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La présente invention se rapporte aux fours pour la fusion du verre du type dans lequel le verre est maintenu à l'état fondu par le passage au travers de la masse d'un courant électrique chauffant transmis à la charge par des électrodes immergées.
Il est nécessaire de refroidir 1-'électrode, pour évi- ter ou réduire le risque de défaillance mécanique qui a une tendance à se produire dans la région de plus grande tension mécanique. Dans une électrode du type à plaque qui est sup- portée dans une ouverture de la paroi du four au moyen d'une tige ou d'un support en saillie analogue, une région de con- centration de -la tension se présentera dans la tige elle-même
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et dans la partie de :L=-.p..."'"u9 de 111:'.:;,::: . e lï:>,1"iÉdiatement adjacente à la jonction ti--,e ou -. St-:?.:nt avec celle- ci.
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En outre, dans ce: t;;};,: de four:; la .formation, c -. a3- les ou de puces peut se 1;;t"Sel1t(Í' dans !-#- charge de verre fondu au voisinage des ..Lr.r-;¯;.e, , de '(""..'U68 bulles ou pucec se produisant sur 1 ±'d.oc-¯ de P (1 cctJ:'Gd ou 7.ril:LsC..J,¯':C'r: n' près de celles-ci, probablement par suite de .3élect.zeiyse du verre fondu. en a trouvé qm: la température atteinte par la surface de 1'L.ec:rnc:.v a une influence significa- tique sur l'extension que peut prendre la généralisation de la formation des bulles ou des puces,une telle forma- tion étant plus prononcée lorsque la température s'élève
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et étant réduite par le reiroidiûsesent ne l'électrode.
De telles bulles ou puces :;ont nui si oies dans certains t;/ocs de verres ) par exemple dans le verre optique etcelui uti-
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lisé pour la fabrication du na-tériel de laboratoire ou la vaisselle à haute résistance thermique pour la cuisson au four.
Des considérations pratiques demandent généralement
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que, pour refroiuir artificiellement une électrode, le fluide refroidisseur soit introduit à un ou plusieurs en- droits plutôt qu'uniformément sur tous les points de sa
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surface et3 du point de vue de 12lir.-Ination ou de la ré- duction du risque de défaillance mécanique, cette. façon d'opérer n'est pas désavantageuse puisque le fluide peut Être introduit au point où une telle défaillance a le plus
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de teniwn^e à pe produire, par exemple, dans une électrode du type à plaque, le fluide est habituellement introduit à 1 tic/<? ou au cuppon, en saillie analogue.
Toutefois, la t:on..k=< uc.nce de cette fa- on de procéder est que, si la
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vitesse d'extraction de la chaleur par le fluide estgrande assez pour éviter ou réduire substantiellement le risque de défaillance mécaniques du. point de vue électrique, les zones de la face de l'électrode à partir desquelles le courant doit sur- être transmis à la charge fondue sont/refroidies, c'est à dire refroidies au point que la conductivité électrique spécifique de la. couche voisine de verre est réduite dans une proportion telle qu'il se produit une variation significative dans la den- sité locale du courant comme entre telles zones de la face de l'électrode situées plus loin de la partie fortement refroidie.
Par exempledans une électrode du type à plaque sup- portée à ou près de son centre et soumise là à un refroidisse- ment relativement intense.. la densité de courant dans les cou- ches de verra à la périphérie de la plaque sera appréciablement plus élevée que la densité de courant au centre ou près du centre.
Comme la densité totale ou moyenne du courant pour chaque électrode doit être maintenue une certaine valeur dé- terminée par la déperdition globale de chaleur et par la tem- pérature requise dans la masse en fusion,
il peutarriver et il arrive souvent que la formation de bulles ou de puces quoi- que maintenue à un niveau acceptable dans les zones surrefroi- dies ou près de celles-ci 3 est d'une intensité inacceptable dans les zones plus éloignées de la face de l'éléctrode par suite de la haute température engendrée par la densité de cou- rant relativement haute à ces endroits
La présente invention a pour but de supprimer ou de réduire ces effets désavantageux.
Suivant la présente invention: on procure des moyens pour régler l'extraction de la chaleur de la face d'une élec- trode transmettant le courant vers une partie relativement for- tement refroidie de l'électrode comprenant une couche qyant une résistance thermique et présentant une conductibilité thermique
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moindre que celle de la matière dont le corps @incipal de l'électrode est formé et interposée fonctionn@@@ement entre une telle partie et la zone de la face transmattant le courant qui serait autrement sur-refroidie.
La couche à résistance thermique peut être consti- tuée en formant ou en construisant l'électrode de telle façon que, entre la partie relativement fortement refroidie et la zone de la face transmettant le courant qui autrement serait surrefroidie, soit prévue une solution de continuité, poche ou vide, qui reste telle ou bien qui, lorsqu'elle est en usage, est remplie de verre, ou est remplie ou préalable partiellement ou complètement d'une autre matière de conductivité thermique moindre que celle de la matière dont est formé le corps princi- pal de l'électrode.
Dans une réalisation particulièrement commode, l'é- lectrode est pourvue, près de la partie ou de chaque partie qui est refroidie de façon relativement intense, d'une plaque ou d'une pièce fixée au corps principal de l'électrode et qui est séparée structurellement de celui-ci mais formée de la même matière conductrice thermiquement et électriquement ou d'une matière analogue, une telle plaque ou pièce étant sé- parée du corps principal de l'électrode par un espace qui, par nature ou par l'effet d'un remplissage de matière de con- ductivité thermique moindre que celle du corps principal de l'électrode, forme une couche à résistance thermique entre la plaque ou la pièce et ladite partie refroidie de faon relativement intense.
De préférence, les dimensions etla conductivité thermique de la couche sont choisies de telle façon que, en service, il n'y a pas de différence de température ou pas de différence importante entre les différentes zones de la principale face transmettant le courant de l'élit rade.
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L'invention réside en outre dans la fourniture d'une électrode ayant une face principale transmettant- le courant, et, du côté opposé,un support,au moyen desquels elle peut être mon- tée dans la paroi d'un four, ledit support étant formé ou. cons- truit pour permettre la circulation d'un fluide de refroidis- sement par lequel elle peut être refroidie de façon relativement intense., en vue de réellement éliminer ou réduirele risque de défaillance mécaniquel'électrode ayant une barrière à résis- tance thermique interposée entre le support et la.
zone de la face principale de transmission du courant immédiatement opposée au support, et par laquelle des différences importantes dans la température de fonctionnement à divers endroits de ladite face soient évitées,
De préférence, l'électrode est construite en molyb- dène ou un autre métal approprié, le corps principal de l'élec- trode étant en forme de plaque qui, d'un coté, est pourvue d'un support creux en saillie adapté pour être refroidi inté- rieurement au moyen d'un fluide refroidisseur circulant et qui, de l'autre côté opposé au support, porte attachée une plaque auxiliaire qui est écartée du corps principal de l'électrode de façon à constituer une barrière à résistance thermique entre elle et le support de l'électrode,
la face principale trans- mettant le courant de=ladite électrode comprenant la face diri- gée vers l'extérieur de la plaque auxiliaire etla face orien- tée de même façon du corps principal non couverte par la plaque auxiliaire.
L'invention est illustrée par les dessins annexés où: la figure 1 montre une vue de face, en élévation, d' une construction d'électrode suivant la présente invention.
La figure 2, est une vue de la même construction, en coupe, suivant la ligne 2-2 de la figure 1.
La figure 3 est une vue en coupe de la même cons- truction suivant la ligne 3-3 de la figure 1.
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Dans la côubr'cti. illustrée t V #>' % 'Yoroùe comprend un corps d'électrode en :i:'01:'l1( de plaque cor.1- .,- ###&& plusieurs éléments de plaque 10, par exemple truie, en molybdène com- mercialement pur .
Ces éléments deplaque 10 sont fixes ensemble par une plaque de liaison Il et des boulons 12 fa@@@ également en molybdène qui passent dans des Irais menaces dans la plaque de liaison 11 et se vissent dans des trous tar@@dés dans les éléments de plaque.
Le corps de l'électrode comprenant les éléments de plaque 10 est supporte par une tige creuse 13, la construc- tion de cette tige et la faon de la relier au corps de l'é- lectrode faisant l'objet a'une autre demande ae brevet au nom du même demandeur, auquel on peut se référer pour de plus amples détails. pour la facilité, il est toutefois déclaré ici que la tige 13 est faite en acier et fixée dans un manchon ou bride 14 en molybdène intervenant entre la tige et la plaque en de liaison 11, avec laquelle le manchon ou bride 14 est/con- tactthermique.
@ travers le creux inférieur de la tige passe une tige conductrice 15 pour conduire le courant électrique au corps de l'électrode indépendamment de tout courant passant à travers la tige, cette tige conductrice ayant un bout mâle se vissent dans un goujon en molybdène 16 fixé à frottement dur dans une ouverture de la plaque de liaison 11,et qui, à l'endroitoù. il pénètre dans la tige, estcouvert par une partie en manchon 17 d'un chapeau terminai 18 soudé à la par- tie principale de la tige. En outre, la tige 13 contient un tube en métal définissant en combinaison avec la tige deux passagesannulaires 20 et 21 à travers lesquels un fluide re- froidisseur tel que de l'eau peut couler sous pression dans des sens opposés.
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En sa reportant maintenant au corps, de l'électrode comprenant les éléments de plaques 10, la zone centrale de ce @ corps qui est en forme de plaque est pourvue d'une plaque aux- liaire 23 en molybdène, dont la partie exposée ou dirigée vers l'avant, 24, forme une partie de la principale face de l'élec- trode transmettant le courant en remplacement de la partie de la surface des éléments de plaque 10 qu'elle recouvre.
La plaque auxiliaire 23 estconnectée électriquement aux éléments de plaque 10, mais en est écartée au moyen de boulons 25 et d'épaisseurs 28 en molybdène
Ainsi, le verre peut entrer dans l'espace 27 entre la plaque auxiliaire 23 et les éléments de plaque 10 etéta- blir une barrière à résistance thermique entre la plaque auxi- liaire 23 et l'extrémité du goujon 16 et les parties l'entou- rant immédiatement des éléments de plaque 10.
L'espace 27 peut, si désiré, être rempli avec une matière autre que du verre ayant une conductivité thermique plus basse que celle du métal dont sont faits les éléments de plaque;' la plaque de liaison et la plaque auxiliaire de faon à réduire le taux d'extraction de la chaleur de la plaque auxiliaire en comparaison avec celle que l'on aurait si la plaque auxiliaire était en contact mé- tallique avec le goujon 16, de faon que la température de la face transmettant le courant 24 soit maintenue à une valeur qui est apprécia.blement plus élevée que la température des par- ties de face des éléments de plaque 10 que la plaque auxiliaire recouvre.
Une matière de remplissage convenable comme rempla- cement du verre pourrait être un ciment réfractaire,de la si- lice fondue, ou de l'asbeste(pour de très basses températures).
La construction ci-dessus décrite permet de maintenir la tige 13 aussi bien que le manchon ou bride 14, le goujon 16, la plaque de' liaison 11 et les parties des éléments de plaque le plus près de la tige, à une température qui est assez basse dans le cas de la tige pour éviter ou réduire une oxydation le long de ces parties de la tige qui sont exposées à l'air
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libre, et qui est oasse assez par rapport sur. autres constituants cités pour éviter ou réduire substantiellement le risque de' dé- faillance mécanique, étant entendu que les tensi @rs mécaniques qu'implique le support des éléments de plaque 10 par la tige , quoique peu élevées,sont les plus grandes dans le voisin,e immédiat de la tige.
Les parties les plus éloignées des éléments de plaque 10 auront tendance à atteindre une température sensiblement plus élevée parce qu' elles sont plus éloignées de la source d'ex- traction de chaleur, le fluide refroidisseur coulant à travers la tige, et le résultat sera que les couches de verre adjacentes à la face principale transmettant le courant 26 des éléments de plaque 10, vers l'extérieur par rapport à la plaque auxiliaire 23, tendront également à se maintenir à une plus haute température, et de là à -voir une plus grande conductivité thermique que celle qu'auraient les couches de verre situées près du centre des élé- ments de plaque 10 (considérées dans leur totalité) si la plaque auxiliaire 23 n'existait pas.
Ceci serait extrêmement indésirable parce que cela con- duirait à une plus grande densité de courant dans le verre dans ces régions extérieures en comparaison avec la densité de courant dans le verre adjacent à la région centrale, et cela accentuerait encore les différences de tempère. tire dans le verre en ces régions.
En conséquence, la formation de bulles ou de puces pour- rait être prédominante dans les régions extérieures ou éloignées, tandis que , dans la zone centrale, la formation de bulles ou de puces serait inexistante ou substantiellement telle, mais le verre dans cette zone centrale pourrait être refroidi en-dessous du point auquel il est notablement électriquement conducteur.
L'existence de la plaque auxiliaire 24 avec la barrière thermique résultant de l'existence de l'espace 27 élimine ou ré- duit substantiellement cet effet indésirable parce que la résis- tance thermique à l'extraction de la chaleur de la plaque auxi-
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liaire permet, à la température de sa facetransmettant le cou-
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rant d'être égale ou prez-qu'êgule à la température de la.
face transmettant le courant 26 offerte par les éléments de plaque 10 vers l'extérieur de la plaque auxiliaire 25
Bien que le corps d'électrode en forme de plaqua mon- tré dans les dessins soit substantiellement carré, on a trouvé par que l'effetde refroidissement produit /le fluide refroidissant à travers la tige tend à être favorisé à un degré plutôt. plus élevé dans une direction longitudinale dans la plaque de liaison 11 que dans une direction à angle droits et pour cette raison, on a trouvé avantageux de faire la plaque auxiliaire 23 de forme rectangulaire ou approximativement rectangulaire avec sa plus longue dimension disposée suivant la longueur de la plaque de liaison 11.
L'espacement entre la plaque auxiliaire 23 et les élé- ments de plaque 10 estde préférence du même ordre que l'épaisseur des éléments de plaque 10 et de la plaque auxiliaire, une valeur préférée,lorsqu'une pia.que d'une épaisseur de 1/4" est utilisée,
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'y'i,{(1,i"étant jusqu' à 3/8". Une valeur de 1/$t' a été trouvée comme produisant des résultats satisfaisants.
Il doitêtre entendu que l'invention n'estpas limitée aux électrodes dont les éléments de plaque, la plaque auxiliaire et la plaque de liaison sont faits en molybdène. D'autres ma- tériaux convenables peuvent être employés suivant la temporaire à laquelle la fusion du verre ou les opérations de raffinage doi- vent être effectuées et suivant la composition du verre, par exemple, ces pièces pourraient être faites en tungstène.
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3R % v ;e tt p j C & y x o 1'{ S.
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