CH213721A - Procédé de chauffage par effet Joule d'une masse liquide et électrode pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé de chauffage par     effet    Joule d'une masse liquide et électrode  pour la mise en     #uvre    de ce procédé.    La présente invention est relative au  chauffage par effet Joule de masses liquides,  par exemple de masses. de verre fondu ou de  bains de     sels    en fusion,     chauffage    obtenu,  comme il est connu, par le passage d'un cou  rant électrique     dans    la masse liquide au  moyen     d'électrodes,    immergées dans     celle-ci.     



       Dans    ces procédés, de chauffage connus,  le passage du courant électrique de l'élec  trode dans le verre s'accompagne souvent de  phénomènes tels que la production de bulles       gazeuses,    qui ont leur     origine    à lia     surface     même de l'électrode.

   Cette production de  bulles peut être due principalement     soit    à la       transformation    de la matière     traitée    sous l'in  fluence de la chaleur (par exemple réaction       entre    les,     matières        vitrifiables),    soit à l'ac  tion de     ces    matières sur l'électrode. Ces réac  tions à la     :surface    de     l'électrode    sont géné  ralement     activées        lorsque    la     température    au  voisinage de celle-ci est élevée.

   Elles se ma  nifestent en particulier lorsque, suivant un    procédé de fabrication connu     du    verre, on  amène la     matière    en élaboration à venir au  contact     d'électrodes    dans le voisinage des  quelles la densité des     lignes    -de     courant        élec=     trique est beaucoup plus forte     -qu'ailleurs,    de  telle sorte     que        cette    matière est portée à des       températures    très élevées au moment où elle  passe au voisinage de l'électrode.  



  Il est des cas où     ces.        réactions    peuvent  avoir des. effets avantageux. Dans d'autres  cas, au contraire,     ces    effets peuvent entraî  ner certains inconvénients,     en,    ce sens que,  par     exemple,    ils peuvent obliger à limiter le  haut degré de température que, par exemple  dans le procédé rappelé ci-dessus, on cherche  à réaliser dans la zone du bain qui touche  à     l'électrode.     



  La présente invention a pour but de ré  duire     ces    inconvénients et d'obtenir en outre  divers avantages. pour     l'élaboration    même de  la matière.      Cette invention comprend un procédé de  chauffage par effet Joule d'une masse li  quide, caractérisé en ce qu'on intervient     sur     les phénomènes qui se produisent au voi  sinage de l'électrode de chauffage en créant  un échange gazeux entre la surface de l'élec  trode et une cavité ménagée à     l'intérieur    de  ladite     électrode.     



  La cavité peut être, suivant l'effet à obte  nir,     remplie    d'air à. la     pression    atmosphé  rique, ou sous pression supérieure ou infé  rieure à la     pression    atmosphérique, ou en  core remplie d'un fluide autre que l'air et  en particulier d'un gaz inerte pour l'élec  trode même.  



  L'invention comprend en outre une élec  trode permettant de mettre en,     couvre    le pro  cédé ci-dessus.     Cette    électrode est     caractérisée     en ce qu'elle est poreuse et comporte une  cavité intérieure dans laquelle peut être en  tretenue une     atmosphère    de nature et de pres  sion     déterminées.     



  Le dessin annexé montre, à titre d'exem  ple, une forme d'exécution de     l'électrode    que  comprend l'invention.  



  La figure unique de ce dessin     représente,     en coupe verticale, une     enceinte    1 contenant.  une     masse    liquide 2, par exemple de verre à  traiter. 3 représente une électrode     par    la  quelle on introduit dans cette masse le     cou-          rant    électrique destiné à la chauffer par  effet Joule.

       L'èlectrod-e    est constituée par  une matière suffisamment     poreuse    et com  porte un     canaïl    intérieur 4     constituant    une  chambre mise en     communication,    par une  tête étanche isolée 5 et un conduit 6, avec une       source    de gaz à pression et nature     données.          L'électrode    est     reliée    par un     câble    7 à la.       source    de courant électrique.  



  Dans le cas de la fusion du     verre,    il a été       reconnu    que l'on pouvait avec -avantage, uti  liser le graphite pour constituer l'électrode  3,     cette    matière ayant une porosité suffi  sante pour que les conditions réalisées à l'in  térieur de l'électrode dans la chambre 4 se  transmettent à la surface de     celle-ci.     



  Dans certaines applications, on maintient  à l'intérieur de la chambre 4 un état de dé-    pression ou de vide. Dans d'autres     cas,    on       laisse    la chambre en     communication    avec  l'air libre. Dans certaines applications au con  traire, il est avantageux de maintenir à l'in  térieur un état de     surpression.    Dans     ce    der  nier     cas,    les     réactions    à la surface de     l'élec-          trod,e    sont     conditionnées    par la nature du gaz  amené dans la chambre 4.  



  On utilise la     dépression    ou     la    communi  cation à l'air libre de     l'intérieur    de l'électrode  lorsque l'on dire     diminuer        l'importance    des  bulles provoquées par le     contact    de l'élec  trode avec les matières en élaboration. Il de  vient alors possible, par exemple, d'augmen  ter le degré de température au voisinage de  l'électrode     sans    être arrêté par un     dégage-          ment    trop important     des    bulles.

   Cet avantage  se trouve d'ailleurs     acerû    par le fait que la  présence des bulles constitue un obstacle, ou  résistance     ohmique,    au     passage    du courant  électrique dans, le     verre    et que la suppression  ou la diminution de. ces     bulles        permet    de  faire passer des     courants    d'intensité plus  élevée.  



       Le    degré de dépression à donner, ou la  possibilité de     mettre    la chambre en     commu-          nication    à l'aire libre, dépend principalement  de la position de l'électrode dans le bain et  du degré de     viscosité    et de la densité de       celui-ci.    En effet, une bulle qui tend à se  former à la surface de l'électrode se     dégagera     vers l'intérieur de colle-ci     si        son    passage à  travers les pores de     l'électrode,

          compte    tenu  de 'la     pression        clans    la chambre intérieure,  est plus facile que son     dégagement    au sein de  la masse de     verre,    dégagement d'autant  moins aisé que la pression de la matière et  sa     viscosité    sont plus élevées à l'endroit de  la formation de la bulle.  



  Dons le cas     d'électrodes    placées au voi  sinage de     le,        surface    du bain, c'est-à-dire à  faible profondeur, et autour     desquelles    le  bain de verre est très chaud et par suite très       fluide,    il est généralement     nécessaire    d'utili  ser une     dépression.    Celle-ci est d'autant plus  avantageuse que, dans le     cas    du graphite, on  doit éviter de     laisser    l'air extérieur pénétrer  dans la chambre intérieure, ce qui pourrait      brûler le graphite de la paroi de     cette     chambre.  



  La mise en surpression de la chambre de  l'électrode sera avantageusement utilisée  dans le cas. où il n'y a pas d'inconvénient à       augmenter    la production de bulles et où, au  contraire, on     obtient    à la surface, par l'apport  de bulles résultant de     l'introduction    d'un gaz  dans la chambre interne, un renforcement des  mouvements de verre au voisinage de l'élec  trode. On utilise de la sorte les mouvements  ascendants habituels du verre dus à l'échauf  fement plus grand du verre au contact de  l'électrode, l'effet     des    bulles étant de rendre  le verre plus léger.

   Grâce à l'accélération de  ces courants de     convexion    verticaux, on aug  mente la quantité de verre qui passe dans la  zone très chaude voisine de     l'ë1ectrode    et on  fait bénéficier davantage les couches super  ficielles du bain, de la chaleur prise par les  courants de     convexion    à la zone voisine de  l'électrode. On arrive ainsi à porter à     haute     température les matières vitrifiables non en  core élaborées ou le verre non encore affiné,  qui, à cause de leur plus. faible densité, ont  tendance à -se cantonner dans les couches su  perficielles du bain.  



  L'affinage. du verre, c'est-à-dire le déga  gement des petites bulles incluses dans-     celui-          ci,    est lui-même facilité par le passage- au  sein de la masse des grosses     bulles    qui se       forment    à la surface de l'électrode. Comme  on le sait, en effet, les. grosses bulles se dé  gagent plus facilement que les petites et,  lors de leur passage, absorbent les     petites     bulles et en     accélèrent    par conséquent l'éli  mination. Cette opération sera avantageuse  ment exécutée au moyen de gaz inerte par  rapport à l'électrode.

   Dans certains cas, tou  tefois, ces gaz peuvent avoir avec avantage  une certaine     influence    sur les électrodes,     sur     le comportement des électrodes vis-à-vis des  matières à traiter et sur la     transformation    de  ces matières     elles-mêmes.     



  D'une manière générale, dans le cas où,       suivant    le procédé de chauffage déjà rappelé,    dans lequel on réalise autour des électrodes,  par concentration des lignes. de courant élec  trique, des zones à température très élevée,  il est à noter que la mise en     oeuvre    décrite  du procédé selon l'invention permet d'inter  venir directement sur la partie du bain qui  est en contact avec l'électrode, d'agir sur la  partie du bain qui est à la température la  plus élevée, et où par     conséquent    cette inter  vention peut être particulièrement     efficace.  

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé de chauffage par effet Joule d'une masse liquide, caractérisé en ce qu'on intervient sur les phénomènes qui se produi sent au voisinage de l'électrode de chauffage en créant un -échange gazeux entre la surface de l'électrode et une cavité ménagée à l'inté rieur de celle-ci. II. Electrode pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication I, caracté risée en ce qu'elle est poreuse et comporte une cavité intérieure dans laquellle peut être entretenue une atmosphère de nature et de pression déterminées. SOUS-REVENDICATIONS: 1.

   Procédé suivant la revendication I, ca- ractérisè en ce qu'on maintient dans la ca vité de l'électrode une atmosphère d'air à pression normale, la cavité étant mise en re lation avec l'air libre. 2. Procédé suivant 1a revendication I, ca ractérisé en ce qu'on maintient dans la ca vité de l'électrode un état de dépression. 3. Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on maintient dans la cavité de l'électrode un état de surpression. 4.

   Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé en ce qu'on remplit la cavité d'un gaz autre que l'air. 5. Électrode suivant la revendication II, caractérisée en ce qu'elle est en graphite.