Brevet FR2622382A2 — publié le 19890428

FR 2622382 A2 19890428 FR 8714533 A 19871021 Dispositif de chauffage électrique comortant une saine métallique associé à un circuit d'alimentation en aaz inerte La presente invention concerne un perfectionnement apporté au dispositif de chauffage électrique à résistance du type comprenant un élément chauffant allongé en graphite, sensiblement cylindrique, entouré par une gaine en matériau réfractaire délimitant autour de l'élément chauffant une chambre étanche, ce perfectionnement s'ajoutant à ceux déjà apportés à ce type de dispositif par la demande de brevet principale FR 86 09 274. On rappellera tout d'abord que les susdits perfectionnements décrits dans la demande de brevet principale prévoyaient une gaine en tôle d'alliage métallique réfractaire résitant à la corrosion du milieu ou recouverte d'une couche métallique externe de protection d'épaisseur sensiblement constante, ladite gaine présentant des ondulations régulières agencées de telle sorte que la surface interne de la gaine voit directement l'élément chauffant et que la surface d'échange du dispositif avec le milieu soit augmentée de ce fait. A titre auxiliaire, la demande de brevet principale précisait les matériaux utilisables pour cette gaine et pour son éventuel revetement, ainsi que des dispositions constructives concernant la forme et la dimension des ondulations. Les dispositifs agencés conformément à la demande de brevet principale donnent satisfaction. Cependant, la protection de l'élément chauffant en graphite contre l'oxydation qui s'effectue par le monoxyde de carbone formé par l'élément chauffant lors de la première mise en oeuvre du dispositif, ou plus généralement le gaz contenu au préalable dans ladite chambre étanche, n'étant pas renouvelé, ne permet pas toujours d'atteindre une durée de vie de l'élément en carbone très importante. La présente demande de certificat d'addition a pour but de proposer une solution technique permettant d'atteindre une durée de vie du dispositif importante grâce à une meilleure protection de l'élément chauffant en graphite contre l'oxydation, avec un dispositif peu coûteux, simple à mettre en oeuvre et de maintenance aisée. Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif de chauffage électrique du type ci-dessus défini, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un circuit d'alimentation en gaz inerte connecté à la chambre étanche et comportant d'une part un réservoir de gaz inerte sous pression, propre à alimenter ladite chambre en gaz inerte lorsque la pression dans ladite chambre descend en dessous d'une première valeur prédéterminée et d'autre part, une soupape de décompression propre à décomprimer ladite chambre lorsque sa pression monte au-dessus d'une seconde valeur prédéterminée. Dans un mode de réalisation avantageux, le circuit d'alimentation en gaz inerte comporte une capacité tampon et un dispositif de régulation automatique de la pression à l'intérieur de cette capacité. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère au dessin unique qui l'accompagne et qui est une vue schématique d'un dispositif de chauffage selon l'invention comportant un circuit d'alimentation en gaz inerte. Il est tout d'abord indiqué que les références numériques utilisées sur cette figure sont les mêmes que celles utilisées pour la demande de brevet principale pour désigner les mêmes pièces. Sur la figure apparaît un mode de réalisation du dispositif de chauffage électrique agencé selon l'invention et qui, conformément aux enseignements de la demande de brevet principale FR 86 09 274, est formé essentiellement d'une gaine 3 délimitant autour de l'élément chauffant 1 situé à l'intérieur de ladite gaine une chambre étanche 4. La gaine est en tôle d'alliage métallique réfractaire résistant à la corrosion du milieu dans lequel elle est placée et peut être recouverte d'une couche externe de protection d'épaisseur sensiblement constante. Elle présente des ondulations régulières comme mentionné dans la demande de brevet principale. Les connexions électriques de l'élément chauffant en graphite sont constituées par des barres en acier 8 (représentées en pointillé) connectées aux bornes 9 d'alimentation en courant de l'élément chauffant 1. La platine 10 permet le supportage de l'élément chauffant, l'obturation du dispositif et l'isolation électrique entre les bornes. En refermant le dispositif de façon étanche, la plaque 10 permet la rétention du gaz de protection contre l'oxydation, (par exemple du monoxyde de carbone formé dans la chambre de rétention 4 lors de la première mise en chauffe). A la place de la soupape 21 mentionnée dans le brevet principal, on vient connecter le circuit d'alimentation 22 qui fait l'objet de la présente addition. Ce dispositif 22 comporte une capacité tampon 23 connectée à la chambre étanche 4 par l'intermédiaire d'un tuyau 25 que l'on vient raccorder en 26 sur un tube 26a, issu du dispositif. Le circuit 22 comporte par ailleurs une soupape 27 analogue à la soupape 21 de la demande principale et un réservoir 28 en gaz inerte sous pression, par exemple de l'argon. La capacité tampon 23 est munie d'un organe (pressostat) 29 de mesure de pression propre à commander une vanne de régulation 30 servant à alimenter la capacité tampon 23 à partir du réservoir de gaz inerte 28 via un détendeur (non représenté). Un clapet anti-retour 31 est par ailleurs prévu sur l'alimentation en gaz inerte de cette capacité tampon. Le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus est le suivant - le dispositif (froid) est mis en place dans le milieu à chauffer, puis raccordé électriquement à une source de puissance, la chambre étanche 4 scellée hermétiquement par la platine 10, contenant de l'air à la pression atmosphérique - le circuit d'alimentation 22 est ensuite raccordé au dispositif en 26 - lors de la première mise en chauffe, le graphite et l'oxygène de l'air contenu dans la gaine réagissent pour donner du CO qui assure alors la protection de l'élément chauffant 1 contre l'oxydation; la dilatation provoquée par l'échauffement des ' gaz contenus dans la chambre étanche 4 entraîne alors la montée en pression de la chambre et de la capacité tampon 23. La soupape 27 s'ouvre alors pour décomprimer jusqu'à ce que la pression vienne à une pression de consigne correspondant au tarage de la soupape 27 - ensuite, lors du fonctionnement de l'élément chauffant, celui-ci, qui est prévu pour chauffer à une température donnée un milieu qui n'est pas forcément thermiquement stable (par exemple le lit fluidisé d'un four de décarbonatation) est amené à osciller entre des réchauffements et des refroidissements successifs pour maintenir ladite température du milieu à sa valeur de consigne. Lorsqu'il y a refroidissement, les gaz de la chambre étanche 4 et de la capacité tampon 23 se contractent et entrainent une baisse de pression dans la chambre étanche 4.L'organe de contrôle de pression et de mesure 29 actionne alors la vanne 30 et permet l'entrée de gazinerte à partir du réservoir 28 jusqu'au rétablissement de la pression nominale de fonctionnement (consigne). Inversement et comme décrit précédemment lors de la première mise en chauffer lorsqu'il y a réchauffement, les gaz de la chambre étanche 4 et de la capacité tampon 23 s'échappent par la soupape 28. Il s'en suit un renouvellement partiel et progressif de l'atmosphère de gaz à l'intérieur de la chambre étanche lors des refroidissements et réchauffements successifs, qui accroît la longévité de l'élément en graphite 1. Comme il va de soi et comme il en résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ces modes d'application et de réalisation plus spécialement envisagés. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes, par exemple celles où les première et seconde valeur de pression prédéterminées (consigne) sont sensiblement identiques en légère surpression par rapport à la pression du milieu. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage électrique d'un milieu comprenant un élément chauffant (1) allongé en graphite sensiblement cylindrique entouré par une gaine (3) délimitant autour de l'élément chauffant une chambre étanche (4), ladite gaine (3) étant en tôle d'alliage métallique réfractaire résistant à la corrosion du milieu ou recouverte d'une couche (5) métallique externe de protection d'épaisseur sensiblement constante, et présentant des ondulations régulières agencées de telle sorte que la surface interne de la gaine voit directement l'élément chauffant (1) et que la surface d'échange (7) du dispositif avec le milieu soit augmentée, selon la revendication 2 de la demande de brevet principale FR 86 09 274, caractérisé en ce que le dispositif comporte de plus un circuit d'alimentation en gaz inerte connecté à la chambre étanche (4) et comportant d'une part un réservoir (28) de gaz inerte sous pression, propre à alimenter ladite chambre (4) en gaz inerte lorsque la pression dans ladite chambre descend en dessous d'une première valeur prédéterminée et d'autre part, une soupape (27) de décompression propre à décomprimer ladite chambre (4) lorsque sa pression monte au-dessus d'une seconde valeur prédéterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation (22) en gaz inerte comporte une capacité tampon (23) et un dispositif (29, 30) de régulation de la pression à l'intérieur de cette capacité. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première et la seconde valeur prédéterminée de la pression sont sensiblement identiques, légèrement supérieure à la pression du milieu.