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BREVET D'INVENTION Four électrique auto-résistant pour fusion du verre, avec électrodes disposées de façon à créer pour le verre en fusion des canaux symétriques sous température réglée et distribuée' indépendamment du courant d'alimentation . Société dite : SOCIETA ANONIMA VETRERIA ITALIANA BALZARETTI MODIGLIANI
La présente invention se rapporte à un four électrique auto-résistant, pour fusion du verre, avec des électrodes disposées de façon à créer au sein du bassin,pour le verre en fusion,des canaux symétriques sous température réglée.et distribuée indépendamment du courant d'alimentation .
Le réglage de la température dans les canaux symé- .triques peut être réalisé en réduisant ou en augmentant la section libre de ces canaux ; on fait varier ainsi l'intensité
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de l'effet Joule dû au passage du courant électrique à travers le bain électriquement résistant .
Un moyen pour réduire la section de passage de ces canaux consiste à y plonger plus ou moins profondément une vanne ou une pièce de barrage qui, du reste, peut aussi être employée dans le seul but de retenir les écumes et les autres impuretés flottant sur le bain .
Lorsque le barrage n'a' que cette fonction et n'est pas destiné à augmenter la température à l'endroit où il est plongé, l'on peut neutraliser l'effet Joule que provoquerait la réduction de section du canal à l'endroit du barrage, en plaçant de part et d'autre du barrage lui-même deux électrodes de la même phase . En retirant celle de ces électrodes qui se trouve en amont du barrage on rétabiit l'effet Joule .
L'augmentation locale de dégagement de chaleur que l'on cherche à obtenir est nécessaire pour réaliser une fusion homogène des ingrédients solides introduits dans les petits puits de charge du four et aussi en vue d'affiner le bain de verre . Suivant l'invention, la chaleur nécessaire est concentrée dans des régions du bain aussi éloignées que possible de celles où plongent les électrodes, en vue de faire servir le bain lui-même comme résistance électrique chauffante . On peut ainsi loger les électrodes dans une région du bain présentant une section supérieure à celle des autres régions, ce qui entraine pour lesdites électrodes un chauffage moins intense . On assure ainsi leur conserva-
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tion de la manière la plus simple, quelle que soit leur nature.
Une réalisation particulièrement favorable d'un four de fusion du verre consiste à alimenter par une distribution triphasée trois électrodes, sensiblement-équidistantes et disposées sur le pourtour du four de façon à réchauffer électriquement trois canaux distincts de verre en fusion, joignant symétriquement les deux puits de charge à l'avant-puits de soutirage, tout en formant un circuit triphasé complet .
L'une des réalisationspossibles prévoit aussi la formation de deux circuits seulement, pour le cas où le four est alimenté seulement avec deux phases .
Bien entendu le réglage peut comporter, outre la mise en oeuvre des moyens prévus par l'invention, l'action sur les caractéristiques électriques de la ligne d'alimentation, à l'extérieur du four .
Les modes de réalisation donnés ci-dessous à titre d'exemple, en regard du dessin annexé, feront comprendre l'invention et en feront ressortir d'autres caractéristiques .
La figure 1 est une coupe horizontale d'un four du type triangulaire, alimenté par courant triphasé. Sa section présente trois côtés rectilignes raccordés par trois lignes courbes et il est prévu des moyens pour faire varier la section de passage dans les deux canaux latéraux .
Les figures 2 à 4 se rapportent à une autre forme de réalisation du four de fusion, dans laquelle les deux canaux latéraux présentent aussi une variation de section, mais produite par une surélévation de leur fond . La figure 2 est une élévation en coupe suivant la droite A-A@ de la figure 3 ; la
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figure 3 est une coupe horizontale ; la figure 4 est le développrement d'une coupe en élévation suivant la ligne A A' A" de la figure 3 .
Les figures 5,6 et 7, se rapportent à une troisième forme de réalisation dans laquelle la variation de la section de passage est obtenue par rétrécissement transversal des deux canaux latéraux . La figure 5 est une coupe en élévation suivant la droite B B" de la figure 6, laquelle est une coupe horizontale.
La figure 7 est le développement d'une coupe en élévation suivant la ligne B B' B" de la figure 6 .
Les figures 8,9 et 10 se rapportent à une quatrième forme de réalisation dans laquelle la modification de la température est réalisée aussi par déplacement des électrodes. La figure 8 est une coupe en élévation suivant la droite C C" de la figure 9 ; la figure 9 est une section horizontale ; la figure 10 est le développement d'une coupe en élévation suivant la ligne C C' C" de la figure 9 .
La figure 11 est la coupe en élévation d'un four de forme générale rectangulaire dont la figure 12 représente une vue en plan . Il est muni de quatre électrodes qui donnent lieu à deux canaux symétriques si l'on suppose que les électrodes extrêmes sont connectées à une même phase, les électrodes intermédiaires étant connectées chacune à une phase différente et l'avant-puits de soutirage étant placé à une extrémité du four .
La figure 13 est une élévation en coupe d'un four rectangulaire avec quatre électrodes alimentées en triphasé, dont deux sont alimentées par la même phase et où le soutirage s'effectue le long d'un des longs côtés du four . La figure 14 est une vue en plan de ce four .
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La figure 15 montre une série de circuits fermés en triangle obtenus avec plusieurs rangées d'électrodes alimentées en triphasé et disposées en chaîne sur une ligne brisée dont les sommets sont alternativement sur l'un ou l'autre des deux côtés longitudinaux d'un four rectangulaire .
La figure 16 est l'élévation en coupe, la figure 17 la vue en plan d'un four rectangulaire dont les électrodes sont alimentées par une distribution biphasée, avec avant-puits de soutirage situé au milieu d'un des longs côtés .
Les figures 18 et 19 se rapportent à un four à trois électrodes alimentées en triphasé et à deux canaux latéraux parallèles . La figure 18 est une élévation en coupe suivant la ligne E E' E" E'" de la figure 19 . Cette dernière est ùne coupe horizontale .
La figure 20 est l'élévation en coupe suivant la ligne D D de la figure 21 d'un four triphasé dont l'avant-puits de soutirage alimente directement trois filières à verre. La figure 21 est une vue en plan de ce four .
La figure 22 explique le principe de fonctionnement d'un four muni d'un barrage d'écumage et dans lequel l'augmentation locale de température est obtenue au moyen d'un ressaut du fond, tandis que les électrodes plongent dans des puits à grande section, où la température par conséquent est plus basse, ce qui assure aux électrodes une meilleure conservation. (C'est là une des iodées principales de l'invention).
Les figures 23 et 24 représententun barrage mobile, creux en vue de son refroidissement et qui peut être élevé ou abaissé pour modifier les sections de passage et par suite la température,dans ces dernières .
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La figure 25 montre en élévation une électrode inclinée reposant sur un siège approprié ; le passage aménagé pour elle sous la paroi du four est fermé pour un bouchon côni- que qui couvre et protège la région de l'électrode exposée à être alternativement baignée par le verre et mise à sec.
@ La figure 26 est une coupe transversale suivant la ligne X-X de la figure 25 .
La figure 27 représente en perspective le bouchon fermant le passage de l'électrode .
Sur la figure/du dessin, 1, 2 et 3 désignent les trois côtés rectilignes de la section du four ; ces côtés au lieu de se couper à angles vifs se raccordent par des courbes 4,5, 6 . En 7 est disposée une électrode fixe ; 8 et 9 sont deux électrodes mobiles auxquelles on peut faire prendre, par rapport à l'électrode fixe 7, toutes les positions intermédiaires entre les positions rapprochées 8a, 9a, et les positions éloignées 8b, 9b, ce qui permet de faire varier la température dans les canaux latéraux 10 et 11 dans lesquels s'écoule le verre fondu à partir des petits puits de chargement 12, 13, situés au voisi- nage de l'électrode fixe 7 et destinés à recevoir les ingrédients solides . Les canaux 10 et 11 se dirigent vers l'avant-puits de soutirage 14 au voisinage duquel se trouvent les deux électrodes mobiles 8 et 9 .
Ces deux canaux sont limités par les parois 1 et 2 du four et par les côtés 15,16 du corps creux triangu- laire 17 en matière réfractaire placé au centre du four .
Les canaux latéraux 10 et 11 sont égaux entre eux et symétriques par rapport au plan médian du four . Leur section de passage est sensiblement égale à la section du canal 19 dans
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lequel ils se réunissent et qui, au travers du barrage 18, aboutit à l'avant-puits de soutirage 14 . En 20 et 21 sont des vannes de barrage que l'on descend verticalement en travers des canaux latéraux 10 et 11 . Elles servent non seulement à écumer la matière vitreuse fluide, mais encore à créer un resserrement de la section de passage au-dessous d'elles et à provoquer ainsi une augmentation locale de la température, en vue de l'homogénéisation et de l'affinage du verre ( figure 1 et suivantes).
Pour réduire la section de passage, on peut recourir en outre à des surélévations locales 22,23, du fond du bassin, en des endroits appropriés des canaux latéraux (fig.3 et 4). Ce moyen peut aussi être employé seul .
La variation de température peut encore s'obtenir en disposant des électrodes supplémentaires 24,25 (fig,4) de part et d'autre des barrages 20, 21 . Si on retire l'électrode 24, il se crèe dans le canal une augmentation locale de température, c'est-à-dire limitée à la région contiguë au barrage, du fait que le courant électrique cherche à atteindre l'électrode 25 en traversant l'étranglement 27. Bien entendu, les deux électrodes 24, 25, sont connectées à la même phase . Avec la position des électrodes représentées sur la figure 4, on a dans cette région une température moindre que si l'électrode 24 était enlevée .
Les figures 5,6 et 7 montrent une autre façon de provoquer l'augmentation locale de température . Dans les canaux d'écoulement 10 et 11, on crée un étranglement de la section de passage en 10a, lla, en rapprochant l'une de l'autre, d'une petite quantité seulement, les deux parois opposées de chaque canal; 20 et 21 sont, comme précédemment, des vannes de barrage descendues verticalement en travers des canaux et servant à la fois à écumer
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le bain et à étrangler la section de passage du verre. 17a est le corps central creux en matière réfractaire ; 18a est le barrage qui sépare le canal 19a de l'avant-puits de soutirage 14a .
La figure 7 montre une variante dans la disposition des électrodes supplémentaires ; une électrode supplémentaire est placée au vosinage de chaque barrage 20,21. On obtient une variation de température en faisant passer l'électrode de la position 24a à la position 24'a , ou vice-versa, comme déjà mentionné .
Sur les figures 9 et 10, on voit comment la variation de la température peut être obtenue exclusivement au moyen des barrages 20b et 21b, et des deux électrodes auxiliaires 24b, 24'b selon que celles-ci sont placées à l'aval ou à l'amont des barrages .
Les figures 11 et 12 montrent un four triphasé à bassin rectangulaire dans lequel les électrodes sont disposées en rangées : les électrodes externes 28, 29, sont connectées à la même phase, les électrodes intermédiaires 30, 31 sont connectées à deux phases différentes . 32 est un barrage qui n'a d'autre fonction que d'écumer le bain . Le puits de soutirage 14b est une extrémité du bassin .
Les figures 13 et 14 montrent une variante de la disposition des figures 11 et 12 ; puits de soutirage 14c se trouve ici placé en regard du milieu d'un long côté du bassin.
Sur la figure 15, le bassin de fusion est rectangulaire et présente plusieurs circuits triphasés enchaînés, c'est-à-dire ayant chacun un côté commun avec chacun des circuits contigus ; les électrodes des trois phases sont placées
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en série aux sommets d'une ligne brisée ; autrementdit, les électrodes I, II, III, I, II, III, se trouvent alternativement sur les deux côtés longs 31, 32 du bassin rectangulaire .
Les figures 16 et 17 montrent 'un bac rectangulaire avec électrodes 33, 33' alimentées en biphasé ; l'écartement des électrodes est constant et la variation de la température peut être obtenue simplement en faisant varier le nombre des électrodes d'une polarité par rapport au nombre des électrodes d'une autre polarité .
Les figures 18 et 19 montrent un four triphasé avec deux canaux latéraux parallèles 10e, lle, confluant dans le canal 18a . Le fond de chaque canal latéral présente une surélévation respectivement 41 et 42. L'électrode 37 est placée à l'extrémité du corps médian (ou entretoise creuse) 38 ; 14e est l'avant-puits de soutirage ; 39 et 40 sont les puits de chargement;33, 33' les électrodes d'extrémité. Les surélévations 41 et 42 réduisent dans la partie médiane des canaux la hauteur du bain ; il en résulte une augmentation locale correspondante de la température.
Les figures 20 et 21 montrent un four du genre représenté dans les précédentes figures alimentant à partir de l'avant-puits 14f les trois filières 43, 44, 45. De cette manière, le four peut être monté directement sur une machine à filer le verre Alimenté d'une manière continue en ingrédients solides il se prête ainsi à un fonctionnement continu soit comme four, soit comme filière .
.La figure 22 résume schématiquement le principe de la plupart des fours ci-dessus représentés. Les électrodes 47,48 plongent dans des puits très larges 49,50 du bain de verre ;
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c'est là que règnent les températures les plus basses ; le barrage 51 sert à écumer les impuretés surnageant sur le verre, et éventuellement à accentuer la diminution de la section du bain de verre déjà assurée par la surélévation 59 du fond, ceci en vue d'augmenter la température du bain .
Les figures 23 et 24 montrent comment l'on peut régler avec précision la position en hauteur de la vanne de barrage creuse 51a, au moyen des câbles 52,53, pourvus de contre-poids 52', 53' et avec des commandes d'enroulement 54, 55 sur poulies .
La figure 25 montre une disposition très avantageuse de l'électrode 54 qui plonge obliquement dans le bain. Elle repose sur un siège hémi-cylindrique incliné 57 (fig.25 et 26) rapporté ou formé directement dans l'épaisseur du bord supérieur de la paroi du four .
Un bouchon pyramidal ou cônique 59 recouvre l'électrode dans la zone exposée à être baignée et mise à sec fréquemment . Il ferme en outre l'intervalle formé entre le bord 61 de la paroi supérieure du four et le bord 58 de la paroi inférieure . Au contraire de ce qui arrive avec les électrodes verticales, on peut ainsi protéger l'électrode contre l'action corrosive des ingrédients chimiques du bain, c'est-à-dire du sulfate et de l'oxyde de sodium ou d'autres fondants qui attaquent davantage l'électrode dans la zone exposée à être alternativement baignée et mise à sec.
L"invention n'ayant été décrite et représentée qu'à titre indicatif, nullement limitatif, il va de soi qu'on peut apporter de nombreuses modifications à ses détails sans s'écarter de son esprit .