Brevet FR2205719A1 — publié le 19740531

La présente invention conoerne des dispositifs inducteurs de chauffage haute-fréquence et a trait, en particulier, à de tels inducteurs utilisés dans les installations de fabrication de fibres, notamment de fibres de verre, dans lequel la matière à l'état fondu, contenu dans un corps creux tournant muni d'orifices à sa périphérie, est projetée à travers ces orifices sous l'action de la force centrifuge. L'utilisation d'inducteurs pour chauffer la bande périphérique contenant ces orifices a déjà été proposée, par exemple, dans les brevets français NO 1.169.557 et 1.169.358 demandés le 12 Mars 1957 et un inducteur particulièrement adapté à cette application a été décrit, par exemple, dans le brevet français NO 1.191.775 demandé le 7 Février 1958 par la Demanderesse.Dans ce dernier brevet, on a décrit un inducteur entourant un corps creux tournant destiné à la centrifugation du matériau fondu, appelé également "assiette" bu nspinnerlt dans la littérature anglosaxonni, qui est réalisé en une tubulure de cuivre refroidie par une circulation d'un liquide réfrigérant et enroulé sur la face extérieure d'un corps cylindri- que en quartz muni de gorges permettant de recevoir les enroulements. Ce corps cylindrique fait partie de l'ensemble de conduits, généralement réfractaires, permettant de canaliser les courants de gaz qui effectuent l'étirage des filets de la matière fondue, issue des orifices périphériques de l'assiette, en fibresfines. Cetbasolution présente de nombreux inconvénients, dont le moindre n'est pas le prix de ltanneau en quartz usiné. De plus, l'épaisseur du quartz éloigne lesS spires de l'inducteur des bords de l'assiette à chauffer. L'inconvénient principal réside dans la fragilité aux chocs thermiques et mécaniques des anneaux de quart qui réduit leur durée de vie. L'isolement des parties des spires émergeant des rainures présente également quelques complications. Le dispositif inducteur conforme à la présente invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci en effet, la chemise cylindrique en quartz est remplacée par un surmoulage de l'induc- teur en un matériau synthétique élastique, ce surmoulage étant de forme cylindrique et sa face en regard de l'assiette de fibrage est recouverte de plaques relativement minces et de largeur réduite, et réalisées en un matériau céramique réfractaire/son bord intérieur en regard de courants de gaz chaud est protégé par un anneau formé de perles d'un matériau céramique réfractaire. Suivant l'invention, un dispositif inducteur destiné en particulier au chauffage par induction d'une assiette de fibrage de verre, comprenant un inducteur hélicoïdal tubulaire est principalement caractérisé par le fait qu'il comporte en outre, un enrobage en un élastomère silico-organique et un bouclier thermique mince et fragmenté composé de minces plaquettes en un matériau céramique réfractaire, juxtaposées et scellées par ledit élastomère sur la face de l'enrobage en regard de ladite assiette. L'invention sera mieux comprise et d'autres de ses caractéristiques et avantages apparaitront à l'aide de la description ciaprès, donnée à titre d'exemple, et des dessins annexés sur lesquels la Figure 1 représente une vue en plan d'un dispositif inducteur conforme à l'invention ; et la Figure 2 représente une coupe selon AA du dispositif de la Figure 1. Sur les Figures 1 et 2, on a représenté en 5, en pointillé le corps de centrifugation dit assiette qui tourne autour de son axe. L'assiette 5 reçoit par son col la matière thermoplastique (verre) à l'état liquide et la projette contre les parois périphériques formées par une bande munie d'ouvertures. Sous l'effet de la force centrifuge X filets de la matière fondue traversent ces ouvertures et entrent dans un espace tubulaire formé par la bande périphérique et la paroi cylindrique réfractaire (non représentée) qui l'entoure. Cet espace est traversé par un très fort courant de gaz à température élevée, destiné à étirer les filets sortant des orifices de la bande, en fibres fines. lie' dispositif inducteur, comportant un inducteur hélicoïdal 1 avec des enroulements en tube de cuivre (parcouru d'un liquide réfrigérant), doit etre intégré à la paroi cylindrique entourant l'assiette tournante 5 de façon à rapprocher le plus possible (couplage serré) l'inducteur 1 de la bande de l'assiette qutil doit chauffer par induction. En outre, l'inducteur 1 étant alimenté par des tensions hautefréquence dont l'amplitude maximale dépasse parfois les 1OkV, c'est-à-dire la tension entre spires voisines pouvant atteindre 2kV, par exemple, il est nécessaire d'assurer un bon isolement de l'inducteur tout entier, ainsi que des spires l'une de l'autre. Conformément à l'invention, l'inducteur I perfectionné est enrobé d'un élastomère synthétique 2 à base de silicone, tel que par exemple un caoutchouc silico-organique (commercialisé sous l'appellation "Silastène11), cet élastomère assurant, d'une part, l'isolement de l'inducteur et, d'autre part, la fixation de pièces réfractaires assurant la protection de l'enrobage contre la chaleur qui sera décrite ci-dessous. Le dispositif inducteur suivant l'invention est muni en outre sur sa face en regard de l'assiette 5 d'un bouclier thermique réfractaire exposé aux gaz chauds de combustion ou aux flammes. Ce bouclier est mince, de manière à rapprocher au maximum l'inducteur de la bande périphérique et fragmenté, afin de résister aux chocs thermiques sans dommpges. Il est réalisé à l'aide de plaquettes 3 minces rectangulaires (voir Figure 1a) réalisées par exemple en un matériau céramique réfractaire ayant des températures de ramolissement et de fusion supérieures à celles du verre et une excellente résistance aux chocs thermiques, tel que I'alumine (Al2 03), par exemple. Ces plaquettes 3 sont juxtaposées pour former une surface quasi-cylindrique et scellées, au moyen de l'élastomère ailico-organique 2 qui est utilisé pour l'isolement, dlune part entre elles, et d'autre part sur les enroulements de l'inducteur. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le bouclier thermique comporte en outre une couronne réfractaire de forme annulaire disposée sur le bord du dispositif en regard des sources de gaz chauds (flammes). Cette couronne annulaire est formée de perles cylindriques 4, juxtaposées et réalisées en un matériau céramique réfractaire tel que le stéatite. Ces perles 4 de stéatite sont généralement scellées dans l'enrobage 2 en élastomère silicoorganique. La fabrication du dispositif inducteur ainsi agencé s'effectue, par exemple, par surmoulage des pièces solides par ltélastomère silico-organique, qui peut, après fabrication, recouvrir le bouclier réfractaire par une mince pellicule, car m9me brûlé par les gaz chauds il devient poudre de silice non conductrice. Il est à remarquer ici, que le dispositif inducteur suivant l'invention, est, dans le mode de réalisation préféré, réalisé de façon àrapprocher le plus possible les spires de l'inducteur 1 des plaquettes d'alumine 3 disposées en cylindre, afin qu'elles soient refroidies par le fluide parcourant l'inducteur I. REVENDICBTIONS 1 - Dispositif inducteur destiné en particulier au chauffage par induction d'une assiette (5) de fibrage de verre, comprenant un inducteur hélicoïdal (1) tubulaire, caractérisé par le fait qulil comporte, en outre, un enrobage (2) en un élastomère silico organique et un bouclier thermique mince et fragmenté composé de minces plaquettes (3) en un matériau céramique réfractaire juxtaposées et scellées par ledit élastomère sur sa face de l'enrobage (2) en regard de ladite assiette (5). 2 - Dispositif inducteur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit bouclier thermique comporte en outre une couronne annulaire formée de perles cylindriques (4) juxtaposées en un autre matériau céramique réfractaire, ladite couronne étant disposée en regard des sources des courants de gaz chauds utilisés pour l'étirage des filets de verre provenant de l'assiette (5). 3 - Dispositif inducteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit matériau céramique formant les plaquettes (3) est de l'alumine. 4 -.Dispositif inducteur suivant l'une quelconque des reven dications 3 et 4, caractérisé par le fait que ledit autre matériau céramique formant les perles (4) est de la stéatite. 5 - Dispositif inducteur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit élastomère silico-organique est un caoutchouc de silicone.