Brevet FR2466167A1 — publié le 19810327

L'invention concerne les plaques ou pièces de forme, chauffantes, pour le chauffage des fours électriques destinés à l'artisanat et l'industrie, ainsi que le procédé de fabrication. Dans les fours électriques, ou les appareils chauffants entrant dans les installations de traitement thermique, la transformation de l'énergie électrique en chaleur se fait par résistances électriques. Ces résistances sont supportées et isolées avec des matériaux ayant une bonne résistance à la chaleur et diélectriques, soit dans des plaques perforées, le fil résistant bobiné est alors isolé de tout contact extérieur, soit dans des plaques à alvéoles, le fil résistant est alors visible de l'intérieur du four ce qui permet un rayonnement et une convection directe de la résistance dans le four. Les résistances peuvent aussi être placées à l'extérieur d'une enveloppe céramique haute température, mince, l'intérieur formant la chambre de chauffe du four, et elles sont maintenues par un ciment d'enrobage ou par une deuxième enveloppe. Tous ces systèmes de construction sont liés au support en matière isolante réfractaire haute température, lequel nécessite des moulages compliqués et une cuisson soignée pour éviter les déformations, ce qui explique le prix de revient élevé de ces pièces. Une fois les supports réalisés il faut encore placer les résistances chauffantes. La présente invention a pour but de réaliser des plaques ou pièces de forme chauffantes en incorporant directement le fil résistant dans un béton réfractaire, celui-ci étant coulé dans un moule. Le béton réfractaire formant l'élément chauffant est un très bon conducteur de la chaleur, il présente une résistance mécanique et diélectrique suffisante à haute température (13500 avec des fils de résistance classique et plus avec des fils spéciaux), il est facilement moulable, et ne nécessite pas de cuisson car son coefficient de dilatation est négligeable, mais uniquement un séchage pour évacuer l'eau nécessaire à sa mise en oeuvre. Sa porosité est très faible. La(ou les) résistance est réalisée soit par de la bande ou du fil métallique. Cette résistance est accrochée d=ns le moule de telle manière qu'elle reste en place pendant la coulée, avec ou sans vibrations, et que le moule puisse etre enlevé rapidement après la prise. Des sorties denforcées sont prévues pour le raccordement électrique des résistances à l'extérieur des plaques. L'invention a pour but de fournir un élément chauffant ne présentant aucun risque pour les utilisateurs, en cas de contact à l'intérieur du four avec un outil conducteur de l'électricité, étant donné que la résistance est recouverte par le béton réfractaire. D'autre part la simplicité des moules donne une grande souplesse de fabrication, et les cuissons sont supprimées. Les éléments réalisés à partir de bétons denses vibrés donnent une répartition uniforme de la chaleur, aucune zone d'ombre n'étant remarquée même dans les couleurs naissantes. La résistance étant en contact sur toute sa surface la chaleur est très bien transmise et évite toute surchauffe due à une mauvaise convection. Les résistances sont protégées de tout contact avec des produits pouvant les endommager, et elles ne sont pas en contact avec l'air, ce qui augmente leur durée de fonctionnement. L'invention comprend également le procédé de fabrication de cet élément chauffant. Le meilleur résultat étant obtenu par une résistance bobinée sur une tige et étirée, puis noyée dans un béton vibré. L'invention pourra de toute façon être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins annexés, lesquels, complément et dessins, sont relatifs à un mode de réalisation préféré de l'invention, et ne comportent bien entendu, aucun caractère limitatif. La figure 1 représente un élément plat en perspective avec coupe partielle montrant la disposition et les composants. La figure 2 représente un moule et un système d'accrochage des résistances. La figure 3 représente en perspective un élément de chauffage cylindriqueo La figure 4 représente en perspective un élément de chauffage de section rectangulaire. La figure 5 représente en coupe longitudinale un élément dechauffage cylindrique ayant les résistances à fleur de la paroi intérieure o Sur la figure 1 l'élément de chauffage représenté est composé d'une plaque moulée 1 et d'une (ou plusieurs) résistance 2 noyée dans cette plaque Le produit utilisé pour la fabrication de la plaque 1 est un béton réfractaire résistant mécaniquement à haute température, très bon conducteur de la chaleur, diélectrique à froid et à chaud, facilement moulable, et ne nécessitant pas de cuisson. Le béton employé dans la réalisation préférée garde ses propriétés jusqu'à l900S C; son coefficient de dilatation est négligeable. Le coulage sur une table vibrante nécessite une très faible quantité de liquide pour la mise en oeuvre, et laisse une porosité très faible. Le séchage se fait à l'air ou en étuve. La résistance 2 est réalisée avec du fil résistant bobiné comme un ressort à boudin. Sur la figure 2, la résistance 2 est représentée en place avant le coulage. Le moule 5 comporte des crochets 4 de même matière que la résistance 2. Les portions de résistances sont étendues et tenues par les crochets 4, l'élasticité maintient solidement la résistance en place pendant le coulage. D'autres systèmes d'accrochage peuvent être employés, suivant le genre de résistances. Dans le cas de fil non bobiné, la tension s'effectue par des ressorts agissants sur les crochets 4. Des sorties renforcées 5 permettent le raccordement électrique. Sur la figure 3, l'élément de chauffage est composé d'un tube moulé 1, la résistance 2 est placée sur une partie du tube. Une ou plusieurs résistances peuvent être placées sur toute la surface du tube. Des éléments de forme tubulaire à section rectangulaire comme représenté à la figure 4, ainsi que tout autre forme, ne sont qu'une variante de l'élément cylindrique figure 3. L'élément représenté à la figure 5 est composé d'un tube cylindrique moulé 6 et d'une résistance bobinée. Cette résistance z est enroulée autour du noyau de moule ce qui facilite sa mise en place. Dans ce cas la résistance arrive à fleur de la face intérieure, et l'isolation n'est pas suffisante. Ce système n'est utilisé que pour des fours fermés lorsqu'il n'est pas possible de toucher l'élément chauffant. EENDICAT I 0S 1) Elément chauffant par résistance, constitué par un support bon conducteur de la chaleurEen béton réfractaire résistant mécaniquement et diélectrique à haute température (1900 C), et de une ou plusieurs résistances noyées, caractérisé en ce que l'élément est obtenu en une seule opération de coulage, avec ou sans vibrations, et prêt à l'emploi après séchage sans cuisson. 2) Elément chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs résistances sont disposées dans le même plan. 3) Elément chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs résistances sont disposées sur chaque face. 4) Procédé de fabrication de l'élément chauffant selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à placer les résistances dans le moule, et àcouler, (avec ou sans vibrations), un béton réfractaire mouillé, en une seule fois.