Brevet FR3035396A1 — publié le 20161028

Description L'invention est relative à un four électrique portatif de recuisson de perles de verres : - dont le poids est inférieur à 15 Kg de façon à pouvoir être facilement manutentionné, - à faible consommation électrique aux fins d'être utilisé sur n'importe quel réseau domestique. Ce four s'adresse aux personnes exerçant une activité de perlier de verre (artisanal et artistique), qui ont besoin d'un four à recuisson facilement déplaçable pouvant se brancher sur n'importe quel réseau électrique, aux fins notamment de pouvoir exercer des démonstrations lors d'évènements culturels, où d'exercer son travail de façon itinérante en n'importe quel lieu (atelier, domicile, villégiature saisonnière, démonstrations publiques...). Etat des sachant : Sur le plan artisanal et artistique, le travail du verre nécessite de nombreuses reprises de l'objet verrier en phase de fabrication, car celui-ci est façonné par de multiples couches de verres apposées au fur et à mesure de la création de l'ceuvre. Ces apports se font Par couches de matière fondue à une température environnant 1000°Celsius. A chaque fois que l'on apporte de la matière successive, l'objet subit des chocs thermiques qui le fragilise puisque l'on créée des tensions mécaniques entre les couches de verre refroidi et le verre en fusion. Afin-d'éliminer ces tensions internes et stabiliser le verre, il est nécessaire de procéder à la recuisson afin que toutes les molécules de l'objet soient identiques de par la température homogène reçue. Pour recuire du verre il importe d'obtenir une température constante et homogène avec une température ne dépassant pas 500°C et sans choc thermique. La donnée de 500°C étant relative selon la composition du verre, la dite température pouvant varier selon les formules de verre employées. C'est à cet objet que sont destinés les fours de recuisson de perle de verre. Par ailleurs les fours de recuisson permettent de maintenir en température des pièces de verres encours de réalisation, aux fins de subir un complément de traitement nécessaire à tout moment de la journée de travail. Les objets en cours de création sont ainsi stockés dans le four à recuisson, l'artiste pouvant ainsi travailler plusieurs objets durant son cycle de travail. Lors des phases de travail et de recuisson, les perles de verre sont disposées sur des mandrins, à raison d'un mandrin par objet encours de réalisation. Ces mandrins servent à la fois à tenir la pièce encours de réalisation, et de maintenir la pièce en phase de recuisson sans qu'elle ait à toucher une paroi. Historiquement pour recuire du verre, la technologie utilisée reposait sur un chauffage par système bruleur gaz et brique réfractaire, qui ne permettait pas d'homogénéiser les températures internes en raison que les apports de gaz et comburants obligent un brassage interne de l'air qui est contradictoire avec le besoin d'obtenir une température stable. Hors le verre a besoin d'une stabilité de température en raison que les différences de températures conduisent à des chocs physiques qui ont pour conséquences mécaniques de casser l'objet. De plus les réfractaires utilisés avec cette technologie sont énergivores puisqu'il s'agit de chauffer la brique avant qu'elle ne restitue sa chaleur. Le gaz parvient toutefois à assurer une homogénéité de chauffage dès lors que la température est importante. Mais cette température importante n'est pas compatible avec les techniques de recuisson du verre puisque ce dernier nécessite une température de 500° C, au-delà de laquelle le verre est fragilisé (Par exemple à 600°C, le verre se ramollis). 3035396 2 Aux fins de parvenir à la recuisson à des températures idoines, d'autres technologies de four à recuisson électriques ont été mis en oeuvre reposant sur un système de chauffage électrique à résistance boudinée et réfractaires, utilisés principalement par des céramistes. Ils sont caractérisés par : - une isolation thermique de l'enceinte du four en brique réfractaire, 5 - l'emploi de résistances boudinées qui nécessitent leur arrêt dès que l'on ouvre la porte du four. En conséquence de ces spécification techniques, les consommations énergétiques sont importantes (environ 1500 Watts heure) et les fours ne sont pas réactifs Puisqu'il faut chauffer longtemps la brique réfractaire avec que cette dernière emmagasine les calories et assure une température homogène dans l'enceinte du four. De plus en raison de la nature des matériaux employés, ces fours sont lourds et non 10 adaptés au transport, alors que leurs utilisat'eurs sont souvent en déplacement. Présentation de l'invention L'invention est relative à un four électrique portatif de recuisson de perles de verres dont le poids est inférieur à 15 Kg de façon à pouvoir être facilement manutentionné, et à faible consommation électrique aux fins d'être utilisé sur n'importe quel réseau domestique, qui se caractérise par : 15 - une structure métallique compacte (a) (schéma 1/3) de dimension extérieure inférieure à 60cm X 25cm X 25 cm qui reçoit deux emplacements : le premier et le plus important en dimension est l'espace four (b), tandis que le second (c) est destiné à recevoir les composants électriques et la régulation du four, - une programmation électrique automatisée (r) : permettant à l'utilisateur de maintenir les 20 perles de verre en situation de reprise de fabrication durant tout le cycle de travail, et lançant le cycle de recuisson en fin de cycle de travail, - l'emploi d'une ou plusieurs résistances blindées (d) placée (s) sur la paroi intérieure haute du four. L'espace du four : 25 L'espace du four reçoit un isolant (e) en fibre minérale de 50mm d'épaisseur sur les six parois de la chambre du four sans discontinuer. Cet isolant est positionné en deux couches aux fins de constituer un recouvrement par croisement (f) (dit aussi en escalier) à tous les angles de la chambre du four, permettant d'assurer un barrage thermique total aux angles sans risque de dispersion que pourrait occasionner un interstice entre isolants. 30 Sur les parois latérale et dorsale de l'espace du four, en partie haute de la structure métallique, des ouïes (g) sont réalisées pour effectuer une convection naturelle de l'air qui favorise le refroidissement des calories hors de la chambre de four, et assure ainsi le refroidissement de la structure métallique. Sur le devant du four, une ou plusieurs portes (h) recouvrent la totalité de l'ouverture haute et latérale avec un débordement (i) sur l'ouverture de la chambre du four d'au moins cinq cm aux fins d'assurer la 35 parfaite étanchéité thermique sur les parties latérales et supérieures de porte. Les portes (schéma 2/3) sont totalement isolées avec le même isolant (e) de fibre minérale aux fins d'assurer l'étanchéité thermique requise. L'isolation des portes se caractérise en ce que celles-ci et l'isolant qu'elles contiennent, viennent recouvrer les ouvertures du four aux fins de ne créer aucune dispersion thermique sur les parties supérieures et latérales des portes. Plus précisément : 3035396 3 la porte reçoit un premier isolant (j) de 25 mm sur toute la surface de porte intérieure. De plus, à l'endroit de l'ouverture du four, elle reçoit une autre couche (k) de 25 mm qui vient obstruer l'ouverture du four. Par ce dispositif le four reçoit une isolation d'au moins 50 mm en continue à l'endroit des ouvertures et un recouvrement supplémentaire de 25mm sur la périphérie de l'ouverture de la chambre de four. La porte dispose d'une structure métallique qui reçoit les isolants. Cette structure métallique dispose un pli latéral (I) en partie haute sur une hauteur correspondant à l'épaisseur de l'isolant de la surface totale de la porte. Ce pli a pour objet à la fois de : - Permettre le recouvrement périphérique de l'ouverture de la chambre de four par l'isolant aux 10 fins de disposer d'une parfaite étanchéité, - Recevoir une charnière de porte (n) positionnée à l'extrémité haute de la porte, charnière fixée également sur le four, et qui assure une fermeture parfaite et automatique de la porte par phénomène d'inertie en intégrant le déport dû à l'épaisseur de l'isolant placé sur toute la périphérie de la porte. 15 La structure métallique de la porte dispose également d'un retour latéral partiel (m) destiné à recevoir une poignée qui permet d'ouvrir aisément la porte. Ce retour de tôle est caractérisé en ce qu'il est placé en périphérie de l'isolant et de la porte sans interrompre l'action de ce dernier, et permet une ouverture aisée avec une parfaite étanchéité thermique évitant de se bruler lorsque l'on actionne la porte. La porte n'est pas parfaitement jointe sur sa partie basse, en ce qu'elle laisse un jour (o) de trois 20 millimètres destiné à faire passer les mandrins sur lesquels reposent les perles de verre. En partie basse de la porte, à l'endroit où se fait le jour destiné au passage des mandrins, l'isolant reçoit une coupe (q) d'angle de 15 degrés pour laisser passer les mandrins et ne pas gêner leur position lors de l'activation de la porte (pour placer de nouveaux objets, ou retirer un objet en cours de traitement par exemple). En partie basse de la structure en dessous de l'ouverture de la chambre du four, un support mandrin (p) 25 est positionné en alignement de l'ouverture du four pour stabiliser les mandrins. Ce porte mandrin (p) se caractérise en ce qu'il est dentelé sur toute sa longueur aux fins de bloquer latéralement le mandrin, lui évitant de tourner et d'entrechoquer les pièces positionnées dans le four. Les mandrins sont posés de façon à offrir un angle de remontée de 15 degrés, les objets en traitement sont ainsi placée de façon à s'approcher de la (des) résistances électriques positionnées sur la partie supérieure de la chambre du 30 four. La programmation électrique automatisée : L'espace de programmation électrique reçoit l'ensemble du dispositif électrique et de programmation hors résistance thermiques placées en partie haute de la chambre de four. 35 Le programme (r) se caractérise en ce qu'il dispose de deux positions : l'une de travail en cours, l'autre de cycle de recuisson. L'utilisateur actionne la mise en route du four et règle la température de travail qu'il souhaite maintenir. Un voyant lumineux l'averti dès que la température est obtenue et qu'il peut ainsi commencer son travail. A tout moment durant le cycle de travail, l'utilisateur peut faire varier la température souhaitée. 3035396 4 En fin de journée lorsque l'utilisateur souhaite arrêter son cycle de travail, il actionne l'arrêt du four. Cette activation lance le programme automatique de recuisson. Celui-ci agit en plusieurs phases : Tout d'abord il maintient la température du cycle de travail pendant 30 minutes aux fins de s'assurer que la dernière pièce entrée dans le four avant arrêt, subisse un traitement thermique 5 permettant l'homogénéisation du verre. Cette position est indiquée par un indicateur lumineux, - Ensuite le programmateur lance la phase de recuisson qui intervient sur des durées établies par paliers de températures. Chaque palier est indiqué par un indicateur lumineux, Lorsque le cycle de recuisson est terminé le four s'arrête et un indicateur lumineux informe à l'opérateur qu'il peut déconnecter le four. 10 L'ensemble de la régulation se réalise par le positionnement d'un capteur de température dans la chambre du four. L'emploi d'une ou plusieurs résistances blindées La chambre du four étant parfaitement isolée permet l'emploi de résistances électriques de moindre intensité. Dans le cas de l'invention nous employons des résistances blindées (d) qui se caractérisent (en 15 comparaison avec les résistances boudinées) : En ce qu'elles disposent de puissances ne pouvant pas dépasser 600°Celisus, - Elles ne requièrent pas que l'on arrête leur contact électrique lors d'ouvertures de porte (les résistances boudinées occasionnent des risques d'électrocution qui imposent leur arrêt dès que l'on agit dans leur confinement). Au regard des dispositifs qui nécessiteraient ensuite un 20 redémarrage et une remontée en température qui nuirait à l'homogénéité de température à l'intérieur de la chambre, la température de la chambre de four employant une résistance blindée en continue, - Enfin si les résistances boudinées n'ont aucune rigidité mécanique et nécessitent de multiples fixations dans le matériau réfractaire ou sur la structure du four qui nuisent à l'isolation 25 thermique, les résistance blindées sont totalement rigides et n'ont pas besoin d'être maintenues sur la partie supérieure de l'isolant. Les résistances blindées(d) sont positionnées en partie supérieure du four et agissent ainsi en radiation sur les objets encours de traitement. Elles sont maintenues uniquement par voir latérale (s) en liaison mécanique avec l'espace électrique et 30 ne viennent pas perturber l'étanchéité de la chambre du four en partie supérieure par une nécessaire multiplication des fixations. Les portes du four s'actionnant du bas vers le haut et les portes étant épaisses (structure de tôle et 50mm d'isolant), l'ouverture des portes réduit la perte énergétique induite par leur actionnement. Les objets étant placés en partie haute du four du fait de l'angle des mandrins à 15degrés, ils restent 35 confinés en température durant les actions d'ouverture et de fermeture des portes. Durant les actions d'ouverture de porte, les résistances continuent à chauffer favorisant ainsi le maintien en température homogène et le confinement en température des pièces traitées. 3035396 5 Glossaire : a) Structure métallique compacte b) Emplacement de la chambre du four c) Espace recevant les composants électriques et de programmation 5 d) Résistances électriques blindées e) Isolant minéral f) Recouvrement des couches d'isolant par croisement g) Ouïes de convection h) Portes 10 i) Débordement de la porte sur l'ouverture de la chambre du four j) Première couche d'isolant de porte sur toute sa surface k) Couche d'isolant de porte obstruant l'ouverture de la chambre de four I) Pli de la structure métallique de porte m) Pli latéral de réception de la poignée de porte 15 n) Charnière de la porte o) Jour en bas de la porte p) Porte mandrin q) Coupe d'angle de 15° de l'isolant de porte en partie basse r) Programme électrique 20 s) Fixation latérale de résistance blindée Schémas : 1/3 vue extérieure du four (deux parties + ouïes de convection + porte mandrin) 2/3 vue décomposée de la porte du four (structure métallique + isolants + coupe isolant + charnière) 25 3/3 vue intérieure de la chambre de four (isolation par croisement + ancrage latéral des résistances) REVENDICATIONS1. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres dont le poids est inférieur à 15 Kg de façon à pouvoir être facilement manutentionné, et à faible consommation électrique aux fins d'être utilisé sur n'importe quel réseau domestique, caractérisé par : - une structure métallique compacte de dimension extérieure inférieure à 60cm X 25cm X 25 cm qui reçoit deux emplacements : un espace four, un second est destiné à recevoir les composants électriques et la régulation du four, - une programmation électrique automatisée : permettant à l'utilisateur de maintenir les perles de verre en situation de reprise de fabrication durant tout le cycle de travail, et lançant le cycle de recuisson en fin de cycle de travail, - l'emploi d'une ou plusieurs résistances blindées placées sur la paroi intérieure haute du four. 2. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'espace du four reçoit un isolant en fibre minérale de 50mm d'épaisseur sur toutes ses six parois de la chambre du four sans discontinuer, et que cet isolant est positionné en deux couches aux fins de constituer un recouvrement par croisement à tous les angles de la chambre du four, permettant d'assurer un barrage thermique total aux angles sans risque de dispersion que pourrait occasionner un interstice entre isolants. 3. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'en partie haute de la structure métallique, sur les parois latérale et dorsale de l'espace du four, des ouïes sont réalisées pour effectuer une convection naturelle de l'air qui favorise le refroidissement des calories hors de la chambre de four, et assure ainsi le refroidissement de la structure métallique. 4. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon la revendication 1 caractérisé en ce que sur le devant du four, une ou plusieurs portes recouvrent la totalité de l'ouverture haute et latérale avec un débordement sur l'ouverture de la chambre du four d'au moins cinq cm aux fins d'assurer la parfaite étanchéité thermique sur les parties latérales et supérieures de porte. 5. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon la revendication 4 caractérisé en ce que les portes sont isolées avec le même matériau de fibre minérale, il n'y a aucune dispersion thermique sur les parties supérieures et latérales des portes ; plus précisément : la porte reçoit un premier isolant de 25 mm sur toute la surface de porte intérieure, à l'endroit de l'ouverture du four la porte reçoit une autre couche de 25 mm qui vient obstruer l'ouverture du four. 6. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon les revendications 1-4 et 5 caractérisé en ce que La porte dispose d'une structure métallique avec un pli latéral en partie haute sur une hauteur correspondant à l'épaisseur de l'isolant de la surface totale de la porte, ce pli a pour objet à la fois de : recouvrir en périphérie l'ouverture de la chambre de four pour compenser l'épaisseur de l'isolant et recevoir une charnière de porte positionnée à l'extrémité haute qui assure une fermeture automatique de la porte par un phénomène d'inertie intégrant le déport dû à l'isolant. 7. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon la revendication 6 caractérisé en ce que la structure métallique de la porte dispose d'un retour latéral partiel destiné à recevoir une poignée qui permet d'ouvrir aisément la porte, ce retour de tôle étant placé en périphérie de l'isolant sans interrompre son action de ce dernier. 3035396 7 8. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon la revendication 4 caractérisé en ce que La porte n'est pas parfaitement jointe sur sa partie basse, en ce qu'elle laisse passer un jour de trois millimètres destiné à faire passer les mandrins sur lesquels reposent les perles de verre. 9. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon les revendications 4et 8 caractérisé en 5 ce qu'en partie basse de la porte, à l'endroit où se fait le jour destiné au passage des mandrins, l'isolant reçoit une coupe d'angle de 15 degrés pour laisser passer les mandrins et ne pas gêner leur position lors de l'activation de la porte. 10. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon la revendication 2 caractérisé par un support de mandrin dentelé sur toute sa longueur et aligné sous l'ouverture du four pour stabiliser les 10 mandrins, ces derniers sont ainsi posés de façon à fournir un angle de remontée de 15 degrés et approcher les objets en traitement de la résistance électrique qui est positionnée sur la partie supérieure de la chambre du four. 11. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'espace de programmation électrique reçoit l'ensemble du dispositif électrique et de 15 programmation, la dite programmation dispose de deux positions : l'une de travail en cours, l'autre de cycle de recuisson. 12. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon la revendication 1 caractérisé en ce que les résistances blindées sont positionnées en partie supérieure du four et agissent ainsi en radiation sur les objets encours de traitement. 20 13. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon les revendications 1 caractérisé en ce que les résistances blindées sont maintenues uniquement par voie latérale en liaison avec l'espace électrique et ne viennent pas perturber l'étanchéité de la chambre du four en partie supérieure. 14. Four électrique portatif de recuisson de perles de verres selon les revendications 2 - 6 et 8 caractérisé en ce que les portes du four s'actionnant du bas vers le haut et celles-ci étant épaisses et 25 isolées, l'ouverture des portes réduit la perte énergétique induite par leur actionnement ; en conséquence les objets étant placés en partie haute du four du fait de l'angle des mandrins à 15 degrés, ils restent confinés en température durant les actions d'ouverture et de fermeture des portes.