Brevet FR2455257A1 — publié le 19801121

L'invention concerne un fout A température élevée pour l'industrie céramique, en particulier un four tunnel, dont le moufle ou le tunnel contient des éléments chauffants électriques placés dans ou près de la voûte et formés de barres chauffantes courbées en U ou en épingle a cheveux, en particulier a triple courbure en U ou en épingle, et situées essentiellement dans un plana ces barres chauffantes s'étendant d'un côté à l'autre du moufle ou du dunnel - transi versalement å la direction longitudinale du four - par leurs branches longitudinales sensiblement parallèles, les barres étant soutenues par un appui dans la région des deux parois latérales du moufle ou du tunnel au moins et étant pourvues d'un conducteur de raccordement à chacune de leurs deux extrémités. Un tel four est connu par la demande de brevet DE-OS 21 55 838 de la République Fédérale d'Allemagne. Les barres chauffantes et les conducteurs de raccordement des fours de ce type sont en disiliciure de molybdène. Sous la température de service, les barres chauffantes deviennent plastiques et se déforment sous l'effet de leur propre poids. C'est pourquoi les barres chauffantes disposées horizontalement dans le four sont normalement soutenues. Les conducteurs de raccordement des différents éléments chauffants occasionnent en service une perte qui correspond 9 près de 15 Z de toute la puissance de chauffage. C'est pourquoi on a commencé dans la pratique 9 donner de multiples courbures aux barres chauffantes entre leur deux conducteurs de raccordement et en particulier å leur donner une triple courbure en U ou en épingle, afin de créer une longueur maximale de barre chauffante entre deux bornes de rac cornement. La capacité de cuisson d'un four selon l'invention dépend essentiellement de la hauteur du moufle ou du tunnel, appelée ci-après simplement "hauteur moufle". A mesure que la hauteur de moufte croit, le maintien d'une distribution de température uniforme sur la section du moufle pose de plus en plus de difficultés. L'agrandissement de la section du moufle demande en outre l'apport d'une plus grande quantité de chaleur par unité de longueur dans le sens de la longueur du four. Alors qu'il suffit d'un chauffage par la sole - également à éléments chauffants électriques - en plus du chauffage par la voûte pour chauffer les fours de faible hauteur de moufle, on a commencé, dans le cas de plus grandes hauteurs de moufle à chauffer aussi les parties latérales du moufle, par des éléments chauffants supplémentaires séparés qui sont suspendus dans le four. Ces éléments supplémentaires pour les cotés du moufle impliquent non seulement un surplus de dépenses de construction mais aussi, pratiquement, le doublement sur l'ensemble du four des pertes en énergie et en puissance de chauffage - résultant de la résistance ohmique des conducteurs de raccordement. Compte tenu de cet état de la technique, l'invention vise å simplifier et à perfectionner le chauffage latéral d'un four comme indiqué au début. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les branches longitudinales font saillie des deux cotés de leur appui et sont recourbées vers le bas et la longueur saillante est choisie de manière que les arcs de liaison ou parties de liaison à peu près en demi-cercle entre des branches longitudinales voisines des barres chauffantes sont situés dans une zone latérale du moufle ou du tunnel. L'invention permet donc d'assurer le chauffage latéral sur les deux cotés par les éléments chauffants de la volte, sans que cela augmente le nombre total des éléments chauffants du four, de sorte que le nombre de leurs conducteurs de raccordement reste également le même. L'accroissement des pertes ohmiques par des conducteurs de raccordement supplémentaires est donc évité. S'il y a un nombre impair d'arcs de liaison entre les branches longitudinales ou branches des U de chaque élément chauffant, il est avantageux de disposer les conducteurs de raccordement d'élé-. ments chauffants voisins alternativement d'un côté et de l'autre du moufle ou du tunnel. Ainsi, avec les barres chauffantes couramment utilisées dans la pratique a trois parties en U ou en épingle, donc aussi a trois arcs de liaison, il n'y aurait pas deux fois plus d'arcs et un chauffage plus intense d'un caté que de l'autre du moufle mais le même nombre d'arcs de chaque coté, ce qui assure le chauffage égal des deux cotés sur toute la longueur de la partie chauffée du four. Selon une autre caractéristique de l'invention, la maçonnerie ou autre garnissage de four formant les parois latérales du moufle ou du tunnel présente un évidement vertical en forme de rainure sous chaque arc de liaison entre deux branches longitudinales d'un élément chauffant, cet evidement étant dimensionné de manière qu'il permette sans entraves le rabattement ou la courbure vers le bas de l'extrémité saillante formée par l'arc considéré et les portions faisant saillie de l'appui des branches longitudinales reliées par cet arc. I1 devient ainsi possible que les portions extrêmes des branches longitudinales et les arcs de liaison des barres chauffantes soient seulement recourbées vers le bas après la mise en place des barres chauffantes dans le four, ce qui facilite considérablement leur montage et leur mmplacement. Si la barre chauffante possède au moins une double courbure en U ou en épingle a cheveux, il est avantageux, selon une autre caractéristique, que les branches longitudinales de la barre chauf fante, par leurs portions saillantes reliées par un arc, stétendent, avant d'etre recourbées vers le bas, à côté d'un conducteur de raccordement ou entre les deux conducteurs de raccordement sur une longueur correspondant à peu près a la longueur saillante. Cette caractéristique montre que la fabrication de l'élément chauffant ne pose pas de difficultés supplémentaires, outre la plus grande longueur des barres chauffantes. Les éléments peuvent être fabriqués de façon conventionnelle et entre transportés sous un faible volume jusqu'a ce qu'ils soient recourbés. Le procédé selon l'invention pour le montage d1un élément chauffant dans un four selon l'invention est caractérisé en ce que l'on pose l'élément chauffant de votive sur l'appui ou les appuisalors que les branches longitudinales de sa barre chauffante sont encore entièrement situées sensiblement dans le même plan et de manière que les portions extrêmes de ces branches et les arcs qui les relient dépassent des deux cté de l'appui, on chauffe ensuite l'éle- ment à la température de service, de sorte que les parties extérieures (extrémités saillantes) des branches longitudinales avec leurs arcs de liaison se courbent vers le bas sous leur propre poids en raison de la plastification de leur matériau constitutif et atteignent ainsi leur position finale de montage où elles sont suspendues à peu près verticalement. Le pliage vers le bas des parties d'élément destinées au chauffage latéral du moufle se produit donc automatiquement, sans aucun travail supplémentaire, après le montage seulement de l'élément chauffant dans le four, de sorte qu'il n'est pas davantage nécessaire que le montage simple des éléments se distingue de celui des éléments conventionnels.Sous le poids des extrémités saillantes avec les arcs de liaison, suspendues pendant le service des deux cotés de l'appui ou des appuis, les parties intermédiaires des branches longitudinales des barres chauffantes, situées entre les deux côtés opposés du moufle, sont meme soumises à une traction, avec la conséquence que des éléments d'arrêt supplémentaires, tels que les doigts selon la demande de brevet citée au début, ne sont plus nécessaires. Les parties extrêmes qui se sont recourbées d'elles-m & es empêchent au surplus le déplacement ultérieur, également des parties des barres chauffantes s'étendant entre les cotés opposés du moufle.Ces parties peuvent être suspendues librement entre des appuis près des côtés du moufle, elles peuvent être soutenues en plus par d'autres appuis mais elles peuvent aussi reposer par toute leur longueur sur des plaques d'appui céramiques. Autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en plan d'un élément chauffant de voûte réalisé selon l'invention; - la figure 2 est une vue de cOté de cet élément chauffant, prise dans le sens de la flèche II sur la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective de cet élément, prise d'en haut, après sa pose sur un appui dans le moufle, avant la courbure vers le bas de ses extrémités faisant saillie de l'appui et présentant un arc de liaison; - la figure 4 est une-vue en perspective semblable a celle de la figure 3 mais après le repliage vers le bas des extrémités saillantes;; - la figure 5 est une coupe prise suivant la ligne V-V de la figure 4 de la plaque d'appui supportant l'élément chauffant de volte dans le four; - la figure 6 est une vue en perspective analogue mais montrant une forme d'exécution différente de l'appui de l'élément chauffant; - la figure 7 est une coupe suivant la ligne Vil-Vil de la figure 6; - la figure 8 est une coupe transversale de la région de la vote d'un four selon l'invention, montrant un élément chauffant de volte è sa position finale de montage; - la figure 9 est une vue analogue a celle de la figure 8 mais montrant un appui différent pour l'élément chauffant électrique, correspondant a l'appui de l'exemple des figures 6 et 7;; - la figure 10 est une représentation schématique de la disposition de plusieurs éléments chauffants de volte placés les uns à cbté des autres dans le sens du passage des produits à cuire à travers un four. Un élément chauffant de voûte selon l'invention, désigné dans son ensemble par 1, se compose essentiellement d'une barre chauffante 2 et de deux conducteurs de raccordement 4, un à chacune des deux extrémités de la barre chauffante 2. Dans l'exemple de la figure 1, la barre chauffante 2 possède une triple courbure en U ou en épingle à cheveux et les branches longitudinales 3 des U sont juxtaposées et sont situées dans le même plan. Les conducteurs de raccordement 4 constituent des prolongements des branches longitudinales 3 situées à l'extérieur de l'élément chauffant 1 et ils sont également situés dans le plan des branches longitudinales 3. Leur diamètre est un multiple de celui de la barre chauffante 2.La barre chauffante et les conducteurs de raccordement 4 sont en disiliciure de molybdène qui est un matériau devenant plastique sous la température de service et qui se déforme sous son propre poids, en particulier s'il possède un diametre de l'ordre du diamètre de la barre chauffante 2. Dans le cas d'un four tunnel, un nombre plus ou moins grand de ces éléments chauffants de voûte 1 sont placés les uns à cOté des autres dans le sens de la longueur du four, indiqué par la flèche 5 sur les figures 4 et 6, et s'étendent d'un ctté 9 l'autre du moufle ou du tunnel du four, les branches longitudinales 3 étant transversales à la direction longitudinale 5 du four. L'invention porte sur les éléments chauffants de voûte, les éléments chauffants 7 de sole (voir les figures 8 et 9) n'étant pas concernés par elle. Les éléments chauffants 1 sont supportés par un appui 6 pour lequel il existe toute une série d'exécutions possibles, dont deux seulement sont représentées sur les dessins. Une première exécution est représentée sur les figures 3 9 5 et 8 sous forme d'une plaque d'appui. Les éléments chauffants 1 reposent dans ce cas sur une plaque de support 8 de céramique qui s'étend d'un ctté à l'autre du moufle 9 du four (voir les figures 8 et 9). Dans le cas des figures 6, 7 et 9, l'appui 6 est formé par des tubes de support 10 qui sont orientés dans la direction longitudinale 5 du four et dont les extrémités reposent sur des épaulements formés sur des briques de voûte 11 de la maçonnerie du four. Les portions extrêmes des branches longitudinales 3 - dans la mesure où elles se terminent par des arcs de liaison 12 - font saillie des deux cOtés de l'appui 6, c'est-a-dire dépassent des bords extrêmes 13 de la plaque de support 8 ou des tubes de support extérieurs 10. Ces portions saillantes 14, comprenant donc chacune un arc de liaison 12, sont recourbées vers le bas, a peu près à angle droit par rapport aux parties intermédiaires ou médianes des branches longitudinales 3, autour des bords extrêmes 13 de la plaque d'appui ou autour des tubes extérieurs 10, formant en quelque sorte des axes de pliage, de sorte que les arcs de liaison 12 sont situés dans des zones latérales du moufle 9 (figures 8 et 9). Les extrémités saillantes 14 doivent à cet effet dépasser des bords extrêmes 13 de la plaque d'appui 8 ou des tubes extérieurs 10 d'une distance qui est désignée par 15. Si plusieurs éléments chauffants de votte 1 présentant un nombre impair d'arcs de liaison 12 (donc au minimum trois arcs) sont placés les uns à caté des autres dans le tunnel, les conducteurs de raccordement 4 des éléments chauffants 1 voisins sont alternativement dirigés vers les catés opposés du moufle 9 dans la direction longitudinale 5 du four. Les parties de la maçonnerie du four formant les parois latérales 16 (figures 8, 9) du moufle 9 présentent un évidement vertical 17 en forme de rainure en regard de chaque arc de liaison 12 de deux branches longitudinales 3 d'un élément chauffant de voûte 1.Les dimensions de chacun de ces évidements 17 sont telles que l'extrémité saillante 14 comprenant llarc 12 considéré puisse se replier sans entraves vers le bas, comme indiqué par la flèche 21 sur la figure 9, à partir du bord extrême 13 de la plaque d'appui ou du tube de support LO concerné. Les branches longitudinales 3 situées entre les deux conducteurs de raccordement 4 sont conformées de manière que llextré- mité saillante 14 formée par elles soit située à caté d'un conducteur de raccordement 4 ou soit située entre les deux conducteurs de raccordemnt 4, comme c'est le cas pour l'exemple de la figure 1. La mise en place des éléwFnts chauffants de vote et le repliage vers le bas de leurs extrémités saillantes 14 se déroulent corme suit. Chaque élément chauffant 1 est posé sur son appui 6 (plaque de support 8 ou tubes de support 10) alors que sa barre chauffante 2 ou ses branches longitudinales 3 est ou sont encore située(s) entièrement dans un plan, au moins a peu près, et de maniere que les branches longitudinales et les arcs 12 qui les relient dépassent de la meme longueur saillante 15 des deux côtés de l'appui 6. Les élé- ments chauffants 1 sont ensuite chauffés à la température de service.Les extrémités saillantes 14 des branches longitudinales 3, n'étant pas soutenues, se replient vers le bas sous leur propre poids en raison de la plastification de leur matériau constitutif, sur environ 900, et atteignent ainsi leur position finale de montage représentée sur les figures 4, 6 et 8, 9, où elles sont dirigées à peu près verticalement vers le bas. Dans les exemples des figures 8 et 9, elles font alors saillie dans les évidements 17. Le produit à cuire, désigné par 19, est supporté dans le moufle 9 sur des plaques 18 (figures 8, 9). Les plaques 18 reposent elles-mêmes sur des épaulements 20 formés sur les parois latérales 16. Les plaques 18 sont avancées à travers le four dans la direction longitudinale 5 de celui-ci. Les éléments 7 de chauffage par la sole sont disposés sous les plaques 18. Dans l'exemple des figures 6 et 7, il est possible de supprimer le tube support 10 du milieu sans que cela entrain des difficultés. Les parties intermédiaires ou médianes des branches longitudinales 3 forment dans ce cas une petite flèche. Le poids des extrémités saillantes 14 limite cette flèche et le repliage des extrémités 14 autour des tubes 10 extérieurs suffit pour empêcher le déplacement de l'élément chauffant 1 dans le sens de la longueur des branches longitudinales 3. REVENDICATIONS 1. Four à température élevée pour l'industrie céramique, en particulier four tunnel dont le moufle ou le tunnel contient des éléments chauffants électriques placés dans ou près de la voûte et formés de barres chauffantes courbées en U ou en épingle à cheveux, en particulier à triple courbure en U ou en épingle, et situées essentiellement dans un plan, ces barres chauffantes s'étendant d'un coté à l'autre du moufle ou du tunnel - transversalement à la direction longitudinale du four - par leurs branches longitudinales sensiblement parallèles, les barres étant soutenues par un appui dans la région des deux parois latérales du moufle ou du tunnel au moins et étant pourvues d'un conducteur de raccordement à chacune de leurs deux extrémités, caractérisé en ce que les branches longitudinales(3) font saillie des deux côtés de leur appui (6) et sont recourbées vers le bas et la longueur saillante (15) est choisie de manière que les arcs de liaison (12) ou parties de liaison à peu près en demi-cercle entre des branches longitudinales (3) voisines des barres chauffantes (2) sont situés dans une zone latérale du moufle(9) ou du tunnel. 2. Four selon la revendication 1, comprenant des éléments chauffants possédant un nombre impair d'arcs de liaison entre les branches longitudinales ou branches des U, a caractérisé en ce que les conducteurs de raccordement (4) d'éléments chauffants (1) voisins sont disposés alternativement d'un caté et de l'autre du moufle (9) ou du tunnel du four. 3. Four selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la maçonnerie ou autre garnissage de four formant les parois latérales (16) du moufle (9) ou du tunnel présente un évidement vertical (17) en forme de rainure sous chaque arc de liaison (12) entre deux branches longitudinales (3) d'un élément chauffant (1), cet évidement étant dimensionné de manière qu'il permette sans entraves le rabattement ou la courbure vers le bas de l'extrémité saillante (14) formée par l'arc (12) considéré et les portions faisant saillie de l'appui des branches longitudinales reliées par cet arc. 4. Elément chauffant électrique destiné & être monté dans un four selon l'une quelconque des revendications 18 3 et comprenant une barre chauffante présentant au moins une double courbure en U ou en épingle à cheveux, caractérisé en ce que les branches longitudinales (3) de la barre chauffante (2), par leurs portions saillantes reliées par un arc (12) s'étendent, avant d'être recourbées vers le bas a à caté d'un conducteur de raccordement (4) ou entre les deux conducteurs de raccordement (4), sur une longueur correspondant à peu près à la longueur saillante (15). 5. Procédé pour le montage d'un élément chauffant dans un four selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on pose l'élément chauffant de volte (1) sur son appui (6) alors que les branches longitudinales (3) de sa barre chauffante (2) sont encore entièrement situées sensiblement dans le même plan et de manière que les portions extrêmes de ces branches et les arcs (2) qui les relient dépassent des deux cotés de l'appui (6), et on chauffe ensuite l'élément (1) à la température de service, de sorte que les parties extérieures (extrémités saillantes (14)) des branches longitudinales (3) avec leurs arcs de liaison (12) se courbent vers le bas sour leur propre poids en raison de la plastification de leur matériau constitutif et atteignent ainsi leur position finale de montage où elles sont suspendues à peu près verticalement.