Fourneau à résistance électrique. Les fourneaux électriques généralement employés comportent des corps chauffants qui renferment des résistances électriques constituées par des fils d'alliages spéciaux de plus grande résistivité que les métaux purs et enroulés en spirales, vu la grande longueur de fil nécessaire, afin d'obtenir une résistance assez grande pour une tension donnée.
La présente invention se rapporte à un fourneau dont les parties chauffantes sont constituées au moins en partie par une masse conductrice du courant électrique servant elle-même de résistance électrique et formée d'un mélange aggloméré d'éléments métalli ques et de matières non conductrices telles que des oxydes, silicates, borates, notamment de masses céramiques; ces parties chauf fantes peuvent être en contact direct avec les objets et matières à chauffer ou agir par ra diation sur ces derniers.
On cherchera à donner aux parties chauf fantes une forme appropriée, s'adaptant à Belle des récipients: plaques, cylindres al véoles, pièces tronconiques. Il est aussi possible d'enfermer l'objet à chauffer dans une enceinte constituée par des masses chauffantes à la manière d'un four fermé.
Afin d'éviter des pertes de chaleur des corps chauffants, du côté opposé à celui en contact avec les objets à chauffer, on pourra recouvrir ces côtés d'un isolant thermique approprié. D'autre part, on pourra récupérer une grande partie des calories perdues en dis posant les corps chauffants de manière que la chaleur fournie vers l'extérieur soit reçue par un autre corps à chauffer, par exemple de l'eau contenue dans un réservoir fixé au four neau, cette eau pouvant circuler entre les parties chauffantes.
Dans le cas d'alvéoles chauffantes, les divers récipients peuvent être avantageuse ment munis, à leur paroi latérale, d'un cer cle obturant complètement l'ouverture de l'alvéole, afin de restreindre la perte des ca lories. Cela permet en particulier l'emploi de récipients - de n'importe quelles grandeurs avec une alvéole de dimensions figes. Les corps chauffants pourront être fixes ou amovibles; cette dernière construction permet un démontage facile et l'interchangea bilité des résistances électriques en cas de dé térioration. I1 peut être prévu un fourneau comportant un jeu de corps de chauffe amo vibles correspondant -aux diverses grandeurs des objets à chauffer.
Les corps chauffants peuvent être cons truits en forme de récipients et utilisés comme tels. Ces récipients, auto-chauffants, de formes diverses; peuvent être amovibles et porter des pièces de contact qui seront con nectées à des prises de courant fixées au fourneau.
Pour éviter -des accidents, on pourra re couvrir la surface des parties chauffantes d'une couche isolante électrique, par exem ple d'une glaçure, dans le cas du mélange cité plus haut; il est toutefois possible de supprimer cette isolation, lorsque cette sup pression ne produit pas de courts-circuits, en utilisant une tension d'alimentation suffisam ment basse.
La résistance spécifique des parties chauffantes étant fonction de la composition, du procédé de fabrication et du traitement dudit mélange, il est possible d'obtenir des corps chauffants, respectivement des réci pients, dont certaines parties de résistance appropriée, dégagent davantage de calories.
En outre, par l'introduction dans le mé lange aggloméré de diverses proportions de certains produits, on peut changer à volonté le coefficient de variation de résistance spé cifique avec la température, de valeurs néga tives à des valeurs positives.
Cela permet la fabrication de corps chauffants extra-rapides en utilisant un ma tériau à fort coefficient de température posi tif; le courant de valeur élevée à basse tem pérature, diminue lorsque celle-ci monte. Le dégagement de chaleur, très intense au début du chauffage, diminue avec l'augmentation de température pour atteindre un régime nor mal à la température désirée.
Par l'utilisation de matériau à coefficient de température positif et d'un relai à courant minimum, intercalé dans le circuit d'alimen tation, on pourra protéger le corps chauffant contre les surchauffes accidentelles, pouvant provoquer des incendies, et dues principale ment au manque de liquide à l'intérieur d'un corps chauffant formant récipient auto- chauffant par exemple.
En effet, l'augmentation de température au delà de la normale entraîne une augmen tation de la résistance du corps chauffant et, par conséquent, la tension d'alimentation e 'tant constante, une diminution du courant. Cela actionne le relais qui interrompt l'ar rivée du courant. Ce même relais est actionné de la même manière lors du bris d'une partie du récipient, mettant ainsi hors de danger les personnes qui manipulent le récipient.
Le réglage de la température d'un four neau à résistance électrique est un point très important et pourra être effectué par les moyens suivants: Les corps chauffants sont formés de par ties conductrices et non conductrices, telles, par exemple, des masses céramiques pour les parties non conductrices et un mélange ag gloméré de métaux ou alliages avec des masses céramiques pour les parties conduc trices, ces dernières étant couplées suivant un mode de connexion connu: série, parallèle, triangle, étoile.
Par l'insertion à volonté, dans le circuit électrique, des parties conductrices, on obtien dra diverses températures.
D'autre part, en changeant le schéma de couplage (série, parallèle, étoile, triangle) des parties conductrices au moyen d'un com mutateur, on fera varier le courant et, par conséquent, la chaleur dégagée au sein des parties chauffantes, la tension d'alimentation étant constante. En outre, le réglage de la température peut être obtenu par variation de la tension d'alimentation. Cette variation peut s'effectuer, par exemple, au moyen d'un transformateur à prises multiples, ou par l'insertion, en série dans le circuit de chauf fage, d'une résistance électrique, auxiliaire réglable.
Dans ce dernier cas, afin d'éviter la perte des calories dégagées par le passage du courant au travers de la résistance auxi liaire, il est indiqué d'utiliser celle-ci pour chauffer d'autre corps, par exemple de l'eau contenue dans un réservoir calorifique pou vant être indépendant ou faire partie du four neau.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécutin du fourneau selon l'invention.
La fig. 1. est une coupe transversale sui vant II-II (fig. 2) et la fig. 2 est une coupe suivant I-I (fig. 1) de ce fourneau; La fig. 3 montre en coupe un détail de construction d'un fourneau et la fig. 4 un demi-plan de ce même détail.
Le fourneau représenté par les fig. 1 et 2 comporte un corps calorifugé 1 formant ré servoir d'eau. Cette eau est introduite par l'ouverture 2 pratiquée dans la plaque supé rieure du fourneau; elle est chauffée par les divers corps chauffants 4, 5, 6 et peut être re tirée par le robinet 3. Le corps chauffant 4 en forme d'alvéole est muni de plusieurs con tacts 7, 8, 9, 10 permettant le chauffage à volonté, du fond d'une partie des parois ou du tout.
Le fond du récipient Il est chauffé par contact et les parois par radiation. Afin d'é viter les pertes de chaleur, les divers réci pients, de diamètres différents, sont munis d'un cercle 12 à leur partie supérieure, qui obture complètement le haut de l'alvéole.
Le fourneau comporte en outre une pla que chauffante 5 pour le chauffage direct par contact et un four 6 dont les diverses parties, la base 13, les parois 14 et le haut 15 sont chauffables à volonté, indépendam ment l'un de l'autre, étant isolés électrique ment. les uns des autres.
En fig. 2 se trouve un récipient auto- chauffant 16 placé dans une alvéole calori fugée 17. Ce récipient forme lui-même corps de chauffe et porte à cet effet des contacts 18 qui communiquent avec les prises de cou rant 19 placées au fond de l'alvéole 17.
Le fourneau porte à sa partie antérieure (fig. 2) des commutateurs 20 permettant de régler le chauffage. Le chauffage partiel des alvéoles peut se faire selon le principe appliqué à l'exemple donné pour le four, c'est-à-dire en prévoyant des portions d'alvéole isolées électriquement les unes des autres.
De même, le chauffage partiel des di verses parties du four peut se faire suivant le principe appliqué à l'exemple donné pour une alvéole, c'est-à-dire en prévoyant des contacts à divers endroits des parois non iso lées électriquement les unes des autres.
La plaque chauffante représentée par les fig. 3 et 4 montre une exécution spéciale. Cette plaque est composée de parties conduc trices 21, 22 et non conductrices 23, 24 et 25 en forme d'anneaux concentriques. Les an neaux conducteurs 21, 22 sont munis de con tacts 26, 27 lesquels permettent le chauffage à volonté de l'un ou de l'autre des anneaux conducteurs ou des deux simultanément, ainsi que leur couplage en série ou parallèle. Pour le courant triphasé, par exemple, il suffit de munir l'anneau conducteur 22 de trois con tacts 26 (fig. 4), un pour chaque phase, ré partis symétriquement.
Des exécutions spéciales, selon le principe appliqué à la plaque représentée aux fig: 3 et 4, peuvent être également prévues pour les autres formes de corps de chauffe, tels que les alvéoles, les fours.
Electric resistance stove. The electric stoves generally used comprise heating bodies which contain electric resistances constituted by special alloy wires of greater resistivity than pure metals and wound in spirals, given the long length of wire necessary, in order to obtain a sufficient resistance. large for a given voltage.
The present invention relates to a furnace, the heating parts of which are constituted at least in part by an electric current conducting mass which itself serves as an electrical resistance and formed from an agglomerated mixture of metallic elements and non-conductive materials such as that oxides, silicates, borates, in particular of ceramic masses; these heating parts can be in direct contact with the objects and materials to be heated or act by radiation on the latter.
We will try to give the heating parts an appropriate shape, adapting to Belle of the receptacles: plates, honeycomb cylinders, tapered parts. It is also possible to enclose the object to be heated in an enclosure formed by heating masses in the manner of a closed oven.
In order to avoid heat loss from the heating bodies, on the side opposite to that in contact with the objects to be heated, these sides can be covered with a suitable thermal insulation. On the other hand, we can recover a large part of the calories lost by placing the heating bodies so that the heat supplied to the outside is received by another body to be heated, for example water contained in a fixed tank. in the oven, this water being able to circulate between the heating parts.
In the case of heating cells, the various containers can be advantageously provided, at their side wall, with a ring completely closing off the opening of the cell, in order to restrict the loss of calorie. This allows in particular the use of containers - of any size with a cell of fixed dimensions. The heating elements can be fixed or removable; this last construction allows easy disassembly and interchangeability of the electric resistances in the event of damage. I1 can be provided a furnace comprising a set of removable heating bodies corresponding to the various sizes of the objects to be heated.
The heating elements can be constructed in the form of containers and used as such. These containers, self-heating, of various shapes; can be removable and have contact parts which will be connected to sockets fixed to the stove.
To avoid -accidents, the surface of the heating parts can be covered with an electrically insulating layer, for example a glaze, in the case of the mixture mentioned above; however, it is possible to eliminate this isolation, when this supressure does not produce short circuits, by using a sufficiently low supply voltage.
The specific resistance of the heating parts being a function of the composition, of the manufacturing process and of the treatment of said mixture, it is possible to obtain heating bodies, respectively containers, certain parts of which of suitable resistance, release more calories.
In addition, by introducing into the agglomerated mixture various proportions of certain products, the specific coefficient of variation of resistance with temperature can be changed at will from negative values to positive values.
This allows the fabrication of extra-fast heaters using a material with a high positive temperature coefficient; the high value current at low temperature decreases as the temperature rises. The release of heat, very intense at the start of heating, decreases with the increase in temperature to reach a normal regime at the desired temperature.
By using a material with a positive temperature coefficient and a minimum current relay, inserted in the supply circuit, the heating body can be protected against accidental overheating, which can cause fires, and mainly due to heat. lack of liquid inside a heating body forming a self-heating container for example.
Indeed, the increase in temperature beyond the normal causes an increase in the resistance of the heating body and, consequently, the supply voltage being constant, a decrease in the current. This activates the relay which interrupts the incoming current. This same relay is actuated in the same way when part of the container breaks, thus putting people handling the container out of danger.
The adjustment of the temperature of an electric resistance furnace is a very important point and can be carried out by the following means: The heating bodies are formed of conductive and non-conductive parts, such, for example, ceramic masses for heaters. non-conductive parts and an agglomerated mixture of metals or alloys with ceramic masses for the conductive parts, the latter being coupled according to a known connection mode: series, parallel, triangle, star.
By inserting conductive parts into the electrical circuit at will, various temperatures will be obtained.
On the other hand, by changing the coupling scheme (series, parallel, star, delta) of the conductive parts by means of a switch, the current and, consequently, the heat released within the heating parts will be varied, the supply voltage being constant. In addition, the temperature can be adjusted by varying the supply voltage. This variation can be effected, for example, by means of a multiple tap transformer, or by the insertion, in series in the heating circuit, of an adjustable auxiliary electric resistance.
In the latter case, in order to avoid the loss of the calories released by the passage of the current through the auxiliary resistor, it is advisable to use the latter to heat other bodies, for example the water contained in a heat tank that can be independent or part of the oven.
The appended drawing shows, by way of example, one form of the stove according to the invention.
Fig. 1. is a cross section following II-II (fig. 2) and fig. 2 is a section on I-I (fig. 1) of this furnace; Fig. 3 shows in section a construction detail of a furnace and FIG. 4 a half-shot of this same detail.
The furnace represented by FIGS. 1 and 2 comprises a heat-insulated body 1 forming a water tank. This water is introduced through the opening 2 made in the upper plate of the furnace; it is heated by the various heating bodies 4, 5, 6 and can be pulled out by the tap 3. The heating body 4 in the form of a cell is provided with several contacts 7, 8, 9, 10 allowing heating at will , from the bottom of some or all of the walls.
The bottom of the container It is heated by contact and the walls by radiation. In order to avoid heat loss, the various containers, of different diameters, are provided with a circle 12 at their upper part, which completely closes the top of the cell.
The furnace further comprises a hotplate 5 for direct contact heating and an oven 6 of which the various parts, the base 13, the walls 14 and the top 15 are heatable at will, independently of one another. , being electrically insulated. one another.
In fig. 2 is a self-heating receptacle 16 placed in a heat-insulated heat transfer cell 17. This receptacle itself forms a heating body and for this purpose carries contacts 18 which communicate with the current sockets 19 placed at the bottom of the cell. 17.
The furnace carries at its front part (FIG. 2) switches 20 making it possible to regulate the heating. The partial heating of the cells can be done according to the principle applied to the example given for the furnace, that is to say by providing portions of the cell which are electrically insulated from one another.
Likewise, the partial heating of the various parts of the furnace can be done according to the principle applied to the example given for a cell, that is to say by providing contacts at various locations of the walls which are not electrically insulated with each other. others.
The heating plate shown in FIGS. 3 and 4 show a special execution. This plate is composed of conductive parts 21, 22 and non-conductive 23, 24 and 25 in the form of concentric rings. The conductor rings 21, 22 are provided with contacts 26, 27 which allow heating at will of one or the other of the conductive rings or both simultaneously, as well as their coupling in series or parallel. For three-phase current, for example, it suffices to provide the conducting ring 22 with three contacts 26 (FIG. 4), one for each phase, distributed symmetrically.
Special executions, according to the principle applied to the plate shown in figs: 3 and 4, can also be provided for other forms of heating body, such as cells, ovens.