Brevet FR2045616A1 — publié le 19710305

L1 invention due aux travaux de Monsieur Georges HERMA@@ concerne un procédé qui permet d'équiper aisément les fours à moufle d'un dispositif de chauffage extérieur Par résistance électrique Habituellement, lorsque le moufle est en métal, les résistances ne sont pas au contact de sa paroi, mais sont disposées sur des supports en matériau réfractaire dans une enceinte qui entcure le moufle. On peut au@ai emvelopper le moufle, lorsqu'il a une forme régulière, avec des éléments isolants et réfractaires sur lesquels on bobine le fil électrique de chauffage. Dans tous les cas l'équipement de chauffage est complexe et ne peut Bis on place rapidement. Le procédé de l'invention permet d'appliquer directement sur un moufle de forme quelconque un dispositif électrique de chauffage. Grâce à lui on peut dommer rapidement à un appareil son autonomie de chauffage, même s'il a une forme irrégulière et s'il est constitué de matériaux aussi différents que les métaux, le verre, les céra@iques. Selon le procédé, on étend au mo@@@ sur une partie de la surface extérieure du moufle une épaisseur d'une peinture adhéremte réfractaire, électriquement isolante mais ayant une bonne conductibilité thermique, on enroule sur cette surface préparée une hélice à spires non jointives de cordon isolant réfractaire, on ét@nd une nouvelle couche de peinture réfractaire sur l'ensemble de façon à solidariser le cordon isolant avec son support, on saupoudre éventuellement I'ensemble d'une poudre chimiquement in@rte vis-à-vis du fil de résistance, on enroule le fil de résistance @@ en hélioe sur la surface peinte entre les spires du cordon isolant, on comble le reste du volume du filet avec un matériau isolant, et on calorifuge l'ensemble. De cette façon, la distance entre la résistance électrique et le moufle est réduite à l'épaisseur de la couche de peinture. De plus chaque spire de fil est calorifugée extérieurement et latéralement. On a ainsi une diffusion rapide de la chaleur du fil vers le moufle avec une faible inertie thermique de l'ensemble. Enfin l'encombrement réduit du système de chauffage ainsi monté permet d'améliorer le calorifugeage par rapport aux dispositifs usuels. Tout ceci entraîne que les fours équipés selon le procédé présentent une grande régularité de température et une excellente souplesse de régulation. La peinture réfractaire est l'élémant le plus important pour la mise en oeuvre du procédé. Sa conductibilité thermique doit être supérieure à 0.0005 cal/cm. cm2.s. C. Elle comprend avantageusement un silicate alcalin liquide, une charge b- sorbante réfractaire en poudre, telle que Kieselguhr, k@@lin, farine de silice, m@- gnésie, talc et une charge granuleuse, telle que silice, magné@ie, alumine électrofondue, loraque l'élément chauffant doit fonctionner à une teipézature atteignant 1.000 C, la peinture est appauvrie en liant et enrichie en charge. Il est préférable que l'épaisseur totale de peinture en fend de filet n'excède pas 1 n. La nature du cordon isolant formant sépar@tion @@tre les spires de la ré- sistance est choisie selon la température de service de l'appareil - c'est par exemple pour des températures croissantes, du cotom ig@ifugé, de l'@@iante, de la fibre de verre, de la laine de kaolin. A titre d'exemple, on a réalisé selon le procédé de l'invention un four à moufle de 4,5 KW, avec tapis roulant, pour cuire en continu à 250 C des compo@i- tions thermodurcis@ables appliquées sur du feuillard d'acier. Le moufle comportait 3 éléments standard parallélipédiques de 2 m de lo@g, 100 mm de h@@t et 30 mm de large, en tôle noire. On a appliqué sur la surface latérale extéri@ure @@ute de chaque élément une épaisseur moyenne de 0,4 mm d'une peinture ce@stituée e poids de 45 % de silicate de @a de densité 1,36, 34 % d'alumine "cristalba" passant @@ t@- mis 200 Tyler et 21 % de talc en poudre impalpable.La conductibilité thermique de cette peinture, à l'état sec, était de 0,003 cal/cm.cm2.s. C. Sa résistivité électrique était de 164.1010#/m. Après séchage, on a bo@iné sur chaque élément 213 spires de cordon d'amiante de 4 mm de diamètre, au pas de 9,4 mm. @uis on a d@@@é @@@ nouvelle couche de peinture à l'ensemble, en suivant le filetage formé par le cordo@ d'amiante, solidarisant ainsi fort@@ent ledit cordon avec la co@che de peinture de base. Avant que la dernière couche ne sèche on l'a sampoudrée de po@dre d'alumine électrofondue passant au tamis 50 Tyler, pour préserver le fil de résistance d'une attaque éventuelle par le silicate de la peinture à chaud.On a bo@iné dans les in tenalles des spires isolantes, un fil de 0,81 mm de diamètre, dent la résistance était de 2,2 # par mètre à 300 C. Le vide des filets a été rempli par une tresse d'amiante. Chaque élément de four a été entouré d'une feuille brillante d'aluminium de 0,3 mm d'épaisseur, puis de plaques de fibrociment de 12 mm d'épaisseur. Les élé- ments ont ensuite été assemblés bout à bout, placés sur un support et munis du tapis roulant. La résistance de chaque élément a été reliée en son milieu et à ses extrémités à une alimentation en courant alternatif 220 V de façon à constituer chaque fois 2 tronçons d'une puissance unitaire de 750 W. Chaque élément a étémuni d'un ther@o@ètre et d'un thernocouple relié à un régulateur.On a réglé la tempé- rature du premier élément à 260 C, celle du deuxième à 255 C, celle du troisième à 250 C pour compenser l'inertie thermique de produits à cuire en continu à 250 C. La mise en place du dispositif de chauffage et d'isolation de l'invention n'avait demandé que 5 heures de travail. En 10.000 heures de service continu, on a constaté que, malgré le faible volant thermique du moufle, la faible puissance installée suffisait largement aux besoins de la fabrication, gr ce à l'excellent coefficient de transmission de chaleur. Le temps de réponse d'un thermomètre disposé dans l'atmosphère du four aprk @nclanchement du régulateur était de l'ordre de 45 secondes ce qui est très faible. la stabilité de température du four était assurée à # 2 C près, que le tapis ioit à l'arrêt ou en mouvement. La température extérieure de l'enveloppe isolante ne dépassait pas 30 C. L'isolement du four, réalisé par la couche de peinture était de 180.000 oh@s. La figre représente schématiquesent en coupe la paroi du moufle équipée selon l'invention. (1) est la paroi du moufle. (2) est la première épaisseur de peinture. (3) est le cordon d'amiante enroulé en hélice. (4) est la deuxième couche de peinture. (5) est le fil de résistance. (6) est la tresse isolante de remplissage. (7) est la feuille d'aluiinina et (8) est la plaque de fibrociment de gainage exté- ri@@r. REVENDICATIONS 1. Procédé pour munir un moufle d'un équipement électrique chauffait, (pi con@ist@ essentiellement à étendre sur la surface extérieure du moufle une peinture @dhé- rente, réfractaire, électriquement isolante et de borme conductibilité thermique, à bobiner en hélice sur la surface ainsi préparée le fil de la résistance c@auf- fante et à calorifuger extérieurement l'ensemble. 2. Procédé selon 1 où l'on recouvre la peinture au v@isinage du fil électrique avec un produit en poudre inerte (par exemple de l'alumine électrof@nd@@) vis-à-vis du fil pour le préserver d'une attaque éventuelle par un co@stituant de la pein- ture. 3. Procédé selon 1 où l'on bobine le fil de résistance dans les filets d'une @élic@ en cordo@ isolant réfractaire préalablement enr@ulé sur la surface préparé@. 4. Procédé selon 2 où l'on étend une nouvelle couche de ladite peinture sur la @ur- face préparée munie de l'hélice en cordon isolant de faço@ à solidari@er celui-ci avec la surface préparée, avant de bobi@er le fil électrique. 5. Procédé selon 2 à 4 où les filets de l'hélice isolante cont@@@nt le fil électri que sent remplis d'une sub@tance réfractaire isolante. 6. Procédé selon 5 où l'on enroule sur le fil électrique une nouvelle héli@e de cor don réfractaire isolant bobinée dans les filets de la pr@@ière. 7. Procédé selon 1 où la pei@ture est essentiellement constituée par un sili@@te al cali@ liquide, une charge abs@rbante réfr@ctaire @@ po@dre et une charge réfr@@- taire en grains. 8. Procédé selon 7 où la charge réfractaire en poudre est choisie par@i le kiesel g@hr, le k@olin, la farine de silice, la magnésie, le tale. 9. Procédé selon 7, où la charge réfractaire en grains est ch@isie parmi la silice, la magmé@ie, l'alumine électrofondue. 10. Procédé selon 7, oh la peinture est constituée en poids par 45 s de silicate de Na de den@ité 1,36, 21 % de talc en poudre impalpable, 34 % d'alumine "cristal ba" passant au tamis 200 Tyler. 11.Moufles mettant en oeuvre le procédé selon 1 à 10.