Brevet FR2490328A1 — publié le 19820319

L'invention concerne un four utilisable notamment pour des essais d'analyse thermique, comportant une paroi intérieure autour de laquelle s'étend un filament chauffant. On connaît des fours de ce type, qui sont fabriqués selon différentes formes de réalisation. Leur construction n'est pas simple étant donné qu'ils doivent satisfaire à des conditions différentes et en partie contradictoires, afin que les essais d'analyse thermique puissent être réalisés avec une économie d'énergie, d'une manière rationnelle dans le temps, et ce, tout en fournissant des résultats précis. Un four possedant une faible masse peut être chauffé rapidement et avec peu d'énergie et se refroidit également rapidement. Mais il est difficile d'obtenir dans un tel four une température partout égale, ce qui est nécessaire pour réaliser un essai parfait. Un four possédant une masse importante permet mieux d'obtenir une répartition uniforme de la température, mais nécessite une énergie élevée et en général un long temps de chauffage ou un long temps de refroidissement, à moins que la puissance de chauffage installée- soit élevée et qu'il soit prévu un dispositif efficace de refroidissement. Pour des raisons d'économie d'énergie, il faudrait en outre choisir une isolation maximale, mais une telle isolation empêche le refroidissement du four en un intervalle de temps raisonnable. En général, les fours usuels comportent un corps cylindrique qui est ouvert à sa partie supérieure et à sa partie inférieure ou bien peut être fermé par un couvercle. Dans des formes de réalisation simples, les filaments chauffants sont situés à l'intérieur du four, tandis que dans le cas de formes de réalisation perfectionnées, ils sont disposés à l'extérieur d'une paroi intérieure du four, limitant l'espace ou le volume intérieur du four, ce qui présente l'avantage consistant en ce que les filaments ne sont pas situés dans l'atmosphère de l'échantillon de matériau qui, au cours de l'analyse thermique, peut dégager des substances qui provoquent des endommagements du matériau du filament chauffant ou bien le détruisent. Dans un tel cas, le filament chauffant devrait courir aussi près que possible le long de la paroi intérieure du four, afin que la transmission de chaleur soit optimale. I1 est disposé en général sous la forme d'une hélice. Mais, de ce fait, il apparaît un champ magnétique agissant dans l'espace intérieur du four, ce qui peut éventuellement avoir des influences indésirables sur les résultats des essais d'analyse thermique. affin d'empêcher l'apparition d'un tel champ magnétique, on peut disposer deux fils hélicoldaux enroulés en sens opposé. L'utilisation de fils hélicoldaux, enroulés en des sens opposés, implique cependant une construction complexe et/ou un matériau coûteux (par exemple des filaments chauffants spéciaux). C'est pourquoi l'objet de la présente invention consiste à créer un four du type indiqué plus haut, qui ne présente pas les inconvénients mentionnés. Le four, conforme à l'invention, du type indiqué plus haut est caractérisé par le fait que le filament chauffant forme des boucles dont les parties rectilignes s'étendent parallèlement à l'axe de la paroi intérieure, à proximité de cette dernière, et sont reliées par des parties recourbées selon une forme approximativement semicirculaire. Pour réaliser l'isolation électrique, on peut disposer les parties rectilignes du filament chauffant dans des tubes constitués par exemple en un matériau céramique. Ces tubes peuvent être reliés au moyen d'un ciment céramique à la paroi intérieure du four, ce qui permet d'obtenir une meilleure transmission de la chaleur. Le four conforme à l'invention comporte avantageusement une paroi extérieure s'étendant coaxialement par rapport à la paroi intérieure, l'espace libre compris entre la paroi intérieure et la paroi extérieure pouvant être rempli par un matériau isolant (comme par exemple du papier isolant ou bien un matériau isolant pulvérulent). En outre, on peut disposer un capteur de température à l'intérieur du matériau isolant, dans un renflement de la paroi extérieure. Afin d'obtenir un refroidissement plus rapide du four, on peut prévoir l'utilisation d'une soufflante ou de canaux de refroidissement pour un fluide de refroidissement. Un tel four est avantageux et d'un prix intéressant, étant donné que sa fabrication ne nécessite aucune matière première sortant de l'ordinaire ou de grande valeur. Sa masse inerte du point de vue thermique est faible et permet par conséquent, surtout en liaison avec une bonne isolation et un bon dispositif de refroidissement, une succession rapide d'essais. L'agencement, selon l'invention, du filament chauffant empêche la formation d'un champ magnétique dans l'espace intérieur du four. A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement aux dessins annexés une forme de réalisation de l'objet de l'invention. La figure 1 représente la paroi intérieure d'un four comportant le filament chauffant disposé dans les petits tubes ; et la figure 2 représente une vue à plus grande échelle d'une partie d'une coupe prise transversalement par rapport à l'axe du four. Le four 10 comporte une paroi 12 possédant essentiellement la forme d'un cylindre ouvert à sa partie inférieure et à sa partie supérieure. Cette paroi 12 comporte une paroi intérieure mince 14, par exemple en acier réfractaire et résistant à la corrosion, qui limite un espace intérieur 16 du four. La paroi 12 comporte en outre une paroi extérieure 18 concentrique à la paroi intérieure 14 et qui constitue la limite extérieure du four 10. Entre la paroi intérieure 14 et la paroi extérieure 18 se trouve disposé un filament chauffant 20 qui forme des boucles continues essentiellement en forme de U, dont les- parties rectilignes s'étendent parallèlement à l'axe du four 10 et sont reliées par des parties recourbées de forme approximativement semicirculaire.Les parties rectilignes du filament chauffant 20, qui s'étendent sur toute la hauteur du four 10, sont entourées par des petits tubes céramiques 22 à paroi mince. Ces petits tubes 22 sont, pour leur part, reliés au moyen d'un ciment céramique 24 à la surface extérieure de la paroi intérieure 14. De cette manière d'une part, ils sont fixes et, d'autre part, la surface disponible pour la transmission de chaleur du filament chauffant 20 vers la paroi intérieure 14 est accrue. Un papier isolant 26 pouvant être comprimé est enroulé autour de la paroi intérieure munie des petits tubes 24 et remplit l'espace restant libre situé entre la paroi intérieure et la paroi extérieure. Un capteur de température 30 d'un dispositif non représenté de régulation de la température est situé dans un renflement particulier 28 de la paroi extérieure 18, mais en étant disposé à l'intérieur du papier isolant 26. A la place du papier isolant, on peut également utiliser un matériau isolant pulvérulent, par exemple de l'oxyde d'aluminium. L'évacuation de la chaleur s'effectue essentiellement par l'intermédiaire de la paroi extérieure 18. Afin d'accélérer l'évacuation de la chaleur aussi bien à la fin d'un essai que, le cas échéant, pendant cet essai, il est prévu des canaux 32 situés à proximité de la paroi extérieure et qui sont parcourus par un fluide de refroidissement. Sinon, on peut utiliser une soufflante permettant de réaliser le refroidissement controlé de la paroi extérieure 18. Le four conforme à l'invention peut être utilisé avantageusement non seulement dans le domaine de l'analyse thermique, mais également dans d'autres domaines d'application, par exemple entant que four du type moufle. REVENDICATIONS 1. Four, utilisable notamment pour des essais d'analyse thermique, comportant une paroi intérieure autour de laquelle s'étend un filament chauffant, caractérisé par le fait que le filament chauffant (20) forme des boucles dont les parties rectilignes s'étendent parallèlement à l'axe de la paroi intérieure (14), à proximité de cette dernière, et sont reliées par des parties recourbées de forme approximativement semi-circulaire. 2. Four selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parties rectilignes du filament chauffant (20) sont entourées par des tubes (22) en matériau céramique. 3. Four selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tubes (22) sont reliés par une matière conduisant la chaleur, par exemple un ciment céramique (24), à la paroi intérieure (14) du four (10). 4. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une paroi extérieure (18) entourant coaxialement la paroi intérieure (14), l'espace compris entre la paroi intérieure (14) et la paroi extérieure (18) étant rempli par un matériau isolant (26). 5. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau isolant est un papier isolant (26) pouvant être comprimé. 6. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau isolant est pulvérulent. 7. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un capteur de température (30) est disposé dans un renflement (28) de la paroi extérieure (18), à l'intérieur du matériau isolant (26). 8. Four selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu, entre la paroi intérieure (14) et la paroi extérieure (18), des canaux (32) par lesquels un fluide de refroidissement peut être véhiculé en vue d'assurer le refroidissement du four. 9. Four selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une soufflante est installée en vue de réaliser le refroidissement du four.