Brevet FR2823197A1 — publié le 20021011

TUBULURE L'invention concerne une tubulure destinée à conduire un bain de verre fondu ou à être plongée dans un bain de verre fondu. L'invention concerne une tubulure pour la technique de la production du verre. De telles tubulures trouvent leur utilisation dans différentes étapes du processus de production du verre, par exemple dans la fusion du verre, dans l'affinage, dans l'homogénéisation ou dans le conditionnement. La tubulure dont il s'agit ici peut être utilisée pour conduire un courant de verre fondu, et plus précisément dans une direction quelconque, verticalement ou horizontalement, elle sert aussi à apporter de la chaleur au bain fondu. Les spécifications de qualité des verres optiques sont très sévères. Pour cette raison, lors du processus de production du verre, on doit veiller à ce que les impuretés de toutes sortes ne s'introduisent pas dans le bain fondu. Ceci concerne, par exemple, des produits d'oxydation qui peuvent être produits par des bains fondus chimiquement agressifs. L'invention a pour but de créer une tubulure qui ne détériore pas la qualité du verre, en particulier en ce qui concerne sa pureté, qui puisse en outre chauffer efficacement un bain fondu et plus précisément, soit sous la forme d'un courant de verre fondu qui passe dans la tubulure, soit sous la forme d'un bain fondu stagnant dans lequel on plonge la tubulure. Enfin, la tubulure doit pouvoir être fabriquée de façon économique et aussi simple que possible et elle doit comprendre un nombre de pièces aussi faible que possible. Ce problème est résolu par les caractéristiques suivantes : - la tubulure comprend un noyau porteur fait d'une matière à haute résistance à la température ; la tubulure comprend une gaine qui entoure entièrement le noyau porteur, et est composée d'une matière conductrice de l'électricité ; la gaine comprend un manchon intérieur qui, en fonctionnement, est en contact avec le bain de verre fondu, ainsi qu'un manchon extérieur ; - les deux manchons sont assemblés, à une extrémité du noyau porteur, de manière étanche aux gaz et par une liaison conductrice de l'électricité ; - chacun des deux manchons est connecté, à l'autre extrémité du noyau porteur, à une électrode ; - entre le noyau porteur et la gaine, se trouve une barrière de diffusion isolante de l'électricité ; - le vide peut être fait dans l'espace entouré par la gaine. Selon l'invention, une telle tubulure est composée d'un noyau porteur fait d'une matière à haute résistance à la température. Le noyau porteur est composé, dans le mode le plus avantageux, d'un métal réfractaire, comme, par exemple, le molybdène, le tungstène. Toutefois, il peut aussi être composé d'une céramique appropriée, par exemple de nitrure de silicium ou d'oxyde d'aluminium. Le noyau porteur est entouré d'une gaine qui est composée d'une matière conductrice de l'électricité et qui, en service, entre en contact avec le bain de verre fondu. Entre la gaine et le noyau porteur se trouve une barrière de diffusion. Celle-ci est en général composée d'une matière céramique, par exemple, d'oxyde d'aluminium ou d'oxyde de zirconium. La gaine entre directement en contact avec le bain fondu. Elle doit donc être compatible avec le verre, même dans le cas de bain de verre agressif. Enfin, elle doit être étanche au vide. En effet, selon l'invention, on fait le vide dans l'espace enfermé par la gaine. Ceci a les deux raisons suivantes : la matière du noyau porteur est éventuellement très sensible à l'oxydation. En faisant le vide, on réduit le risque d'oxydation. Par ailleurs, lorsqu'on fait le vide, la gaine, qui peut avoir une très faible épaisseur, s'applique étroitement contre la barrière de diffusion, ce qui améliore la rigidité et, de cette façon, la résistance mécanique de l'unité complète. La gaine comprend un manchon extérieur et un manchon intérieur. A une extrémité de la tubulure, ces deux manchons sont reliés l'un à l'autre de manière étanche au gaz et de façon conductrice de l'électricité. Au contraire à l'autre extrémité, ils sont simplement reliés de manière étanche au gaz, mais isolés électriquement l'un de l'autre. Des électrodes sont connectées à ces extrémités isolées électriquement. On peut appliquer une tension aux deux électrodes et, ainsi, fermer un circuit. Le courant circule alors à travers la gaine et, plus précisément, à travers le manchon extérieur de la gaine, puis dans le manchon intérieur de la gaine et revient à l'autre électrode ou, encore dans le sens inverse. L'invention est expliquée de façon plus détaillée en regard du dessin. Sur ce dessin, on a représenté en particulier : La figure 1 montre une tubulure dans une coupe longitudinale. La figure 2 montre, dans une représentation schématique et en élévation, l'installation pour l'affinage d'un bain de verre sous dépression. La tubulure comprend un noyau porteur 1. Le noyau porteur 1 est de forme cylindrique. Il peut aussi présenter une section autre que la section circulaire, par exemple il peut être de forme ovale ou polygonale. Le noyau porteur 1 est composé d'une matière à haute résistance à la température, dans le cas considéré, d'un métal réfractaire tel que le molybdène. Il peut aussi être constitué par une céramique. Le noyau porteur 1 est enveloppé d'une gaine 2. La gaine 2 est conductrice de l'électricité. Elle est composée d'un alliage de métaux nobles, par exemple PtRhlO, Ptlrl, sous la forme d'une tôle mince (tôle laminée de faible épaisseur). La gaine 2 entre directement en contact avec le bain de verre et elle doit donc être capable de résister même aux verres agressifs. La gaine 2 présente comme constituant essentiel un manchon intérieur 2.1, ainsi qu'un manchon extérieur 2.2. A l'extrémité inférieure de la tubulure, les deux manchons sont assemblés entre eux par une rondelle annulaire inférieure 2.3 formant à la fois un joint étanche aux gaz et une liaison conductrice de l'électricité. Dans la région supérieure de la tubulure, le manchon intérieur 2.1 est coudé vers l'extérieur, de sorte qu'il forme une rondelle annulaire supérieure 2.4. Le manchon extérieur 2.2 est lui aussi coudé vers l'extérieur et forme une rondelle annulaire centrale 2.5. Une-électrode est connectée à chacune des rondelles annulaires. Elle comprend plus précisément, une électrode 3.1 de manchon intérieur, connectée au manchon intérieur, et une électrode 3.2 de manchon extérieur, connectée au manchon extérieur. On remarque en outre deux bagues en céramique, à savoir une bague en céramique supérieure 4.1 et une bague en céramique inférieure 4.2. Ces deux bagues forment, avec la collerette 1.1 du noyau porteur 1, dans une certaine mesure, un ensemble solide qui est plus ou moins entouré par les électrodes 3.1, 3.2 ; Le noyau porteur 1 est par ailleurs directement entouré, sur toute sa longueur, par une barrière de diffusion (la barrière de diffusion est agencée entre le noyau porteur 1 et la gaine 2), plus précisément sous la forme d'un manchon 4.3 et d'un manchon 4.4. Dans le cas présent, les deux manchons sont composés d'une matière céramique stable à la température. Par ailleurs, une rondelle annulaire est prévue comme élément de liaison entre les manchons 4.3 et 4.4, à l'extrémité inférieure de la tubulure. La barrière de diffusion est en même temps un isolant électrique. Les deux électrodes 3.1 et 3.2 sont vissées l'une à l'autre-voir les vis 5. Toutefois, elles sont isolées électriquement l'une de l'autre par des rondelles isolantes 6, de même que les vis naturellement. Afin que l'on puisse faire le vide dans l'espace enveloppé par la gaine 2, il est prévu une bague torique 7. Cette bague est serrée entre les deux électrodes 3.1 et 3.2. L'ensemble de la construction des électrodes sert aussi à donner appui à la tubulure vers l'extérieur. La tubulure peut être fixée à d'autres appareils au moyen des électrodes 3.1, 3.2. Les électrodes 3.1, 3.2 sont faites d'une matière métallique étanche au vide et solide, par exemple d'acier inoxydable. Pour la protection contre la surchauffe, elles sont munies de tubes de refroidissement soudés 8.1, 8.2 ; On remarque encore un petit tube d'évacuation 9. Par ce moyen, on peut aspirer des gaz qui se trouvent dans l'espace enfermé dans la gaine 2, afin de faire le vide dans cet espace. L'installation représentée sur la figure 2 comprend un premier bassin 10 destiné à recevoir un bain de verre fondu qu'il s'agit d'affiner. Elle comprend aussi un deuxième bassin 11 destiné à recevoir le bain fondu affiné. Au-dessus des deux bassins 10,11 se trouve un dispositif d'affinage 12. Ce dispositif est parcouru par le bain de verre fondu. Sur son trajet, le bain de verre fondu est exposé à une dépression. Deux tubulures 2,20 font partie du dispositif d'affinage 12. Les deux tubulures sont construites selon l'invention. Elles peuvent être construites comme la tubulure 2 selon la figure 1 dans tous leurs détails ou sensiblement ainsi. Le dispositif d'affinage à dépression 12 cité a une configuration d'un U inversé. Il présente une barre horizontale 12.1, un tube montant 12.2 ainsi qu'un tube descendant 12. 3. Le tube montant 12. 2 est raccordé à la tubulure 2 et la tubulure 20 est raccordée au tube descendant 12.3. L'installation fonctionne comme suit : A une entrée A est acheminé au bassin 10 un bain fondu qu'il s'agit d'affiner. Le bain fondu est alors extrait du bassin 10 à travers la tubulure 2. Ce bain s'élève vers le haut en passant par le tube montant 12.2, il parcourt la barre 12.1, parvient au tube descendant 12.3 et s'écoule dans le deuxième bassin 11 en passant par la tubulure 20. Maintenant, il est affiné et extrait au droit d'une sortie B. On peut faire fonctionner l'installation en continu. Ceci signifie qu'à l'entrée A, on achemine par unité de temps autant de bain fondu qu'il en est soutiré à la sortie B. Comme on le voit, les deux bassins 10, 11 sont réunis en construction. Ils sont seulement séparés l'un de l'autre par une cloison 13. Le dispositif d'affinage 2 est réglable en hauteurvoir la double flèche-dans la barre transversale 12.1. Toutefois, il est aussi possible de déplacer seulement une des deux tubulures, ou encore les deux tubulures 2,20 séparément, en hauteur, de sorte que, par exemple, la tubulure 2 peut être élevée et abaissée dans le tube montant 12.2 ou la tubulure 20 dans le tube descendant 12.3. REVENDICATIONS 1. Tubulure destinée à conduire un bain de verre fondu ou à être plongée dans un bain de verre fondu, ainsi qu'à chauffer un tel bain ; - comprenant un noyau porteur (1) fait d'une matière à haute résistance à la température ; - comprenant une gaine (2) qui entoure entièrement le noyau porteur (1), et est composée d'une matière conductrice de l'électricité ; - la gaine comprend un manchon intérieur (2.1) qui, en fonctionnement, est en contact avec le bain de verre fondu, ainsi qu'un manchon extérieur (2.2) ; - les deux manchons (2.1, 2.2) sont assemblés, à une extrémité du noyau porteur (1), de manière étanche aux gaz et par une liaison conductrice de l'électricité ; - chacun des deux manchons (211, 2.2) est connecté, à l'autre extrémité du noyau porteur (1), à une électrode (3.1, 3.2) ; - entre le noyau porteur (1) et la gaine (2), se trouve une barrière de diffusion isolante de l'électricité (4.3, 4.4) ; - le vide peut être fait dans l'espace entouré par la gaine (2). 2. Tubulure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le noyau porteur est composé d'un métal réfractaire ou d'une céramique. 3. Tubulure selon la revendication 2, caractérisée en ce que le noyau porteur (1) est composé de molybdène. 4. Tubulure selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la barrière de diffusion est composée de céramique. 5. Tubulure selon la revendication 4, caractérisée en ce que la barrière de diffusion comprend un manchon intérieur (4.3) qui est disposé entre le noyau porteur (1) et le manchon intérieur (2.1) de la gaine, ainsi qu'un c manchon extérieur (4. 4) qui est disposé entre le noyau porteur (1) et le manchon extérieur (2. 2) de la gaine (2). 6. Tubulure selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la gaine est composée d'une tôle faite d'un alliage de métaux nobles, qui est laminée à une faible épaisseur. 7. Utilisation d'une tubulure selon une des revendications 1 à 6, en tant que partie d'un dispositif d'affinage sous dépression (12). 8. Utilisation d'une tubulure selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif d'affinage à dépression (12) est réglable en hauteur, soit en totalité, soit en partie. 9. Utilisation d'une tubulure selon une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que la tubulure est raccordée à l'extrémité inférieure d'un tube montant (12 ; 2) et/ou d'un tube descendant (12.3) appartenant au dispositif d'affinage sous dépression.