BE494884A - - Google Patents

Description

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  DISPOSITIF DE CHAUFFAGE DIELECTRIQUE CONTINU. 



   La présente invention, quoiqu'ayant une application plus éten- due, se rapporte plus directement au chauffage diélectrique d'un type qui utilise une ou plusieurs électrodes de chauffage en forme de rouleaux entre lesquels la matière ou l'ouvrage passe de manière ininterrompue pour le traitement thermique diélectriqueo 
Dans le chauffage diélectrique habituel, la matière est   chauf-   fée par pertes diélectriques pendant qu'elle se trouve entre deux électro- des de chauffage isolées l'une de l'autre et entre lesquelles il existe une tension à haute fréquence. Dans le cas de pièces allongées telles que de la matière en feuilles, la pièce est habituellement chauffée en passant de façon continue entre les électrodes de chauffage qui sont souvent des pièces tubulaires en forme de rouleaux. Ceux-ci sont parfois sous pression. 



  Pour amener l'énergie électrique à ces rouleaux, on a d'ordinaire utilisé jusqu'ici des contacts isolés ou non isolés par roulement ou glissement, des balais ou des moyens semblables qui donnent de fréquents ennuis spé- cialement aux fréquences élevées nécessaires pour le chauffage diélectrique. 



   Les   bùts.de   l'invention sont de procurer un dispositif de chauffage diélectrique et des éléments pour un tel dispositif d'un type décrit comprenant un ou plusieurs rouleaux alimentés sans avoir recours à des contacts isolés ou non isolés, à rou- lement ou glissement, à balais etc.; un dispositif de chauffage diélectrique du type à rouleaux pré- cité; dont le ou les rouleaux peuvent être mis sous pression pendant qu'ils sont sous tension ; plus particulièrement, une électrode de chauffage du type à rouleau nouvelle et perfectionnée, à laquelle l'énergie peut être fournie par l'intermédiaire d'un élément qui n'est pas en contact avec la partie formant rouleau de l'électrode de chauffage. 

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   D'autres buts, caractéristiques et nouveautés de la présente invention ressortiront clairement de la description de différentes formes d'exécution de l'invention donnée ci-après, avec référence aux dessins annexés qui ne contiennent que les détails essentiels à la compréhension des principes de l'inventiono Dans ces dessins, la figure 1 est une vue de profil d'un dispositif de chauffage diélectrique conforme à l'invention. 



   La figure 2 est une coupe verticale pratiquement suivant la li- gne II-II de la figure 1, prise axialement dans un jeu d'électrodes de chauffage comportant des caractéristiques de l'invention. 



   La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. 



   La figure 4 est une vue de face d'une partie d'une variante d'é- lectrode de chauffage à rouleau.. 



   La figure 5 est une coupe verticale d'une variante d'électrodes de chauffage conforme à l'invention. 



   La figure 6 est une coupe verticale d'une autre forme d'exécution de l'invention. 



   La figure 7 est une vue partielle en coupe suivant les lignes VII-VII de la figure 5 
La figure 1 représente l'ensemble d'un dispositif diélectrique conforme à l'invention. L'ouvrage ou la matière allongée 2 à chauffer passé entre autant de jeux ou de paires de dispositifs à rouleaux qu'en exige l'ap- plication particulière envisagée. La figure 1 représente quatre de ces jeux de dispositifs à rouleaux 4, 6, 8 et 10. Le jeu de dispositifs à rouleaux 4 peut tirer la matière à travers le dispositif dans le sens de la flèche de la figure 1, et on peut utiliser comme rouleaux moteurs ou alimenteurs autant d'autres jeux qu'on le désire. Il faut parfois aussi utiliser des rouleaux de freinage pour régler la tension de la matière; le jeu de rou- leaux 10 peut être de ce type.

   Les jeux de rouleaux intermédiaires 6 et 8 sont construits conformément à la présente invention de manière à produire un champ électrique pour chauffer   l' ouvrage   2   quand   il passe entre ces rou-   leaux.   La description d'un seul jeu de rouleaux suffira à la compréhension de l'invention, les jeux pouvant être identiques. 



   Le jeu de dispositifs à rouleaux '0 comprend une paire d'électro- des de chauffage, chaque électrode étant désignée dans son ensemble par 12 ou   14.   L'électrode de chauffage inférieure 12 comprend une pièce tubulaire ronde, creuse extérieure ou rouleau 16 en cuivre de préférence. Des supports espacés 18 et 20 en matière isolante sont logés à l'intérieur de la pièce tubulaire. Dans l'exemple particulier donné, les supports ont la forme de disques placés aux extrémités de la pièce tubulaire 16. Les supports d'extrémité 18 et 20 ont des ouvertures centrales 22 et 24 respectivement dans lesquelles passe librement une tige ou arbre 26, en cuivre de préfé- rence.

   La pièce tubulaire 16 est portée de manière rotative par l'arbre 26 qui passe dans des paliers 28 fixés aux supports d'extrémité 18 et 20 et convenablement écartés de la pièce tubulaire métallique 16, de manière à en être isolés. L'arbre 26 est rendu solidaire, de manière à réaliser un bon contact électrique, d'un cylindre intérieur creux métallique 30 formé d'un tube 32 fermé par deux fonds 33. Ce cylindre est de préférence en cuivre et le tube 32 se trouve à l'intérieur de la pièce tubulaire ou rouleau 16 et lui est concentrique tout en en étant écarté en tous points de manière à réaliser avec lui un couplage capacitif. 



   Le-électrode de chauffage 14 est construite de la même manière que l'électrode de chauffage 12. Elle comprend une pièce tubulaire ronde, creuse extérieure ou rouleau 34, des supports d'extrémité 36 et 38 avec des ouvertures centrales 40 et   42,. des   paliers 44, un arbre   46   passant dans les paliers, et un cylindre conducteur à l'intérieur de la pièce tubulaire 34. Ce cylindre comprend un tube 48 concentrique à la pièce tubulaire 34 

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 .et, des fonds 49 rendus solidaires de l'arbre 46 au moyen d'un dispositif ap- proprié comprenant une connexion conductrice. 



   Les bouts des arbres 26 et 46 sont maintenus parallèles par un dispositif support approprié. Comme indiqué à la figure 2, un tel dispositif support comprend des supports fixes 50 en matière isolante pour l'arbre 26 et des supports isolants 52 pour l'arbre   46.   Les supports 52 maintiennent l'arbre 46 de toute manière convenable permettant de presser ou de pousser l'arbre 46 contre l'autre arbre 26. Dans ce but, les supports 50 et 52 se trouvant des deux côtés des électrodes de chauffage 12 et 14 sont reliés entre eux mécaniquement par un moyen de pression approprié quelconque tel que, par exemple, une interconnecion à commande pneumatique 54 entre les supports. 



  La connexion pneumatique comprend un piston 56. Un ressort 58 agit sur une face du piston et la pression de gaz appliquée par les tuyauteries 60 sur l'autre face du piston 56. 



   Chacun des arbres 26 ou 46 des électrodes de chauffage 12 et 14 dépasse les supports 50 et 52 par un bout. On peut appliquer l'énergie haute fréquence à ces extrémités qui ressortent, comme indiqué à la figure 2. L'é- nergie haute fréquence est amenée aux arbres par une ligne de transmission 62 ayant des conducteurs 64 et 66 pouvant.recevoir l'énergie haute fréquence d'un générateur à tube oscillateur approprié (non représenté). 



   Si l'énergie haute fréquence est appliquée à la ligne de trans- mission 62, le courant passe des arbres 26 et 46 aux tubes métalliques 32 et 48 Il y aura entre eux une tension à haute fréquence. A cause du couplage capacitif entre les tubes 32 et 48 d'une part, et les rouleaux 16 et   34   d'au- tre part, une tension haute fréquence un peu plus faible existera entre les parties de surface des rouleaux se faisant face; on entend par parties de surface se faisant face, les parties de rouleaux qui se trouvent l'une devant l'autre et produisent dans l'espace entre les rouleaux un champ électrique concentré qui chauffe la matière 2 passant entre les rouleaux. Quand la matière 2 défile, les rouleaux 16 et 34 tournent autour des arbres 26 et 46, respectivement, de sorte que les parties de surface se faisant face changent continuellement. 



   On peut dire que les arbres 26 et 46 et les tubes 32 et   48   sont immobiles par rapport aux pièces tubulaires tournantes ou rouleaux 16 et 34 mais il est entendu que le mot "immobile" n'est pas synonyme de "fixe" parce que le dispositif de compression (comprenant l'interconnexion mécanique 54 entre les arbres 26 et 46), quand il est utilisé, permet un mouvement limité des arbres l'un par rapport à l'autre. Les arbres peuvent avoir de plus un support réglable, si on le désire. 



   D'habitude, l'espace intérieur d'un rouleau, tel que l'espace entre le rouleau cylindrique creux 16 et le tube cylindrique 32 est rempli de gaz, de l'air par exemple, de sorte que les cylindres emboîtés ne doi- vent pas être hermétiques. Cependant on peut rendre les cylindres emboîtés étanches aux liquides ou aux gaz et les remplir d'un liquide diélectrique ou d'un gaz autre que l'air. 



   Dans la forme d'exécution des figures'2 et 3, les tubes creux ou rouleaux 16 et 34 des électrodes de chauffage 12 et 14 sont des rouleaux fous entraînés par la matière qui se déplace. Ils peuvent cependant si on le désire, être des rouleaux moteurs entraînés de toute manière appropriée. 



  La figure 4 donne un moyen simple de transformer un ou deux des rouleaux fous en rouleaux moteurs, mais d'autres moyens peuvent évidemment être envi- sagés. Sur la figure 4 un support d'extrémité 20 du rouleau 16 est pourvu d'un tambour 70 sur lequel on peut faire passer une courroie de transmission isolée 72. Le tambour est isolé de la pièce tubulaire ou rouleau 16 par le support d'extrémité isolant 20. 



   Au lieu d'amener l'énergie électrique aux rouleaux des électrodes de chauffage par l'intérieur des rouleaux, on peut l'amener par l'extérieur. 



  Les rouleaux peuvent donc être pleins, si on le désire, pour exercer une plus forte pression sur la matière ou l'ouvrage à traiter thermiquement. Une forme 

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 d'exécution de ce genre est représentée à la figure 5; les électrodes de chauffage 74 et 76 comprennent des rouleaux métalliques pleins, soutenus de façon isolante et rotative, 78 et 80 respectivement. Des pièces conductrices courbes en forme de cylindre partiel 82 et 84 entourent concentriquement des parties des rouleaux 78 et 80 par l'extérieur et en sont écartées pour obtenir un couplage capacitif.

   En attachant des conducteurs 85 et 88 d'une ligne de transmission haute fréquence aux pièces courbes fixes 82 et 84 l'é- nergie haute fréquence est transférée capacitivement   àux   rouleaux   7   et 80; et un champ électrique fortement concentré est produit entre les parties de surface des rouleaux se faisant face, entre lesquelles la matière se déplace. 



  Chaque pièce 82 ou 84 s'arrête à n'importe quelle distance de la matière, et peut être exécutée en plusieurs segmentso 
Dans les applications exigeant des rouleaux de grand diamètre, il peut être désavantageux d'exciter électriquement une grande partie des électrodes de chauffage et cela pour plusieurs raisons, par exemple, une capacité exagérée ou un rayonnement électroque excessif, etc. Pour des appli- cations de ce genre, la forme d'exécution des figures 6 et 7 est recomman- dée.

   Dans cette forme d'exécution, les électrodes de chauffage comportent des pièces tubulaires creuses extérieures ou rouleaux 90 et 92 supportés de manière isolante et rotative et pressés l'un contre l'autre de toute façon appropriée, par exemple selon les figures 2 et 3 Chaque rouleau est divisé en segments semblables, ou bandes métalliques séparées par d'étroits seg- ments ou bandes en matière isolante. Plus exactement, chaque rouleau com- prend plusieurs parties isolantes axiales réparties circonférentiellement 96. Entre ces parties isolantes viennent se placer des parties conductrices 98 disposées de même. Par conséquent, chaque section conductrice 98 est iso- lée de toutes les autres ections conductrices des pièces tubulaires 90 et 92 par les parties isolantes 96.

   Dans la forme d'exécution préférée, les bords axiaux des segments sont parallèles à l'axe du rouleau. 



   Chaque électrode de chauffage comprend aussi une plaque courbée fixe 100 placée à proximité de la partie d'un rouleau qui fait face à la ma- tière à traiter et à l'autre rouleau. Cette plaque   100   a la forme d'une par- tie de cylindre et est de préférence concentrique ou parallèle à une section conductrice du rouleau. La plaque est cependant légèrement plus large dans le sens circonférentiel que la larguer circonférentielle de la section con- ductrice 98 associée ; elle peut cependant être plus ou moins large. 



   Les plaques fixes 100 des électrodes de chauffage 90 et 92 sont reliées   d'une   manière appropriée quelconque aux conducteurs 102 et   104   d'une ligne de transmission à haute fréquence. Ces connexions peuvent inclure les arbres fixes autour desquels tournent les rouleaux 90 et 92, d'une manière semblable à celle décrite avec référence aux figures 2 et 3. 



   Il est bon de décaler angulairement les rouleaux 90 et 92 des électrodes de chauffage 86 et 88 de telle façon que leurs segments isolants 96 ne viennent pas se placer exactement l'un devant l'autre en passant dans l'endroit où la matière défile. On obtient ainsi un champ électrique plus uniforme entre les rouleaux parce que deux segments isolants 96 de rouleaux différents ne viennent jamais se placer exactement l'un devant l'autre. La figure 6 présente une bonne solution, mais pour maintenir la disposition il faut synchroniser les mouvements des deux rouleaux. 



   Dans la forme d'exécution des figures 6 et 7, il est évident que seuls les segments ou sections conductrices 98 des électrodes de chauffage 86 et 88 se faisant face seront fortement électrisés, du fait que le couplage capacitif avec les autres sections 98 est forcément limité vu l'étendue cir-   conférentielle   des plaques 100. S'il faut exciter électriquement d'autres ou un plus grand nombre de sections conductrices   98,   on peut utiliser autant de ponts conducteurs que l'on veut pour les interconnecter électriquement. 



   Quoique des formes d'exécution préférées de l'invention aient été décrites, il est évident que les principes de l'invention peuvent être appliqués   à   d'autres formes et variantes. Par exemple une autre forme d'exé- cution est décrite et revendiquée au point de vue général dans la demande 

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 de brevet de même date intitulée "Appareil de chauffage diélectrique avec dispositif rotatif contenant les éléments à   chauffer"o     REVENDICATIONS.   



   1 Dispositif de chauffage diélectrique d'un type décrit com- prenant, en combinaison, des électrodes de chauffage comprenant une paire de rouleaux rotatifs, un dispositif de fourniture d'énergie pour appliquer une tension haute fréquence aux bornes des électrodes de chauffage de ma- nière à établir entre elles un champ électrique, au moins un des rouleaux ayant une partie de surface extérieure métallique à l'endroit de laquelle le champ est concentré, le dispositif de fourniture d'énergie comprenant une pièce métallique et un dispositif support maintenant la pièce métalli- que écartée et isolée de la partie de surface métallique et couplée capaci- tivement à celle-ci.

Claims (1)

1. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce métallique est courbée et pratiquement concentrique à la partie de surface précitée du rouleau.

   3.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le rouleau est creux et la pièce métallique fixe se trouve à l'intérieur du rouleau.

   4.- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le rouleau est plein et la pièce métallique fixe se trouve à l'extérieur du rouleau et n'entoure qu'une partie de la surface du rouleau.

   5. - Dispositif de chauffage diélectrique d'un type décrit, com- prenant, en combinaison, une paire d'électrodes de chauffage écartées et isolées l'une de l'autre, une première de ces électrodes comprenant un rou- leau ayant la forme d'une pièce tubulaire creuse ayant une partie de surface métallique.disposée de façon à se mettre face à la seconde des électrodes de chauffage, un dispositif support supportant le rouleau de manière isolante et rotative, une pièce métallique à l'intérieur du rouleau, cette pièce métal- lique étant écartée de ladite partie de surface mais capacitivement couplée à celle-ci quand elle se trouve en face de la seconde électrode de chauffage, la pièce métallique étant généralement fixe par rapport au rouleau,

   et un dispositif pour connecter une source d'énergie à haute fréquence à la pièce métallique et à la seconde électrode de chauffage.

   6 Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde électrode de chauffage comprend aussi un rouleau ayant une partie de surface métallique disposée de façon à faire face à la première électrode de chauffage,et un dispositif tendant à presser les rouleaux l'un contre l'au- tre.

   7. - Dispositif suivant la revendication 6 caractérisé en ce que le rouleau de la seconde électrode de chauffage est creux, et la seconde élec- trode de chauffage comprend aussi une pièce métallique à l'intérieur du der- nier rouleau couplée capacitivement à la partie de surface précitée quand celle-ci fait face à la première électrode de chauffage.

   8.- Dispositif de chauffage diélectrique comprenant, en combinai- son, une paire d'électrodes de chauffage écartées et isolées l'une de l'autre, une première de ces électrodes de chauffage comprenant un rouleau ayant la forme d'une pièce tubulaire creuse ayant une partie de surface métallique disposée de façon à faire face à la seconde électrode de chauffage, la pre- mière électrode'de chauffage comprenant un arbre portant de manière isolante et rotative le rouleau, et une pièce métallique fixe à l'intérieur de la pa- roi interne du rouleau mais écartée de cette paroi et couplée capacitivément à la partie de surface précitée, et un dispositif pour connecter une source de haute fréquence à la pièce métallique et à la seconde électrode de chauf- fage.

   9 Dispositif de chauffage diélectrique d'un type décrit, compre- nant, en combinaison, une paire de rouleaux isolés entre eux, chaque rouleau ayant la forme d'une pièce tubulaire creuse ayant une partie de surface <Desc/Clms Page number 6> métallique disposée de façon à faire face à l'autre rouleau, un dispositif fixe portant les rouleaux de manière isolante et rotative, une pièce métal- lique fixe à l'intérieur de la paroi interne de chacun des rouleaux mais écartés de cette paroi et couplée capacitivement à la dite partie de surface du rouleau, et un dispositif pour connecter une source de haute fréquence aux bornes des pièces métalliques fixes précitées.

   10. - Dispositif de chauffage diélectrique comprenant, en combi- naison, une paire d'électrodes de chauffage écartées et isolées l'une de l'autre, une première de ces électrodes de chauffage comprenant un rouleau en forme de pièce tubulaire creuse ayant une partie de surface métallique disposée de façon à faire face à l'autre électrode de chauffage, chacune des électrodes de chauffage comprenant un arbre fixe portant son rouleau de manière isolante et rotative, et une pièce métallique fixe portée-par l'arbre à l'intérieur du rouleau de manière à être couplée capacitivement à la partie de surface précitée quand cette dernière fait face à l'autre électrode de chauffage, et un dispositif d'application de pression pous- sant les arbres des électrodes de chauffage l'un contre l'autre.

   Il.- Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce que chaque pièce métallique est courbe entièrement et concentrique au rou- leau associé.

   12. - Electrode de chauffage par pertes diélectriques comprenant un rouleau creux ayant une partie conductrice, un arbre fixe relativement au rouleau, un dispositif de montage entre arbre et rouleau réalisé et disposé de façon que le rouleau soit isolé de mais porté par l'arbre et puisse tourner autour de celui-ci, une pièce métallique courbe à l'inté- rieur du rouleau disposée de façon a être couplée capacitivement à la par- tie conductrice, la pièce métallique étant fixe relativement à la pièce tu- bulaire précitée, et une connexion haute fréquence à la pièce métallique.

   13. - Electrode suivant la revendication 12, caractérisée en ce qu'un tambour d'entraînement est attaché au dispositif de montage, dépas- sant axialement du rouleau.

   14.- Electrode de chauffage par pertes diélectriques compre- nant une pièce cylindrique creuse ayant une pièce extérieure de surface et une paire de fonds espacés en matière isolante, un arbre passant à travers un de ces fonds, l'arbre étant fixe et portant-la pièce cylindrique de fa- çon que celle-ci puisse tourner, et une pièce courbe métallique intérieure à l'intérieur de la pièce tubulaire et attachée à l'arbre.

   15. - Electrode suivant la revendication 14, caractérisée en ce qu'un tambour d'entraînement est fixé sur un des fonds, dépassant axialement la pièce cylindrique creuse.

   16.- Dispositif de chauffage diélectrique comprenant, en combi- naison, une paire d'électrodes de chauffage dont chacune comprend une pièce tubulaire rotative, les pièces tubulaires étant espacées de manière à former entre elles un espace dans lequel de la matière peut être chauffée par per- tes diélectriques, au moins une des pièces tubulaires comprenant plusieurs segments successivement isolants et conducteurs, et un dispositif pour appli- quer de l'énergie haute fréquence aux électrodes de chauffage.

   17. - Dispositif suivant la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif pour l'application de l'énergie comprend une pièce courbe à l'intérieur de la pièce tubulaire précitée, la pièce courbe ayant une longueur circonférentielle limitée et étant écartée d'un segment conducteur tout en lui faisant face quand ce dernier se trouve en face du dit espace.

   18.- Dispositif de chauffage diélectrique comprenant, en combinai- son, une paire d'électrodes de chauffage dont chacune comprend une pièce tu- bulaire rotative, les pièces tubulaires étant espacées de manière à former entre elles un espace dans lequel de la matière peut être chauffée par per- tes diélectriques, chaque pièce tubulaire comprenant plusieurs parties iso- lantes espacées circonférentiellement et dirigées longitudinalement, et des <Desc/Clms Page number 7> sections conductrices entre les parties isolantes, un dispositif pour faire tourner les pièces tubulaires, et un dispositif pour appliquer une tension haute fréquence aux sections conductrices à l'endroit de l'espace sans appli- quer une telle tension aux sections conductrices éloignées de cet endroit.

   19. - Dispositif suivant la revendication 18, caractérisé en ce que les pièces tubulaires sont disposées de façon que leurs parties isolantes n'ont pas la même position angulaire l'une en face de l'autre, quand ces par- ties isolantes citées en dernier lieu se trouvent à l'endroit de l'espace précité.

   20.-,Dispositif de chauffage diélectrique comprenant une pièce tubulaire avec plusieurs parties isolantes espacées circonférentiellement et dirigées longitudinalement ainsi que des sections conductrices entre les parties isolantes, et un dispositif pour exciter électriquement un nom- bre limité de sections, ce nombre étant inférieur au nombre total de sec- tions.

   21. - Dispositif de chauffage diélectrique comprenant une pièce tubulaire avec pluseirus segments successivement isolants et conducteurs, un dispositif pour monter la pièce tubulaire de manière rotative, et un dispositif pour exciter électriquement un certain nombre de segments conduc- teurs pendant la rotation de la pièce tubulaire.

   22. - Dispositif de chauffage diélectrique, comprenant une élec- trode de chauffage pourvue d'une pièce tubulaire ayant des parties métalli- ques et isolantes, un dispositif pour soutenir la pièce tubulaire de manière isolante et rotative, et un dispositif pour coupler capacitivement de l'é- nergie haute fréquence à une partie seulement de la pièce tubulaire.

   23.- Dispositif de chauffage diélectrique, comprenant une élec- trode de chauffage pourvue d'une pièce tubulaire, celle-ci comprenant plu-- sieurs parties isolantes espacées circonférentiellement et des sections con- ductrices entre les parties isolantes, et un dispositif pour fournir de l'é- nergie haute fréquence à un nombre déterminé de ces sections conductrices.

   24 Electrode de chauffage par pertes ''diélectriques comprenant une pièce tubulaire tournante pourvue de plusieurs segments isolants et con- ducteurs se succédant circonférentiellement, et un dispositif support pour la pièce tubulaire permettant à celle-ci de tourner autour de son axe.

   25.- Electrode de chauffage par pertes diélectriques comprenant une pièce tubulaire creuse rotative pourvue de plusieurs parties isolantes espacées circonférentiellement et de plusieurs sections conductrices dispo- sées entre les parties isolantes, et une pièce métallique conductrice fixe à l'intérieur et espacée de la pièce tubulaire, la pièce conductrice ayant un diamètre moindre que celui de toutes les sections conductrices.

   26 Toutes caractéristiques, procédés, dispositifs nouveaux et leurs combinaisons ici représentés et décrits.