faible. C'est ainsi que pour K = 4, réchauffement devient 25 fois plus petit qu'en absence de toute lame d'air.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation de l'invention.
La fig. 1 représente en élévation le dis- positif comportant un condensateur à lame d'air d'épais- seur variable.
Les fig. 2 et 3 représentent schématiquement en élévation deux modes d'application du condensateur suivant la fig. 1.
La fig. 4 représente schématiquement les éléments de calcul permettant de déterminer la forme parti- culière des armatures pour un objet à sécher complètement, suivant sa position entre les armatures.
La fig. 5 représente schématiquement un dis- positif suivant l'invention comportant des moyens permettant de déplacer l'objet à sécher suivant la vitesse de séchage.
Comme représenté en fig. 1, les pièces à sé- cher I, 1', 1", etc.. par exemple en bois ou en matière plas- tique, posées sur un tablier transporteur 2 mobile dans le sens de la flèche, se déplacent entre les armatures 3 et 4 d'un condensateur qui sont reliées aux bornes d'une source de tension H.F. Conformément à l'invention, l'une des ar- matures, par exemple l'armature 3, est déformable, de sorte qu'il est possible de donner à cette armature des profils variables tels que 3' ou 3" suivant la loi cherchée pour l'augmentation de la température des pièces 1 en fonction du temps.
En effet, en modifient l'épaisseur de la lame d'air 5 sur le trajet de ces pièces suivant une loi e = f (x), x étant le trajet parcouru par la pièce entre les armatures, et en supposant uniforme le mouvement du tablier 2, on peut
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écrire e = f (t), t étant le temps, de sorte que l'échauffe- ment varie lui-même en raison inverse de K (f (t) + ) expression dans laquelle d est l'épaisseur de la pièce.
Dans'la fig. 2, on a représenté l'ensemble de l'appareil avec les tambours d'entraînements 6, 6' du tablier transporteur 2 et la source 7 de tension de haute fréquence.
La fig. 3 est relative à une variante dans laquelle le générateur M.F. comporte un montage symétrique avec neutre à la terre. Dans ce cas l'appareil comporte, au lieu d'un tablier transporteur, un. plateau métallique tour- nant 8, portant les pièces à chauffer 1 et qui est lui-même mis à la masse, tandis que les armatures 5 et 4 du condensa- teur, qui sont reliées aux bornes du générateur 7 sont dis- posées toutes les deux du même côté par rapport au plateau tournant 8, l'une de ces armatures ou les deux étant défor- mables.
La fige 4 représente schématiquement les éléments de calcul permettant de déterminer pour un objet déterminé, par exemple une bobine de textile, la forme particulière à donner aux armatures pour que la charge du générateur reste constante pèndant tout le déplacement de l'objet entre les armatures afin d'obtenir un séchage complet malgré la dimi- dans cette bobine nution de pertes diélectriques /durant ce déplacement.
Soit, en effet (fig. 4) en coupe verticale 9 et 10 les deux arma- tures dont la forme est à déterminer pour satisfaire aux con- ditions requises; 11, l'objet à sécher ayant une largeur LB et situé à une hauteur h du plan de base dans lequel l'écar- teillent des armatures est égal à LE, et soit HE la valeur du champ électrique dans lequel serait placé l'objet à la dis- tance h = 0 et HB, la valeur du champ à la hauteur h.
Si K et tg.d sont les valeurs respectives du coefficient diélectrique et de la tangente de l'angle de
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perte du corps à sécher 11, la puissance P du générateur du courant haute fréquence sera donné par
EMI5.1
P = 2 TTf Po x HB2 te.d, f étant la fréquence sup- posée pratiquement invariable et Po le coefficient diélectrique ramené au vide.
EMI5.2
Or H]3 =; # B# x #B et en remplaçant H par cette va-
LE K leur dans l'expression donnant onaura
EMI5.3
P = 2TTf po X tg.d H 2 X ZH - 'cC f pfll,. t. gH; Mais tg.d variant avec le degré d'humidité de la pièce 11,
K H2
EMI5.4
donc avec la hauteur h on a t 2 ii f po H-. - 2 x f (h) x L.
2 expression dans laquelle HE, po et LB sont constants, de sorte que l'on peut écrire
EMI5.5
P "-- 0 x f (h) x- 1-- expression qui permet de dé-
LE terminer en fonction de h, la valeur de l'écartement cor- respondant des armatures pour une puissance constante, cet- te expression pouvant dans ce cas se mettre encore sous la forme
EMI5.6
1% = Ojl VF¯Ô0
Les armatures dont les écartements seront' terminés par cette derrière.relation auront une forme laté- rale dépendant du sens de déplacement et de la forme de l'objet à sécher. Ainsi, les armatures pourront avec une forme enveloppante 12 (partie droite de la fig. 4) parti- culièrement adaptée au séchage des bobines de textile.
Dans cette application particulière (fig. 15) la bobine 13 est placée sur un plateau 14 fixé à un bras 15
EMI5.7
xixjKxèxNN d' un levier coudé pivoté en 16 dont l'autre bras porte un contre-poids 17, de sorte que cette bobine, en partant de la position XX' est soulevée par le poids 17 au fur et à mesure que son p oids en eau diminue. Les élec- trodes ayant été établies suivant la formule
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LE = C f (h), elles seront telles qu'indépendamment de la vitesse d'évaporation de l'eau de la matière à sécher , la puissance du générateur haute fréquence sera constante durant tout le passage de la bobine entre les armatures.
Dans l'établissement de la formule donnant l'écar- tement des armatures en fonction de la hauteur, on avait supposé constante la fréquence du générateur de courant de haute fréquence, ce qui est vérifié pratiquement. Mais dans le cas où cette fréquence venait à varier légèrement, la variation de la puissance du générateur sera corrigée par une légère modification de l'orientation des armatures.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus à titre d'exemple, et ;englobe tous les cas dans lesquels l'épaisseur de la lame d'air du condensateur est rendue variable par un moyen quelconque sur une partie ou sur la totalité du trajet des pièces à chauffer.
Par ailleurs bien que l'appareil représenté en fig. 5 ait été décrit en application au séchage des bobines textiles, il est entendu qu'il peut servir au chauffage ou au séchage d'une matière quelconque. De même sans sortir du cadre de l'invention le déplacement de l'objet à sécher peut ëtre obtenu par tout autre moyen approprié, notamment à l'aide d'un ressort à boudin fixé par une de ses extrémités en un point déterminé, au dessus des,armatures et dont l'au- tre extrémité porte l'objet à sécher.
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