Brevet FR2010488A1 — publié le 19700220

La présenta invention conosmo 1?- sis® ds Terre dscG un état wi*ei-M.çu.6 âcîiiié, notamment en eontiim pour l'AliœesitatioB. ei«. occ-uinu £L5*£i pocto c'a ££çssïe.&2©9 pa? ©sespl® dans la fafories» ti©~ £* fibr-ea de 7err-3 on de tosts opIàtia-So -5 511e a jowr fc-iit "^yxrc-ipal ?; reil pour l'amené» ea centira eom-aat »1© vsrr© foafe ^îis^r:!-quement homogène et repose srw le, «iéseBrrér"';» ou* ©a. péîvfe asttee vz. courant de Terre fondu dans un él=at thereique uniforme en faisasrs tomber le verre fondu en une napp® trsïïavei'galement ininterrompue» 10 l'invention a pour objet un appareil pour la mise de verre fondu dans un état thermique donné, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit relié à un moyen d'amenée de verre fondu s une fentey communiquant avec ce conduit, par laquelle le verre fondu peut tomber, tin organe de soutien de pellicule, en matériau mouil-15 lable par le verre fondu, dirigé vers le bas à partir de la fente et disposé de manière à ce Que tout le verre qui tombe à travero la fente le longe vers le bas en tombant en nappe et m Eoyen ao~ ■ nuriat avec la nappe de Terre en eorirs de oîarfte isa éafeang© à® @is:>= leur tel que le verre soit dans un état thermique sensiblement £0 mogène en quittant l'organe de soutien de pellicule0 Le verre recueilli à partir de la pellicule peut être directement envoyé à la filière, s'il s'agit d'un processus de façonna» ge de fibres de verre, ou être mis sous forme de ruban' ou de bande, par exemple dans la fabrication en continu de verre optique. 25 * l'invention vise encore un appareil pour la mise de verre fonda d&ns un état thermique donné, caractérisé en ce qu'il comprend une chambre de fusion, un conduit, partant de cette chambre, qui communique avec une fente permettant à une nappe de verre fondu de s'écouler vers le bas à partir du conduit, un organe de sem-30 tien de pellicule (plaque ou toile métallique) partant vers le bas de ladite fente de manière à ce que la nappe en cours d'écoulement parvienne immédiatement en face du sommet de cet organe et se divise pour former sur chacune de ses faces une mince pellicule de verre fondu en cours d'écoulement vers le bas, l'organe de soutien 35 étant enfermé dans une chambre qui présente au sommet une ouverture permettant à la nappe de verre d'atteindre l'organe de soutiea, ainsi que deux surfaces de refroidissement juxtaposées aux detoc faces de l'organe de soutien de pellicule, ladite chambre étant agencée pour permettre aux pellicules en cours d8écoulement de su» 40 bir par rayonnement des pertes calorifiques contrôlées, un moyen 69 16639 2 2010488 • • - propre à ajuster le débit de verre fondu qui s'écoule à travers la fente et un réceptacle situé à la base- de. l'organe de soutien de: pellicule pour recevoir le verre,, dans l'état thermique voulu, qui quitte cet organe. 5 Suivant un mode, de réalisationon incorpore au réceptacle des moyens sensibles à la température, destinés à régler le degré de refroidissement imprimé aux pellicules en cours d'écoulement» ..... De préférence, la fente est une fente rectiligne dirigée 10 horizontalement et l'organe de soutien de pellicule présente une tranche supérieure insérée dans la base de cette fente, suivant sa longueurï Suivant un mode de réalisation, l'organe de soutien de pellicule est une toile de platine maintenue dans un cadre. 15 On peut associer au moyen d'échange de chaleur des éléments électriques chauffants destinés à conserver au verre une température sensiblement uniforme sur toute sa largeur à tout niveau de l'organe de soutien de pellicule» L'invention vise encore un procédé de mise de verre fondu 20 dans un état thermique donné, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement à déverser du verre fondu, à travers une fente, sur un organe de soutien de pellicule (plaque ou toile métallique), en un matériau mouillable par le verre fondu, pour faire -longer vers le bas cet organe par une nappe continue de verre 25 fondu en cours de chute et à assurer par rayonnement-une transmission de chaleur contrôlée du verre en cours de chute à deux surfaces de refroidissement situées dans une chambre et juxtaposées aux deux faces de l'organe de soutien, en réglant la température de ces. surfaces de- refroidissement» 30 Suivant un procédé préféré, lesdites surfaces sont prévues sur des parois respectives de la chambre, auxquelles sont incorporés des 'éléments chauffants électriques; ces éléments subissant une régulation qui ajuste la.température desdites surfaces de manière à conserver à la pellicule-de verre une température sensi-35 blement uniforme sur sa largeur à tout niveau de l'organe de sou-'tien de pellicule. Suivant un autre procédé préféré, le verre fondu-passe dans :• Un réceptacle en quittant l'organe, de soutien de pellicule et des moyens sensibles à la. température sont associés-à ce réceptacle; et 40 règlent le refroidissement imprimé au verre en cours d?écoulement 16639 3 2010488 en ajustant les températures desdites surfaces de refroidissement. Il n'est pas nécessaire que l'organe de soutien de pellicule soit plan ni que la fente soit rectiligne î par exemple, du ver-5 re fondu peut s'écouler le long d'un déversoir circulaire ménagé dans la base de l'avant-corps et longer vers le bas la face extérieure d'un organe de soutien de pellicule de forme cylindrique, des moyens étant incorporés à cet organe cylindrique pour assurer la mise de la pellicule de verre en cours de chute dans l'état 10 thermique voulu. Au refroidissement assuré en absorbant de la chaleur rayon-née par la nappe de verre en cours de ehute, on peut adjoindre un. chauffage local, par exemple pour éliminer des gaz dissous dans le verre fondu et l'on peut à cette fin incorporer des éléments 15 chauffants électriques à l'organe de soutien de pellicule. Pour faire plus clairement comprendre l'invention* on va maintenant en décrire à titre d'exemple un mode de réalisation préféré, en se référant aux dessins schématiques annexés sur lesquels î 20 - la- £ig» 1 est, en élévation, une vue en coupe de l'apparetC- pour la mise de verre fondu dans l'état thermique voulu,suivant l'invention, avec suppression de la paroi avant de cet appareils - la fig. 2 est une vue en coupe suivant la ligne- II-II de la fig. 1 ; 25 - la fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de là fig. 1 » et - la fig. 4 est, à plus grande échelle, une vue en coupe transversale de la partie d'appareil entourée par le cercle tracé en traita mixtes en IV sùr la fig. 2* 30 Comme illustré par les fig» 1 et 2, du verre fondu 1 s'écou le d'une sortie latérale ménagée dans 1'avant-corps 2 d'un four âg. fusion de verre (non représenté) à travers un tube chauffé 3,th@r-miquement isolé, en platine ou alliage réfractaire. Le tube 3 communique avec un conduit 4f dirigé vers le bas, ménagé entre 35 deux parois 5 et 6 convergeant vers le bas (fig. 2 et 4). Le conduit 4 se termine à la base par une fente horizontale 7j dirigée vers le bas. Les parois 5 et 6 sont aussi en platine ou alliage réfractaire. Des contacts électriques 8 sont fixés aux parois '5 et 6, aux extrémités opposées de la fente 7, et du courant élec-40 trique contrôlé passe entre ces contacts à partir d'une source de 69 16639 4 2010488 courant alternatif, schématisée en 9» pour conserver une température déterminée au verre arrivant qui s'écoule à travers la fente 7. Au-dessous de la fente 7 est montée une chambre définie par 5 des parois avant et arrière 10 (fig. 2) et àçextrémité 11 (fig.1) thermiquement isolées. Cette chambre a une section en rectangle allongé et contient tin cadre 12 sur lequel est tendu un organe de soutien de pellicule,formé d'une plaque ou toile plane H en platine ou platine allié, le cadre 12 qui porte la plaque ou toile tû 14 est soutenu près de son bord supérieur par des bouts d'arbres latéraux 15 reposant sur des supports réglables (non représentés), fixés aux parois d'extrémité 11 de la chambre# La partie supérieure 16 de la plaque ou toile 14 est insérée dans la fente 7f comme représenté sur la fig. 4» et en soulevant ou en abaissant 15 le cadre 12 qui la ports à l'aide des bouts d'arbre 15» on pewt faire monter et descendre la partie 16 dans la fente 7» pour régler le débit de verre fondu qui s'écoule vars le bas en traversant la fente 7 et en longeant la plaque ou toile 14. Le débit de verre fondu en traversant la fente 7 peut être par exemple de 20 200 kg/h et le verre qxii traverse la fente est à une température initiale de 1250 à 1300°C„ Tout le verre qui traverse la fente 7 s'écoula en une nappe descendante qui longe les deux faces de la plaque ou toile 14»Cet-te nappe descendante de verre fondu est formée par deux pellicules 25 minces de verra fondu, longeant chacune une face de la plaque ou toile 149 et a une épaisseur globale de 5 à 10 mm. Le verre fon-> du mouille la plaque ou toile 14 et la nappe descendante demeure en conséquence ininterrompue en largeur sur toute sa hauteur,, «e qui permet de mettre dans un état thermique uniforme la totalité 30 du verre fondu qui s'écoule à travers la fente 7. La tranche inférieure du cadre 12 portant la plaque ou toile 14 plonge dans un réceptacle 17 de réception du verre fondu. Le réceptacle 17 est en un matériau convenable, de préférence platine9 et le verre tombant de la plaque ou toile 14 dans ce réceptacle 17 35 est canalisé à travers une sortie 18 qui part du côté du réceptacle et traverse vers le bas l'une des parois 10 de la chambre. Cette sortie peut, par exemple, mener direetèment à la filière d'une installation d'étirage de fibres de verre. * Aux parois thermiquement isolées 10 de la chambre sont incor— 40 porés des éléments chauffants électriques 20 agéncés de manière à 69 16639 5 2010480 maintenir les parois, présentant des surfaces de refroidissement dirigées vers le verre, à des températures déterminées, qu'on règle en faisant varier le courant appliqué aux éléments 20, pour imprimer par. rayonnement au verre un prélèvement de chaleur au 5 taux désiré. Le réceptacle 17 repose sur le plancher de la chambre,avec interposition d'un support ondulé 21 destiné à minimiser les pertes .calorifiques subies par conduction par ïe réceptacle 17. On peut compenser ces pertes calorifiques en chauffant lé support 21 10 par dessous. Les parois avant et arrière 10 de la chambre'jouent'en fait le rôle de refroidisseur qui absorbe la chaleur rayonnée par la pellicule de verre fondu en cours de chute. Du fait que dette pellicule est relativement mince, la transmission de chaleur par 15 rayonnement aux surfaces des parois 10 met le verre dans un état thermique sensiblement homogène au moment où il atteint le réceptacle 17« Les surfaces de refroidissement des parois 10 sont en matériau réfractaire d'épaisseur suffisante pour assurer sur le verre 20un prélèvement de chaleur à un taux légèrement excédentaire par rapport à celui désiré. On peut ainsi régler positivement le taux effectif de prélèvement de chaleur en ajustant convenablement la quantité de chaleur fournie aux parois 10 par les éléments chauffants 20 de manière à compenser l'excédent de .pertes calorifiques. 25 II est commode de répartir les éléments chauffants 20 en un certain nombre de faisceaux verticaux pour pouvoir régler indépendamment chaque faisceau. La régulation thermique est assurée par un montage régulateur, comportant un comparateur 22 qui compare la température effective 30du verre fondu contenu dans le réceptacle 17, décelée par un thermocouple 23, à une température de consigne, ainsi qu'un régulateur d'alimentation 24 qui engendre un signal de sortie faisant varier le courant appliqué aux éléments chauffants 20. Dans un exemple de mise en oeuvre du procédé suivant l'inven-35tion, le verre tombe à travers la fente 7 à raison de 200 3cg/h et à une température de 1250 °C. En tombant en nappe le "long de la plaque ou toile 14, le verre est ramené à une température d'environ 1150 + 5°C, à laquelle il passe du réceptacle 17 a un poste de façopiage. La fente 7 a, dans ce cas, une longueur de 38 cm et 4Ole conduit 4 une hauteur de 49 cm.' Les surfaces de refroidissemejofc 69 16639 6 2010480 des parois 10 sont maintenues à line température d'environ 1150°C~ et les pellicules de verre fondu gui se forment sur les deux faces de la plaque ou toile 14 ont chacune une épaisseur d'environ 0,35 cm. L'aire totale de chaque pellicule de verre fondu est 5 d'environ 30 x 45 cm et chaque paroi 10 présente une surface de refroidissement dont l'aire effective de transmission de chaleur est de 1,35 m2. Ainsi, on obtient, grâce au procédé et à l'appareil suivant l'invention, une structure très compacte pour la mise dans l'é-10 tat thermique voulu de verre fondu arrivant au débit nécessaire pour la fabrication de fibres de verre ou de verre optique» les gradients de température sont pratiquement éliminés dans le verre fondu recueilli dans le réceptacle, qui est à une température sensiblement uniforme. En évitant pendant tout le processus la 15 mise en contact avec les matériaux réfractaires usuels, on améliore la qualité du verre finalement obtenu. L'appareil peut assurer en outre l'élimination des gaz dissous dans le verre fondu si l'on incorpore un radiateur électrique à la plaque ou toile 14, sur une faible partie de sa hauteur 20 totale. Pour mieux éliminer toutes bulles gazeuses présentes dans le verre, la plaque ou toile 14 portée par le cadre 12 peut être légèrement inclinée, ce qui ne nuit pas à la formation de la nappe uniforme désirée de verre fondu en cours d'écoulement sur la plaque ou toile, mais facilite l'échappement de tous gaz dis-25 sous qui cessent d'être en solution pendant que la nappe franchit la partie chauffée de la plaque ou toile» 7 2010488 BEVEHDIQAiPXOUg 1. Appareil pour- la mise d© verrs foadu dans un th©rsi-= que donné, caractérisé en ce qu'il comprend un conduit relié à ub moyen d'amenée de verre fondu, une fente, communiquant avec ce conduit, par laquelle le verre fondu peut tomber, un organ© de : soutien de pellicule, en matériau aouiXla&Le par le vsrr® fondu-, dirigé vers la bas à partir fie la fente et disposé d© manière à es que tout le verra çai toabe à travers la fonte le longs T©rs le bas en tombant en nappe et un moyen assurant avec la nappe &e « verre en cours de chute un échange de chaleur tel que 1© vers?® acS 10 dan» un état thermique sensiblement homogène en quittant l'organe de soutien de pellicule. 2. Appareil pour la mise de verre fondu dans un état thermique donné, caractérisé en ce qu'il comprend une chambr© de fusion un conduit, partant de cette chambres qui communique aires un© feii- 15 te permettant à une nappe de verre fondu de s5 écoules? /ûx-s 1g tes à partir dtt conduit, un organe de soutien de pellicule (plaque ©■£ MU* métallique) partant vers le bas de ladite fente â@ oaaiès?G à ce que la nappe en cours d'écoulement parvienne imiaé&iat©m©nt en faee du sommet de cet organe et se divise pour for©sr sur cte-20ouae de ses faces une mince pellicule de verre fondu en eours âs écoulement, l'organe de soutien étant enfermé dans une chambre qrni présente au sommet une ouverture permettant à la nappa .de 7©2?s?3 i3 atteindre l'organe de soutien, ainsi que deux surfaecs âo ^of^cd-dissement juxtaposées aux deux faces âe l8©rgaas de so-atiss ils se.V 25licule, ladite chambre étans agencée pour persettre pallisïslss en cours d'écoulement de subir par rayonnement des pQx-ts^ ealeru-fiques contrôlées, un moyen propre à ajuster le débit d© Terra fonp* du qui s'écoule à travers la fente et un réceptacle situé à la "base de l'organe de soutien de pellicule pour recevoir le vsrr® dans 301*état thermiquement voulu, qui quitte cet organe. 3» Appareil selon la revendication 2, caractérisé sn ce qu'un moyen sensible à la température est prévu dans le réceptacle pour régler le degré de refroidissement imprimé aux pellicules ©n cours de descente. £ 35 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fente est rectiligne et horizontale et en ce que l'organe de soutien de pellicule présente une tranche supérieure insérée dans la base de la fente, suivant sa longueur. BAD ORIGINAL 69 16639 8 5» Appareil selon l'une* qUwleunqvÀS 5eé 2cvendies, àions précé-» àentes, caractérisé en ce que l'organe de soutien de pellicule eâk; ane t'•?.!« platine porté®, dan? irn cadre» 50 Appareil selon l'une quelconque dss revendiestions- précé-£ ientss» caractérisé en ce que des éléments chauffants, électriques :'ont associés au moyen ' échange de chaleur pour conserver au ver» ■je une température sensiblement uniforme sur toute sa largeur à •jout niveau de l'organe de soutien de pellicule® lo Procédé de mise 8® Procédé selon la revendication 79 caractérisé en ce que 2©leeditss surfaces sont prévues sur des parois respectives de la chambre, auxquelles sont incorporés des éléments chauffants soumis à une régulation qui ajuste la température desdites surfaces pour conserver au verre une température sensiblement uniforme 3ur toute sa largeur à tout niveau de 15 organe de support de pel— Sriioule® 9» Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le verre fondu passe dans un réceptacle en quittant l'organe de soutien de pellicule et en ce qu'un moyen sensible à la température est associé au réceptacle et règle le refroidissement du 3oferre en cours d'écoulement en ajustant les températures desdites surfaces de refroidissement» SAD ORIGINAL