Brevet FR2741227A1 — publié le 19970516

La présente invention concerne une électrode, notamment destinée à être utilisée dans des fours de fusion du verre. Bien que plus particulièrement destinée à de telles applications, I'invention pourra également être utilisée dans tous les secteurs de l'activité économique dans lesquels on est amené à employer des procédés de traitement mettant en oeuvre des électrodes comme, notamment, dans la fusion des métaux et alliages métalliques. Actuellement, dans ces domaines, on connaît de nombreux types d'électrodes différentes. Elles sont constitués, par exemple, d'un support et d'un embout plongeant. Afin d'éviter la détérioration des matériaux qui les constitue lorsque les températures atteintes au cours du traitement risquent de dépasser leur point de fusion ou de sublimation en présence d'oxygène, on a développé des électrodes munies de circuits de refroidissement par fluide. Bien que satisfaisantes dans certains cas, de telles électrodes présentent de nombreux inconvénients. En effet, on constate, après un temps d'utilisation assez court, qu'elles sont fortement altérées et ceci, notamment, dans les zones où le matériau constituant l'embout est en contact avec le fluide de refroidissement. Certaines présentent ainsi des circuits de refroidissement dont les dimensions ont été localement modifiées. Ceci entraîne, notamment, une diminution de leur étanchéité, de leur résistance mécanique et de leur conductibilité électrique. Ceci peut également provoquer des risques de surchauffe locale de l'électrode etlou une pollution du circuit de refroidissement, la présence de matière en provenance de l'embout ayant été constatée. Ces disfonctionnements finissent de plus par altérer rapidement le traitement du bain dans lequel de telles électrodes sont plongées. Le but de la présente invention est de proposer une électrode qui pallie les inconvénients précités et permette de protéger les matériaux qui la constituent de toute altération, notamment au niveau des zones où ils sont en contact avec un fluide, notamment de refroidissement. Un autre but de la présente invention est de proposer une électrode dont la durée de vie soit prolongée. Un avantage de la présente invention est d'être facilement adaptable sur les électrodes préexistantes. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n'est donnée qu'à titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. La présente invention concerne une électrode, notamment destinée à être utilisée dans des fours de fusion du verre, comportant un support, électriquement conducteur, apte à permettre la circulation d'un fluide, notamment de refroidissement, et un embout plongeant, également électriquement conducteur, comprenant une extrémité distale et une extrémité proximale, ladite extrémité proximale étant apte à être assujettie au support et définissant une interface entre ledit embout et ledit fluide, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens pour protéger le matériau constituant l'embout d'un contact direct avec ledit fluide, prévu sur au moins une partie de ladite interface. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre accompagnée des dessins en annexe qui en font partie intégrante. La figure 1 présente un exemple d'électrode conforme à l'invention plongeant dans un bain, notamment de verre. La figure 2 détaille, selon une coupe axiale partielle, la zone repérée II de la figure 1. La figure 3 décrit un exemple de réalisation d'un des éléments de l'invention, repéré III à la figure 2. La figure 4 décrit, selon une coupe axiale, un autre mode de réalisation, conforme à l'invention, de l'élément représenté à la figure 3. La présente invention concerne une électrode, notamment destinée à être utilisée dans des fours de fusion du verre. Bien que plus particulièrement destinée à de telles applications, elle pourra être également utilisée dans tous les secteurs de l'activité économique dans lesquels on est amené à mettre en oeuvre des électrodes. A la figure 1, on observe un exemple d'électrode 1, conforme à l'invention, plongeant dans un bain notamment de verre 2. Selon le mode de réalisation illustré, ladite électrode 1, orientée verticalement, est introduite dans le bain 2 par le haut. Selon d'autres modes, elle peut également être introduite dans ledit bain 2 par le bas et/ou être orientée selon des directions obliques ou horizontales. L'électrode 1 comporte un support 3 et un embout plongeant 4, tous deux électriquement conducteurs. Afin d'éviter une surchauffe de l'électrode 1 et, plus particulièrement, de son embout 4, le support 3 permet la circulation d'un fluide, notamment destiné à assurer le refroidissement, tel que de l'eau par exemple. Pour cela, comme plus particulièrement illustré dans la zone représentée en coupe partielle, le support 3 présente, par exemple, une structure tubulaire. Un tube externe 5 assure, notamment, la résistance mécanique et la conductibilité électrique de l'électrode 1. A ce sujet, il est à noter que ledit tube externe 5 peut être constitué, notamment, de deux couches de matériaux différents, I'une externe assurant la résistance mécanique, et l'autre interne assurant la conduction du courant. II peut s'agir, par exemple, respectivement d'acier inoxydable et de cuivre. Par ailleurs, un tube interne 6, orienté de manière coaxiale au tube externe 5, permet la circulation du fluide. Ainsi, selon l'exemple représenté, le fluide est acheminé en direction de l'embout plongeant 4 à l'intérieur du tube interne 6, selon la flèche repérée 7. Il est ensuite évacué dans le sens opposé, comme indiqué par les flèches repérées 8, entre la face externe du tube interne 6 et la face interne du tube externe 5. L'embout plongeant 4 comprend une extrémité distale 9 et une extrémité proximale 10, apte à être assujettie au support 3. Selon l'exemple de réalisation illustré, L'embout plongeant 4 présente une forme cylindrique. II peut être constitué, notamment, d'une seule pièce en un matériau disposant d'une bonne conductibilité électrique, afin d'éviter toute porosité quelconque et peut également être constitué de plusieurs parties assemblées entre elles, par exemple, par vissage. Le matériau constitutif de l'embout 4 peut notamment être du molybdène ou un autre matériau résistif. Le ou les matériaux choisis présentent d'ailleurs, généralement, des points de fusion ou de sublimation assez bas. C'est souvent la raison pour laquelle il est ainsi nécessaire de prévoir une circulation de fluide dans l'électrode 1 afin, notamment, d'assurer leur refroidissement. L'alimentation en fluide et l'alimentation électrique ne sont pas représentées. Elles sont constituées de dispositifs connus de l'homme de l'art connectés à l'électrode 1, notamment, au niveau du support 3, au voisinage de son extrémité opposée à celle reliée avec l'embout 4. Cette dernière est détaillée à la figure 2. On observe ainsi que l'extrémité proximale 10 de l'embout 4 définit une interface 11 entre ledit embout 4 et le fluide. Afin d'éviter une altération et un vieillissement prématuré, 'électrode 1 comprend des moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 d'un contact direct avec ledit fluide. Lesdits moyens 12 sont prévus sur au moins une partie de l'interface 11. A la figure 2, on remarque également que l'embout 4 est assujetti au support 3, par exemple, par l'intermédiaire d'un filetage 13 coopérant avec un taraudage 14 prévu dans le tube externe 5 du support 3. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, L'embout plongeant 4 comprend, au niveau de l'extrémité proximale 10 un alésage 15, apte à permettre la circulation du fluide en connexion avec ladite circulation prévue dans le support 3. Comme représenté, ledit alésage 15 est notamment orienté axialement et sa profondeur est limitée à l'extrémité proximale 10 de l'embout 4. Le tube interne 6 du support 3 présente, par exemple, en regard de l'alésage 15, un prolongement 16 débouchant au-delà dudit support 3 et introduit dans ledit alésage 15, notamment, sur la presque totalité de sa profondeur. Selon le mode de réalisation illustré, I'interface 11 entre l'embout 4 et le fluide circulant est définie par la surface interne 17 de l'alésage 15 et la surface supérieure 18 de l'extrémité proximale 10 de l'embout 4. De plus, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant ledit embout 4 sont prévus sur au moins toute ladite interface 11. Par ailleurs, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 sont constitués, notamment, d'un matériau thermiquement et/ou électriquement conducteur. Ce dernier sera en outre, éventuellement, inoxydable et/ou apte à former une couche d'oxyde auto-protectrice. II pourra s'agir, par exemple, d'un métal présentant un point de fusion relativement élevé. Ainsi, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 sont constitués, notamment, de cuivre ou d'un alliage de cuivre. Ces moyens 12 doivent être conçus et mis en oeuvre, par exemple par un ajustement soigné, de telle façon qu'il y ait un bon échange thermique entre le fluide de refroidissement et le matériau constituant l'embout 4, par l'intermédiaire desdits moyens 12. Selon l'exemple représenté, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout présentent au niveau de l'alésage 15 une épaisseur variant de 5 à 25 % du diamètre dudit alésage 15, prévu de section circulaire. A la figure 3, on constate que les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 sont constitués, par exemple, d'un doigt 19 présentant une tête 20, apte à coopérer avec la surface supérieure 18 de l'extrémité proximale 10 dudit embout 4, et un corps 21, apte à coopérer avec la surface interne 17 de l'alésage 15. Si l'on se reporte de nouveau à la figure 2, on observe que la tête 20 du doigt 19 présente une forme permettant d'assurer une étanchéité optimale de l'électrode 1 et un passage du courant entre le support 3 et l'embout 4 avec un minimum de perte électrique. II pourra s'agir, notamment, d'une forme tronconique, la paroi interne du tube externe 5 étant usinée de manière correspondante. Selon le mode de réalisation particulier du doigt 19 représenté à la figure 4, la tête 20 constitue un capuchon 22, apte à recouvrir, outre sa surface supérieure 18, les flancs de l'extrémité proximale 10 de l'embout 4 situés au voisinage de ladite surface supérieure 18. Selon un premier mode de réalisation, le doigt 19 est amovible. II est alors ajusté dans l'alésage 15 de manière à permettre un contact sans jeu entre ledit doigt 19 et le matériau constituant l'embout 4. Si nécessaire, cet ajustement est effectué avec déformation de matière. Ainsi, le doigt 19 est, par exemple, emmanché à force dans l'alésage 15. De manière préférentielle, ce doigt 19 est réalisé en une seule pièce dans la masse, sans brasure, afin de supprimer tout risque d'infiltration du liquide de refroidissement dans le matériau constitutif de l'embout 4. Selon un autre mode de réalisation, les moyens 12 pour protéger le matériau constituant l'embout 4 sont constitués par une couche de matière déposée sur l'interface 11. Naturellement, d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'homme de l'art, auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de la présente demande. REVENDICATIONS 1. Electrode (1), notamment destinée à être utilisée dans des fours de fusion du verre, comprenant un support (3), électriquement conducteur, apte à permettre la circulation d'un fluide, notamment de refroidissement, et un embout plongeant (4), également électriquement conducteur, comprenant une extrémité distale (9) et une extrémité proximale (10), ladite extrémité proximale (10) étant apte à être assujettie au support (3) et définissant une interface (11) entre ledit embout (4) et ledit fluide, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens (12) pour protéger le matériau constituant l'embout (4) d'un contact direct avec ledit fluide, prévus sur au moins une partie de ladite interface (11). 2. Electrode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'embout plongeant (4) comprend, au niveau de ladite extrémité proximale, un alésage (15), apte à permettre la circulation du fluide en connexion avec ladite circulation prévue dans le support (3), ladite interface (11) étant définie par la surface interne (17) dudit alésage (15) et la surface supérieure (18) de ladite extrémité proximale (10), et lesdits moyens (12) pour protéger ledit matériau constituant l'embout (4) étant prévus sur au moins toute ladite interface (11). 3. Electrode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens (12) pour protéger le matériau constituant l'embout (4) sont constitués d'un matériau thermiquement conducteur. 4. Electrode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens (12) pour protéger le matériau constituant l'embout (4) sont constitués d'un matériau électriquement conducteur. 5. Electrode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens (12j pour protéger le matériau constituant l'embout (4) sont constitués par un matériau inoxydable et/ou apte à former une couche d'oxyde auto-protectrice. 6. Electrode selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens (12) pour protéger le matériau constituant l'embout (4) sont constitués de cuivre ou d'un alliage de cuivre. 7. Electrode selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens (12) pour protéger le matériau constituant l'embout (4) présentent au niveau de l'alésage (15) une épaisseur variant de 5 % à 25 % du diamètre dudit alésage (15) prévu de section circulaire. 8. Electrode selon la revendication 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens (12) pour protéger le matériau constituant l'embout (4) sont constitués d'un doigt (19) présentant une tête (20), apte à coopérer avec ladite surface supérieure (18) de ladite extrémité proximale (10), et un corps (21), apte à coopérer avec ladite surface interne (17) dudit alésage (15). 9. Electrode selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit doigt (19) est amovible. 10. Electrode selon la revendication 8, caractérisée par le fait que ledit doigt (20) est emmanché à force dans l'alésage (15). 11. Electrode selon la revendication 8, caractérisé par le fait que ledit doigt (19) est réalisé en une seule pièce dans la masse, sans brasure.