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Etre
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REFRACTAIRE
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Est-a
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Dus
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Tre
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Bacs
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Munir
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Allc
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Part1
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Cer
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Tif
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Rir
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Tus
(1)
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Mul
(1)
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Ner
(1)
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Fert
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Bric
(1)
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Atic
(1)
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Parla
(1)
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Fbt
(1)
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Ppar
(1)
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Generic
(6/ 20)
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metal
(11)
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hydrocarbons
(4)
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acid
(2)
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carbons
(1)
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imide
(1)
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cations
(1)
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Molecule
(8/ 11)
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aluminium silicate
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SILICate
(2)
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copper
(1)
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iron
(1)
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nickel-chromium
(1)
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tral
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CO
(1)
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carac
(1)
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Physical
(10/ 11)
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173 d
(2)
[45][_]
25 mm
(1)
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150 W
(1)
[47][_]
2 metres
(1)
[48][_]
125 s
(1)
[49][_]
199N
(1)
[50][_]
179 d
(1)
[51][_]
165 d
(1)
[52][_]
50 d
(1)
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132 cl
(1)
[54][_]
Polymer
(2/ 5)
[55][_]
Silicones
(3)
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Polyurethane
(2)
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Disease
(3/ 4)
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Tic
(2)
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Rale
(1)
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Fatigue
(1)
[61][_]
Organism
(1/ 3)
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sable
(3)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2517918A1
Family ID 8067380
Probable Assignee Bonet Andre
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title CORPS CHAUFFANTS, RECHAUFFEURS ELECTRIQUES DE FLUIDES ADAPTES
ET PROCEDE DE REALISATION DE TELS APPAREILS
EN Title MFG. ELECTRIC ELEMENT EMBEDDED IN HEAT TRANSFER UNIT - USING
CERAMIC FORMER WITH RESISTANCE WIRE WOUND OVER AND SPRAYED ON
INSULATING SHEATH FITTING INTO METALLIC HEAT TRANSFER UNIT
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONSISTE ESSENTIELLEMENT:
-D'UNE PART, A REALISER UN CORPS CHAUFFANT ELECTRIQUEMENT 50 EN
TAPISSANT LES PAROIS LATERALES D'UN NOYAU CENTRAL 52 DE DIVERS
FILAMENTS RESISTANTS DISJOINTIFS 54, 55, 56, ET EN DEPOSANT EN JET SUR
LE CORPS ACTIF 75 AINSI REALISE UNE PELLICULE D'UN MATERIAU
DIELECTRIQUE 76 TEL UN SILICATE D'ALUMINSILICate;
-D'AUTRE PART, A REALISER UNE STRUCTURE METALLIQUE DE TRANSFERT
THERMIQUE, DE SYMETRIE AXIALE, MUNIE D'AILETTES EXTERIEURES ET PERCEE
D'UN UNIQUE EVIDEMENT CENTRAL BORGNE, CYLINDRIQUE ETOU CONIQUE;
-PAR AILLEURS, A CONFORMER LES PAROIS LATERALES DUDIT CORPS CHAUFFANT
50 AUX CARACTERISTIQUES DUDIT EVIDEMENT CENTRAL, NOTAMMENT PAR
SURMOULAGE D'UN CIMENT REFRACTAIRE;
-ENFIN A INTRODUIRE LEDIT CORPS CHAUFFANT 50 A L'INTERIEUR DE L'UNIQUE
EVIDEMENT CENTRAL DE LA STRUCTURE DE TRANSFERT.
ON ABOUTIT ALORS A UN THERMOPLONGEUR DE RECHAUFFAGE DE FLUIDE A HAUTE
PERFORMANCE, AYANT DE NOMBREUSES APPLICATIONS, NOTAMMENT EN
PETROCHIMIE.
The electric element is embedded in a finned metallic heat transfer
structure which is immersed in a fluid in order to transfer heat from
the electric element to the fluid. The element is formed from a
resistance wire enclosed in a dielectric sheath which is spray coated
over the resistance wire and the refractory former. The outer
dimensions of the dielectric sheath are controlled to a fine tolerance
to ensure that there is intimate contact with the interior of the
passage in the metal heat transfer block to ensure good heat
conduction.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention est du domaine du rechauffage electrique des
fluides. Cette technique est de plus en plus utilisee principalement
dans le domaine petrolier ou elle permet de rechauffer en tuyauterie
des hydrocarbons tres visqueux tels des fuels iourds, afin de
faciliter leur pompage. par ailleurs, elle est introduite de facon
croissante dans le domaine chimique, ou l'on met en place des
rechauffeurs electriques de faible ou moyenne puissance comme
complement aux echangeurs classiques, pour stabiliser finement et
automatiquement par systeme d'asservissement, la temperature d'un
reactif.
Enfin, ces dispositifs voient une utilisation accrue dans des domaines
ponctuels tres divers ou l'on apprecie leur souplesse, leur compacite,
leur robustesse et leur fiabilite.
C'est le cas notamment pour la stabilisation en temperature des huiles
de palier hydrodynamique equipant des compresseurs de gaz dans les
regions retirees et froides.
Selon leurs applications, on peut classer les rechauffeurs electriques
de fluides en deux grandes categories:
- Le premier type appele thermo-plongeur est destine a elever la
temperature de fluides, generalement au repos a l'interieur de bacs de
stockage; c'est-a-dire que ces thermoplongeurs agissent sur le fluide
qu'ils rechauffent par convection naturelle.
- Le second type, que nous appellerons "rechauffeurs en tuyauterie"
eleve la temperature d'un fluide en mouvement a l'interieur d'une
canalisation; ils agissent donc par convection forcee, c'est le cas
des rechauffeurs d'hydrocarbons lourds.
Les rechauffeurs existants sont issus d'une combinaison plus ou moins
artisanale d'elements chauffants blindes produits en grande quantite
par l'industrie. Suivant leur mode de realisation la plus courante,
ces elements de forme allc- gee, initialement cylindrique, sont
constitues par une gaine protectrice a l'interieur de laquelle est
reparti axialemer. un filament resistant boudin [email protected], a
spires non jointives de diametre inferieur a la cavite interieure a la
gaine. Sur son trajet retour le fil resistant rejoint son extremite de
depart suivant l'axe de l'element. L'interieur de la gaine metallique
est rempli d'an materiau dielectrique pulverant comprime, tel de la
magnesie or de l'alumine, iso- lant les unes des autres les
differentes spires du filament.
De l'extremite de @depart jaillissent, au travers d'un tampon
d'obturation generalement en silicones les cosses d'alimentation
electrique du filament resistant. L'autre extremite de l'element est
generalement obturee par une pastille metallique soudee.
La realisation industrielle de ce type d'elements chauffants est assez
delicate. Elle consiste essentiellement a developper axialement le
filament resistant boudine a l'interieur de la gaine vide, cylindrique
et libre a ses deux extremites. On dispose par ailleurs le filament
sur son trajet retour selon l'axe de la gaine. on centre le boudin
resistant a l'interieur de la gaine en introduisant dans l'espace
annulaire les separant, un tube cylindrique de sOme epaisseur.
Ensuite, on effectue le remplissage de la cavite cylindrique centrale
a l'aide de la poudre dielectrique. On remarque incidemment que la
presence du tube cylindrique de centrage se propose en outre
d'eliminer pratiquement les efforts axiaux sur le boudin dus a
l'introduction de la poudre.
Lorsque la cavite centrale est comblee, on effectue un effacement
progressif du tube cylindrique combine a une introduction de poudre
destinee a compenser la baisse de niveau provoquee par la migration de
celle-ci du centre vers l'es- pace annulaire libere. Les precautions
ci-dessus decrites permettent d'eviter assez convenablement la
deformation des spires au cours du remplissage en poudre dielectrique.
A l'issue de ces operations, on effectue une compression axiale de la
poudre afin de lui donner une compacite suffisante et par la mEme une
resistivite acceptable. Enfin, on effectue l'obturation des deux
extremites.
Suivant un autre mode de realisation moins courant, ces elements
chauffants, toujours recouverts exterieurement d'une gaine protectrice
metallique, sont parcourus interieurement par un faisceau de filaments
resistants paralleles a l'axe de la gaine. Ces filaments sont comme
precedemment isoles les uns des autres par une ambiance de poudre
dielectrique introduite cars la gaine et comprimee.
Dans les deux cas, la compression du dielectrique est generalement
effectuee par martelage aux extremites. Un effet de compression plus
intense de 11 isolant est par ailleurs quelquefois obtenu par une
passe d'etirage longitudinal de l'element.
Ces deux types d'elements chauffants ont exterieurement une
configuration tres semblable et des performances equivalentes. Ils
sont actuellement tres utilises pour la fabrication des rechauffeurs
electriques car
- d'une part1 ils constituent la seule source de puissance calorifique
actuellement sur le marche pour ce type d'appareils
- et d'autre part, ils presentent des qualites certaines
d'adaptabilite et de fiabilite.
Ils peuvent en particulier etre deformes en epingle ou en boudin pour
aboutir aux aspects les plus divers qui serpent evoques plus loin.
Neanmoins, ils presentent un certain nombre de problemes d'utilisation
dus a leurs caracteristiques conceptionnelles.
Leur defaut principal est de dissiper une puissance calorifique par
unite de longueur trop faible. En effet, on concoit aisement que leurs
constructeurs sont limites dans le diametre qu'ils donnent a ces
elements par les possibilites technologiques de compression des
isolants en poudre; les efforts a leur transmettre variant comme le
carre du diametre. Aussi, la longueur de filament resistant est elle
necessairement bornee a la fois par son diametre d'enroulement et par
l'espace minimal qui separe deus spires ou deux filaments d'un
faisceau, luimeme lie 9 la resistivite de l'isolant donc a son taux de
compression. De meme, l'intensite electrique admissible dans chaque
filament depend de la resistivite de l'isolant.
Un second defaut de ce type d'elements chauffants est leur cout de
fabrication tres eleve, comprehensible eu egard a leurs difficultes
d'elaboration et en particulier aux investissements importants que
necessite leur fabrication. Ceci limite actuellement considerablement,
comme nous le verrons plus loin, le developpement des rechauffeurs
electriques.
Un autre aspect de ces couts de fabrication et d'investissement est
que les producteurs limitent leurs gammes de fabrication a un faible
nombre de diametres et de puissances
Ceci restreint les libertes de choix des constructeurs et de ce fait
les possibilites des rechauffeurs electriques.
L'ensemble des rechauffeurs de fluide est realise en utilisant comme
sous-ensemble de base la seule gamme des ele- ments chauffants decrits
precedemment.
Les thermo-plongeurs sont constitues dans leur version la plus
elementaire parce qu'on appelle des epingles chauffantes, c'
est-a-dire par des elements chauffants independants du type decrit
plus haut, piquees au travers des parois des bacs et communiquant
leurs calories au fluide lechant leur gaine nue. Generalement, ces
epingles chauffantes sont repliees sur elles-memes ou conformees
suivant des formes compactes pour gagner quelque encombrement. Elles
sont soudees en grand nombre sur les parois de la cuve et leurs
alimentations electriques sont disseminees sur cette paroi.
Dans une version plus elaboree, les thermo-plongeurs sont formes par
un faisceau elements blindes chauffants paralleles, rassembles par une
bride de montage sur-la cuve et eventuellement relies sur leur
longueur par des entretoises de consolidation. L'ensemble des elements
chauffants est alors muni, face a la bride de montage, d'une boite ex
terieure d'alimentation dielectrique commune.
Dans le but d'augmenter leur surface d'echange avec le fluide et par
la mEme leurs qualites thermiques certains thermo-plongeurs sont munis
d'ailettes.
Ces appareils sont quelquefois utilises comme simple radiateur de
chauffage de l'air ambiants Ils sont alors essentiellement constitues
d'un element chauffant, le plus souvent replie sur lui-meme, solidaire
d'une boite d'alimentation a l'une de ses extremites et tapisse
d'ailettes circulaires soudees a meme sa gaine protectrice.
De meme, on utilise parfois ce type de thermo-plongeurs comme
rechauffeurs de liquides et notamment d'huiles et de fuels. Dans ce
cash ils sont generalement composes d'une multitude d'elements
chauffants introduits dans des evidements perces dans le corps d'une
structure metallique d'echange thermique et de protection tel un doigt
de gant ou un fflz metallique a ailettes. Une bride, solidaire de la
structure metallique, permet de fixer ces thermo-plongeurs sur leur
cuve.
Dans l'etat actuel de la technique, thermo-plongeurs et rechauffeurs
en tuyauterie sont differencises plus par leurs fonctions que par leur
structure.
Ainsi, la plupart du temps, les rechauffeurs en tuyau terie sont
constitues par une simple canalisation de transfert du fluide a
rechauffer, sur la paroi de laquelle on adapte perpendiculairement par
l'intermediaire de leur bride, un thermo-plongeur du type a faisceau
d'elements paralleles, ou tres couramment une serie d'epingles
chauffantes.
Bien que d'une mise en oeuvre tres courante et tres appreciee par les
industriels, les actuels rechauffeurs electriques presentent un
certain nombre d'inconvenients dds principalement a leurs structures
peu differenciees donc souvent inadaptees et aux performances limitees
de leurs sources de puissance calorifique.
Pour les raisons evoquees plus haut, les diametres des elements
chauffants depassent rarement 25 mm et les puissances qu'ils dissipent
sont generalement limitees a 5 XW par metre. De ce fait, le domaine
d'utilisation des rechauffeurs electriques est confine aux puissances
inferieures a 150 W. En effet, pour des raisons mecaniques evidentes,
la longueur des elements chauffants ne peut guere depasser 1 a 2
metres: ce qui impose pour des puissances de 150 KW un faisceau d'au
moins 15 elements et entrain de nombreux problemes d'assemblage,
notamment de soudure. De meme, ces limitations en puissance sont
accrues pour les applications au domaine petrolier, du fait de la
tendance au cracking et a la carbonisation de ces produits lorsqu'ils
sont en contact avec des surfaces a haute temperature.Ce comportement
en train en effet d'une part, des dangers d'explosion par liberation
d'hydrocarbons legers au voisinage de ces surfaces et abaissement du
flash-point de cette installation, et, d'autre part, un depot tres
intense de residus carbons de cracking sur la su race de chauffage.
Or, les rechauffeurs a elements chauffants libres possedent une faible
surface d'e [email protected]@@ avec le fluide, donc un coefficient d'echange
mediocre.
En [email protected] @@, les constructeurs de thermo-plongeurs petroliers a
[email protected]@au d'elements chauffants libres sont actuellement [email protected]@vert @@es
au dilemne suivant: - soit realiser des appareils encombrants,
complexes et chers, - soit encore produire des appareils constitues de
faisceau d'elements moins nombreux mais dont la mise en oeuvre en
trainera a la fois une modification chimique des produits rechauffes,
des dangers d'explosion, et des difficultes considerables d'entretien
et de nettoyage; car on concoit qu'il est peu aise de decalaminer un
faisceau dense d*- lements chauffants quasi jointifs.
Par ailleurs, les caracteristiques des elements chauffants limitent le
developpement des thermo-plongeurs du type a structure ailettee
metallique exterieure englobant des elements chauffants, qui pourtant,
du fait de leur accroissement de surface d'echange avec le fluide
sembleraient resoudre les problimes evoques ci-dessus.
En e efaet, le diametre limite des elements chauffants oblige dans ce
cas, - soit a les introduire en paquets a l'interieur d'un gros
evidement central menage dans la structure, mais alors, la resistance
de transfert thermique tres defavorable entre les elements chauffants
et la structure donne aux appareils ainsi realises de tres mauvaises
qualites thermiques qui les rendent inutilisables a tres hautes
temperatures et reserve leur emploi aux tres basses temperatures, le
plus souvent comme radiateur d'air ambiant - soit encore menager dans
la structure une multitude de percages de faible diametre et de grande
longueur a l'interieur desquels seront introduits les elements
chauffants.
Ce type d'appareils greater than a haute performance, mis au point
notamment par la demanderesse, est tres apprecie pour sa fiabilite et
ses qualites thermiques a hautes temperatures dans le domaine
petrolier et chimique. Mais on realise sans peine les problenies
technologiques quelquefois insolubles qu'entraine leur choix et les
colts de fabrication qui en resultent0
De plus, le mode de realisation actuel de l'ersemble des rechauffeurs
electriques, plus artisanal que verita~lement industriel, utilisant
comme sous-ensembles communs de production de puissance calorifique
les elements chauffants decrits precedemment, est peu adapte a une
satisfaction selective de tous les besoins techniques.En particulier,
pour des raisons de cloisonnement de production, dAe A une fabrication
delicate et onereuse, les elements chauffants sont tous recouverts
d'une gaine metallique en acier special tres crouteuse.
Or, il apparat a l'evidence que cette gaine protectrice est and la
fois - souvent inutile, dans le cas ou les elements chauffants sont
proteges par une structure de transfert independante, - et
insuffisante ou inadaptee, lorsque ces elements sont employes a haute
temperature en contact direct avec cer tains liquides tres corrosifs
ou font l'objet de soudures delicates.
Au surplus, les rechauffeurs en tuyauterie, qui occupent generalement
des fonctions essentielles en des points nevralgiques d'installations
industrielles a caractere petrolier, chimique ou energetique, sont
souvent preferes a des echangeurs classiques principalement pour leur
reputation justifiee de fiabilite et d'entretien limite.
Contradictoirement, leur mode de fonctionnement, evoque plus haut, par
simple introduction d'un thermo-plongeur classique par bride au sein
d'une canalisation transforme souvent en catastrophe de simples
incidents de fonctionnement et en veritable epouvante leur entretien.
En effet, leurs deposes est impossible en presence de liquide a
l'interieur de la canalisation qu'ils rechauffents.
De meme, bien que presentant a cet egard dans le domaine des faibles
puissances, de nombreux avantages visa-vis de leurs concurrents
alimentes par des fluides chauds, les actuels rechauffeurs electriques
en tuyauterie sont des appareils peu adaptes aux conditions de
conception et d'installation des usines modernes. En effet, la
realisation de leur canalisation metallique de transfert est
generalement l'oeuvre d'un tuyauteur, qui assure par ailleurs la mise
en place des differentes canalisations de l'installation, alors que
les thermo-plongeurs sont eux realises par des industriels
specialises.
De plus, les installations de rechauffage modernes ne cessitert l'
ajonction de bon nombre de dispositifs de musures et re s curite tels
des tubes de prise de pression, des tubes de Piton, des anenometres et
des thermocouples disposes a des endroits tres differents du
thermoplongeur et de la canalisation et dont la position precise
determine la rigueur de leurs mesures.Lorsque l'on songe que ces
disposi tif s sont souvent assemles a des milliers de kilometres de
distance de leur point de conception, par des installateurs de
nationalites souvent differentes et avec la precision qui caracterise
la mecano-soudure, on en imagine la relativite de precision de
fonctionnement.
Enfin, les rechauffeurs actuels sont des dispositifs dont la
configuration et le mode d'assemblage des elements actifs, realises
generalement par soudure en rendent difficile une modification and des
fins d'adaptation de puissance en fonction de necessites nouvelles. De
meme, leur present mode de realisation, plus artisanal que
veritablement industriel, conduisant a une grande innomogeneite a
l'interieur d'une meme installation et un demontage delicat, rend
difficile l'approvisionnement en pieces detachees et l'entretien ou la
reparation de ces appareils, surtout dans les regions eloignees et
pauvres -en main-d'oeuvre, qui sont generalement leur lieu de
fonctionnement.
Le but de la presente invention est de resoudre globalement les
problemes de realisation et de mise en oeuvre des rechauffeurs
electriques qui viennent etre evoques plus haut.
Un premier objet de l'invention est de proposer un nouveau mode de
realisation et de mise en oeuvre chauffants, particulierement adapte a
l'utilisation a l'interieur de rechauffeurs electriques du type a
structure metallique intermediaire de transfert.
Selon l'invention, ces elements chauffants sont essentiellement
constitues par un noyau central compact, realise en un materiau
dielectrique tel de la steatite, dont la paroi laterale est tapissee
de facon disjointive par au moins un filament resistant. De
preference, ce filament est introduit a l'interieur d'un reseau de
rainures helicoidales ou generatrices du noyau cylindrique.
Suivant un mode prefere de realisation, les filaments resistants mis
en place par introduction au moins partielle a l'interieur des
rainures du noyau.
Suivant un autre mode d'assemblage, conseille selon l'invention, ces
filaments resistants sont mis en place par moulage continu de metal en
fusion a l'interieur des rainures, prealablement realisees sur le
noyau.
Enfin, suivant un mode d'eleboration plus sophistique, la nappe de
filaments resistants est produite selon un procede proche de celui
actuellement utilise pour fabriquer des circuits electroniques
imprimes. A cet effet, le noyau central est tout d'abord, notamment
par electrolyse, recouvert d'une couche uniforme d'un metal approprie,
pour realiser un circuit resistant, tels du copper ou un alliage de
iron au nickel-chromium. on protege ensuite le trace a conserver des
futurs filaments resistants, notamment par une matiere plastique
adherente, et on attaque le reste du depot metallique par un acide.
Le bloc actif, realise par l'une de ces methodes, est par la suite
recouvert d'une pellicule dielectrique d'isolement.
Suivant un procede d'isolation prefere par l'invention, on enrobe tout
d'abord le filament resistant a l'aide d'une pellicule d'un materiau
ceramique a tres haute resistivite, tel un aluminium silicate et de
magnesie, deposee en jet sous action thermique. Selon les futures
conditions d'utilisation du dispositif, on peut ensuite, separement ou
en combinaison, et sans sortir du cadre de l'invention - soit
surmouler sur le bloc actif une pellicule de ciment refractaire de
protection, en utilisant un moule d'empreinte semblable a celle de la
future geometrie metallique de transfert et notamment en utilisant les
parois exterieures de cet evidement comme empreinte, - soit encore
recouvrir le bloc actif d'une gaine metallique de protection,
notamment hermetique et susceptible de rendre ce dernier insensible a
toute humidite ambiante, et plus particulierement aux atmospheres
explosives, - soit e.in, effectuer un usinage ou une rectification de
la paroi @[email protected] du bloc actif afin d'ameliorer ulterieurement le
cooperation thermique entre l'6lEment chauffant et la de ae transfert.
On aboutit alors a un corps chauffant compact dont les avantages
intrinseques vont etre enumeres.
On comprend tout d'abord aisement que ce mode de realisation des corps
chauffants permet d'effectuer une economie substantielle dans la
fourniture des elements actifs des rechauffeurs electriques.
On concoit en effet que les phases de fabrication de ces corps
chauffants sont simples et peu couteuses. Ainsi, le noyau central est
realise a partir de son ebauche, par de simples operations de
tournage; la mise en place de filaments resistants effectuee soit par
operations manuelles rapides soit par un procede industriel tres
developpe dans le domaine de l'electronique; enfin l'isolation de ces
filaments peut etre assuree selon une methode eprouvee et bon marche
de rechargement.
On concoit par ailleurs que les appareils a mettre -en jeu pour
effectuer leur fabrication sont courants dans les ateliers et peu
couteux.
On concoit enfin que le mode de realisation ainsi decrit permet
d'effectuer une economie considerable - en matieres premieres, en
eliminant la necessite de recou rir a une saine protectrice en acier
special, - et en fra-r d'elaboration, en remplacant fonctionnellement
l'isolant en poudre et ses etapes onereuses et delicates de pressage
par un element simple et economique; le noyau cen tral de steatite.
De plus, il apparat que ce type de corps chauffant permet de
multiplier considerablement la puissance thermique lineique
dissipable.
En effet, le diametre non limite des corps chauffants permet
d'accroitre la longueur de chacue spire.
- De meme, la nature compacte et fiable de l'isolant interfilament et
[email protected] dep8t ceramique complementaire permet d'accrot- tre de facon
[email protected] l'intensite electrique de chaque filament.
- par ailleurs, on se rend compte b le mode c'isolation de ces corps
chauffants va ameliorer considerablement leur fiabilite et plus
particulierement leur aptitude a tre utilises dans les zones humides
qui constituer.. leur site privilegie d' installatI
En effet, on comprend que les actuels elements chauffants posent de
graves problemes d'obturation de leur extremite d'alimentation
electrique.A cet endroit, l'usuel tampon de silicone, qui obture leur
gaine, est soumis a des cycles de temperature provoquant des
dilatations, des contractions et des fatigues repetees qui tendent a
le desolidariser a la fois des filaments resistants et de la gaine. I1
s'ensuit tres souvent une penetration d'humidite au sein de l'isolant
et une deterioration progressive de ses qualites dielectriques qui
constituent la cause de la majorite des actuels accidents de
fonctionnement des elements chauffants.
Au contraire, les corps chauffants proposes sont rev- tus d'un bout A
l'autre d'une couverture d'isolant compact qui interdit toute
progression d'humidite par une extremite et rend hautement impossible
toute immobilisation par defaut d'isolation.
Au surplus, il est possible de choisir a volonte la puissance de ces
blocs chauffants, en jouant sur le pas separant les spires des
filaments. Cette operation peut d'ailleurs entre effectuee par simple
reglage du tour realisant le rainurage du noyau central. Au contraire,
on cor. Coit qu'il est tres delicat de jouer sur le pas d'un fila:.t a
l'interieur d'un element chauffant actuel et que cela rl-- cessiterait
des investissements considerables.
Enfin, et ainsi que nous le verrons plus loin, la disposition relative
figee des filaments resistants des leur mise en place permet de
disposer a l'interieur d'un meme corps chauffant plusieurs filaments
resistants equivalents et notamment trois filaments alimentes
electriquement en triangle ou en etoile.
Cette disposition assure, des la construction, l'equili- brage
d'action de chaque bloc chauffant sur un reseau electrique multiphase.
Au contraire, le mode de realisation actuel des elements Chauffants,
dont les filaments resistants flottent en quelque sorte a l'interieur
de leur isolant en poudre comprimee, rend dangereux de repartir a
l'interieur d'un meme element plusieurs filaments resistants alimentes
par des phases differentes. Ainsi, on est contraint pour equilibrer le
reseau, de disposer au moins trois elements chauffants a l'interieur
de chaque dispositif de forte puissance. De ce fait, on doit
multiplier les percages de grande longueur et de faible diametre a
l'interieur de la structure metallique de transfert correspondante.
Mais l'invention a egalement pour objet d'apporter des ameliorations
aux rechauffeurs du type a structure metallique de transfert destinees
a eliminer les inconvenients rappeles au preambule.
Ainsi, il est tout d'abord propose d'adapter les actuelles structures
de transfert de maniere a les utiliser en coooperation avec les
elements chauffants selon l'invention, qui viennent d'etre decrits et
que nous appellerons dans toute la suite corps chauffants.
En particulier, selon l'invention, il est conseille, - non pas de
percer les structures de transfert d'une mul- titude d'evidements de
faibles diametres a l'interieur desquels sont introduits des elements
chauffants classiques, - mais au contraire, de menager un gros
evidement central axial borgne a l'interieur de ces structures et
d'introduire das oet evidement un unique corps chauffant de diametre
faiblement inferieur et cooperant intimement avec ses parois.
De preference, on donne a l'evidement central un diametre tres proche
de celui du fut et a l'ensemble un diametre aussi large que possible.
Selon une forme particulierement avantageuse de mise en oeuvre du
procede de realisation selon l'invention, les corps chauffants et
l'evidement sont recouverts, avant introduction, d'une graisse de
lubrification et d'amelioration de la conduction thermique.
Selon unautre mode particulierement avantageux de mise en oeuvre,
l'interieur de l'evidement central est recouvert avant introduction du
bloc chauffant d'une peinture absorbante des radiations thermiques.
Enfin, suivant un aspect particulierement interessant de la
configuration selon l'invention; les blocs chauffants sont solidarises
de la structure de transfert par un systeme amovible permettant une
mise en place et une depose de ces blocs chauffants particulierement
aisees.
On notera que la realisation industrielle de cette mo dification des
rechauffeurs est rendue possible du fait des caracteristiques
nouvelles desdits blocs chauffants evoquees plus haut.
En effet, - d'une part, les actuels elements chauffants sont, comme
nous l'avons vu precedemment limites a des diametres de l'ordre de 25
mx, - d'autre part, la faible puissance lineique qu'ils dissipent
oblige a les utiliser en faisceaux pour mettre en oeuvre les
puissances usuelles.
- Enfin, et surtout, l'integralite des installations industrielles de
puissance est alimentee en courant electrique triphase, et
l'impossibilite technologique de realiser des elements chauffants
classiques multiphases necessite d'introduire au moins trois de ces
elements chauffants e l'interieur de chaque structure pour equilibrer
leur action sur le reseau.
Les avantages de cette nouvelle conception de thermoplongeurs
electriques apparaissent clairement.
Tout d'abord, on concoit sans peine qu'il est beaucoup plus aise de
menager a l'interieur de la structure de transfert un evidement axial,
unique et large, plutot que trois percages de faibles diametres. Cette
amelioration geometrique a en particulier pour consequence de
permettre la realisation de rechauffeurs de longueurs et donc de puis
sances quasi-illimitees.
De mimez la reduction du nombre des evidements, et le diametre accru
de ltevidement central rend possible, selon l'invention, la
realisation des structures de transfert par des operations tres
simplifiees, tel le moulage, suivi eventuellement de simples
operations de finition. On percoit aisement l'economie qui resulte de
l'elimination des longs et laborieux percages habituels.
De plus, des calculs et des experimentations effectues par la
demanderesse ont montre qu'a puissance et configuration equivalentes,
l'accroissement de diametre des elements chauffants et de leurs
evidements fait decrotre tres favorablement leur temperature de
fonctionnement, du fait de l'amelioration du transfert qu'ils
entranent.
Au surplus, il apparait a l'evidence que ce meme accrois- sement de
diametre fait diminuer les consequences facheuses des inevitables
tolerances de fabrication. En effet, on con coit notamment, qu'a
tolerance de fabrication egale, dix cylindres cooperent mecaniquement
d'autant mieux qu'ils ont un plus grand diametre0 A titre d'exemple,
des estimations ont montre, que dans le cas d'un thermoplongeur
petrolier de 35 ti, la configuration, selon l'invention evoquee
cidessus, permet de diminuer de pres de 1000C la temperature de
travail des filaments resistants0 Lorsque l'on songe aux difficultes
que posent actuellement la mise en oeuvre des hautes temperatures, aux
problemes de vieillissement et de fatigue occasionnes par les
materiaux subissant ces temperatures, et enfin au cout de realisation
des materiaux refractaires, on percoit sans peine? a la fois la baisse
de coat de fabrication des rechauffeurs qui resulte de la technique de
fabrication selon l'invention ainsi que l'accroissement considerable
de fiabilite des appareils realises et l'ouverture que ces
caracteristiques nouvelles vont entrai- ner pour ces dispositifs dans
le domaine du rechauffage a haute temperature. I1 convient de
remarquer a cet egard, que le vieillissement ainsi que le nombre des
accidents de fonctionnement des dispositifs de rechauffage varient,
non pas de facon lineaire avec l'accroissement de la temperature
qu'ils mettent en oeuvre, mais de Facon quasi exponentielle.
Par ailleurs, on se rend compte qu'un aspect important du mode de
realisation des rechauffeurs selon l'invention est de separer les
problemes de production de chaleur et de protection. Ainsi, selon
l'invention, la resistance, tres sollicitee electriquement et
theririquement, peut faire exterieurement l'objet de traitements
appropries qui ont ete evoques plus haut. De meme, les structures de
transfert peuvent subir des traitements destines a leur permettre de
supporter des atmospheres particulieres tres corrosives auxquelles
elles risquent d'etre exposees. Dans tous les cas, on realise l'e-
conomie d'une inutile et onereuse gaine protectrice des ele- ments
chauffants.
Au surplus, on realise que la conception des rechauffeurs selon
l'invention permet d'en @@eliorer considerablement les conditions
d'entretien A l'interieur des'sites ou ils sont installes. En effet,
leur reparation peut titre effectuee par echange quasi instantane de
leur bloc chauffant, et ceci sans necessiter une quelconque vidange
des fluides rechauffes.
Enfin, la grande souplesse d'adaptabilite en puissance de ces blocs
chauffants, notamment par simple variation du pas d'enroulement des
filaments resistants permet, tout en leur imposant un diametre et une
longueur fixe normalisee, de leur associer une large gamme de
puissance. En particulier, on peut donner aux differents rechauffeurs
d'une meme installation les mimes caracteristiques geometriques. Ceci
permet, une fois de plus, de separer les problemes de protection de
chaleur, effectuee par la structure de transfert du probleme de
transmission de chaleur.En particulier, des calculs theoriques
developpes par la demanderesse ont montre qu'il est possible,
notamment dans le domaine des fluides bons caloporteurs tels les
huiles et les fuels, d'utiliser selon le procede de l'invention une m-
me structure de transfert dans un large domaine de puissance sans
alterer notablement le rendement thermique de la structure. on peut
ainsi produire les rechauffeurs, non plus au coup par coup et de facon
quasi-artisanale, comme cela est pratique actuellement, mais au
contraire a une echelle industrielle avec les consequences
favorables-de coft de revient que cela implique.
Incidemment, cette derniere caracteristique de normalisation des blocs
chauffants selon l'invention, liee a leur grande fiabilite permet de
limiter les stocks en elements chauffants a l'interieur des
installations, et eventuellement,- dans les cas exceptionnels de
defaillance, de remplacer provisoirement un bloc chauffant par un
autre de caracteristiques differentes en attendant la livraison du
bloc adequat.
L'invention concerne par ailleurs un nouweau mode de realisation des
rechauffeurs en tuyauterie destine a limiter les inconvenients de ces
dispositifs, inconvenients qui ont ete releves au preambule. Les
principaux objets de cette nouvelle conception sont de permettre - une
elaboration industrielle simple et beaucoup moins one reuse que les
techniques habituelles, - et de conferer aux rechauffeurs en
tuyauterie ainsi reali ses l'ensemble des nombreux avantages des
rechauffeurs a structure metallique intermediaire qui viennent autre
de- crits, et de plus, une grande adaptabilite et souplesse d'u
tilisation.
Ainsi, les rechauffeurs en tuyauterie selon l'invention, ne sont pas
realises par introduction a l'interieur de cette tuyauterie sur le
chantier, d'un simple thermo-plongeur a faisceaux d'elements
resistants avec tous les inconvenients evoques plus haut. Au contraire
ils sont realises de facon modulaire en atelier et sont
essentiellement constitues par une tuyauterie metallique coudee dont
chacune des extremites est munie d'un organe d'accouplement avec les
deux extremites de canalisation entre lesquelles le rechauffeur doit
etre installe.A l'interieur d'une des branches de tuyauterie du
rechauffeur est developpee et fixee axialement une structure
metallique de transfert, du type decrit precedemment, percee d'un
large evidement borgne axial, debouchant a l'exterieur de la
tuyauterie du cote du coude. Cet evidement est destine a contenir un
bloc chauffant selon l'invention. De preference, structure metallique
et bloc chauffant sont dotes de moyens de solidarisation amovibles.
On remarque a l'evidence que d'un point de vue purement structurel,
les rechauffeurs en tuyauterie sont constitues par simple introduction
a l'interieur de l'une des branches de leur tuyauterie, d'un
thermo-plongeur selon l'invention. On peut donc effectuer la mise en
place de leurs elements chauffants selon les memes operations. De
plus, ce type de rechauffeurs possedera l'ensemble des proprietes qui
viennent d'etre enumerees.
Suivant ur premier mode de realisation conseille par l'invention,
l'ensemble de transfert calorifique (tuyauterie + structure de
transfert) est realise - par assemblage mecano-soude
* d'un tuyau principal a extremites notamment munies de brides
* et d'un tuyau secondaire soude par une de ses extremi- tes su la
paroi du premier tuyau, face a un evidement pratique dans cette paroi
et dont l'autre extremite est, elle aussi, notamment munie d'une
bride, - introduction longitudinale a l'interieur du tuyau principal
et solidarisation avec ce dernier, d'une structure metalli que de
transfert,
* munie d'un large evidement central borgne,
* et de preference recouverte d'ailettes, notamment lon gitudinales,
augmentant sa surface d'echange avec le fluide.
Cette solidarisation peut etre effectuee, soit par soudure, soit par
boulonnage par brides intermediaires.
Mais, selon un autre mode de realisation particulierement avantageux,
on realise cet ensemble de transfert par moulage combine, notamment a
noyau de sable, a la fois de la tuyauterie metallique et de la
structure de transfert interieure.
Dans les deux cas de realisation, il est conseille de realiser
entierement ledit ensemble de transfert en atelier et de le munir, en
outre de ses differents appareils de mesure auxiliaires, avant de
l'acheminer sur son lieu de mise en place ou il sera fixe par ses deux
extremites libres au reste de la canalisation et muni de son bloc
chauffant.
Enfin, l'invention propose un procede d'assemblage modu- laire de
rechauffeurs electriques du type decrit ci-dessus, destine a
constituer des dispositifs e rechauffage de forte puissance a la fois
compacts, modulaires et susceptibles d'une industrialisation tres
poussee.
Ainsi, selon l'invention, on realise un dispositif de rechauffage en
tuyauterie de forte puissance, par assemblage bout a bout, en lacets,
de rechauffeurs en tuyauterie decrit plus haut. Ceux-ci sont
assembles, notamment par l'intermediaire de brides et coudes de renvoi
intermediaires a 360 et disposes suivant les aretes de quasi-polyecres
de facon a constituer une structure compacte.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention se degageront de
la description qui va suLv e en regard des dessins annexes, lesquels
descriptions et dessines ne sont donnes qu'a titre d'exemples non
limitatifs.
Sur ces dessins - la figure 1 represente en coupe axiale un element
[email protected] realise selon un procede classique d'enrobage d'un filament.
par un materiau dielectrique en poudre - la figure 2 schematise une
"epingle chauffante" soudee sur la paroi d'une cuve de fluide qu'elle
rechauffe 2 - la figure 3 est une vue en perpective d'un
thermo-plongeur classique constitue par un faisceau d'elements
chauffants paralleles les figures 4 et 5 sont des vues en coupes
axiale et trans versale selon As d'un thermo-plongeur a structure de
trans fert intermediaire tel qu'actuellement realise par la deman
deresse - la figure 6 represente un mode de realisation avantageux
d'un corps chauffant selon l'invention;; - la figure 7 decrit en coupe
axiale d'autres caracteristiques originales d'un corps chauffant selon
l'invention - la figure 8 represente, ecorche, un corps chauffant
selon l'invention, dont la nappe de filaments resistants a ete
confectionnee selon la methode originale habituellement u tilisee pour
realiser des circuits imprimes - la figure 9 est une vue en coupe
representant une disposi tion avantageuse des filaments resistants a
leur sortie du bloc chauffant - les figures 10 et 11 representent en
coupe deux modes de mise en place, preferes par l'invention,
d'elements sensi bles de mesures a 1 l'interieur du corps chauffant;;
- la figure 12 est une vue en coupe, isolant les caracteris tic
essentielles d'un thermo-plongeur de rechauffage en cuve realise selon
les principes de l'invention; - la figure 13 est un ecorche en
perspective d'un mode d'ali- mentation electrique des corps
chauffants, prefere par l'invention - la figure 14 est une vue en
ecorche d'un rechauffeur en tuyauterie realise selon l'invention;; -
les figures 1, et 16 schematisent une coupe axiale et transversale
selon BB' d'un mode de realisation par mecano soudure da rechauffeur
de la figure 14 - les figures 17 et 18 schematisent une coupe axiale
et transversale selon CC' d'une variante de realisation du re hauffeur
de la figure 14 par fonderie globale; figure 19 represente un
assemblage modulaire des re chauffeurs en tuyauterie conseille selon
l'invention; - Enfin, la sur 20 decrit schematiquement un autre mode
d'assemblage modulaire et compact des rechauffeurs en tuyauterie,
particulierement avantageux pour realiser un dispositif dechauffage de
forte puissance.
En reference a la figure 1, on distingue, en coupe, un element
chauffant 1, tel que couramment utilise a l'interieur de structures
chauffantes elect riques. il est essentiellement constitue par un
filament resistant 3 developpe en boudins 4selon l'axe xx' d'une gaine
metallique protectrice 5.
A l'interieur de cette gaine 5 et autour du filament 3 est comprime un
materiau dielectrique en poudre 6.
Les deux extremites libres 7 et 7' du filament 3 jaillissent de la
gaine metallique 5 en 8 au travers d'un tampon d'obturation silicone 9
et sont protegees par des gaines souples isolantes 10 et 10'. L'autre
extremite de la gaine est bouchee par une pastille metallique soudee
11. Le diametre d de l'element 1 ne peut guere depasser 25;mm du fait
des difficultes consecutives de compression du materiau 6.
Sur la figure 2, on reconnait une epingle chauffante 20 soudee en 21
sur la paroi d'une cuve 23 et alimentee electriquement par une boite
24. Cette epingle a ete realisee par deformation d'un element
chauffant lineaire du type de celui decrit figure 1.
Sur la figure 3, on peut voir un thermo-plongeur 25 du type le plus
courant. Il est constitue par un faisceau 26 d'elements chauffants 1
quasi-jointifs, reunis par une entretoise 27, fies par une extremite
sur une bride 30 et alimente electriquement par cette extremite a
l'interieur du capot etanche 31. On apercoit en outre a distance du
faisceau 26 un organe de mesure 32 destine a permettre la commande
thermostatee du thermo-plongeur 25.
Ce thermo-plongeur est habituellement fixe sur sa bride 30, - soit sur
la paroi d'une cuve de fluide qu'il rechauffe pour fonctionner par
convection naturelle, - soit encore au travers d'une canalisation de
fluide pour fonctionner par convection forcee et realiser un
recha:ffi- feur en tuyauterie.
Les figures 4 et 5 decrivent le type de thermo-plonc- 35, actuellement
le plus performant. Celui-ci, mis au point par la demanderesse, n'a
jusqu'a present ete utilise que comme thermo-plongeur en cuve,
principalement pour rechauffer des huiles.
Il est constitue d;une structure de transfert 36, comportant un fut
metallique 39, muni d'un empilement d'ailettes circulaires radiales 38
et perce de trois evidements borgnes 40, 41 et 42 de grande longueur
et de faible diametre d.A l'interieur de chacun de ces evidements, on
a introduit un element chauffant 1 a, 1 b,... La structure de
transfert 36 est par ailleurs munie d'un tube rallonge 45 et soudee
sur une bride 46. Les extremites libres de chacun des elements
chauffants 1 a, 1 b, b,... debouchent a l'interieur d'une boite
d'alimentation electrique 48 fixee sur la bride 46.
L'ensemble des rechauffeurs classiques decrits ci-dessus, presente de
nombreux problemes d'utilisation dus principal e- ment au faible
diametre des elements chauffants 1, a leur cout de revient eleve, a la
faible puissance lineique qu'ils dissipent et a l'impossibilite de les
alimenter electriquement par trois phases conjointes.
Les figures suivantes decrivent differents modes de rea- lisation de
corps chauffants et de rechauffeurs les mettant en oeuvre, destines a
resoudre ces problemes.
La figure 6 resume les phases essentielles de realisation d'un corps
chauffant 50 selon l'invention, destine a resoudre les inconvenients
vises precedemment.
La fabrication consiste tout d'abord a confectionner, en un materiau
dielectrique tel de la steatite, un noyau central compact 52, de
symetrie axiale selon y y' et a tapisser les parois laterales de ce
noyau de filaments resistants avant de procede S l'isolation
exterieure de ces derniers.
Sur la figure 6, on remarque que trois filaments resistants 54, 55, 56
ont ete enroules en parallele de facon disjointive a l'interieur de
rainures hilicoidales 58 menagees, par tournage selon y y', sur la
paroi laterale du noyau 52.
Ces filaments resistants 54, 55, 56 sont chacun destines a etre
alimentes par une phase de courant electrique difffren- te. Leur
branchement est effectue en etoile par reunion de leurs extremites CO,
61 greater than 62 et soudure sur les trois branches 65, 66 et 67
d'une bague de couplage 70. Cette bague est solidarisee du @@@ 52 par
introduction a l'interieur de l'evidement 72 et blocage par effet de
ressort du a sa discontinuite 73.
L'alimentation electrique des trois filaments est assuree selon un
mode non represente sur cette figure qui sera evoque plus loin.
Apres mise en place dans leurs rainures 58, les filaments contigus
sont isoles les uns des autres par les cretes intermediaires 74 du
rainurage. Neanmoins, il est recommande de recouvrir le bloc actif 75
ainsi realise d'un materiau dielectrique pour le proteger des
courts-circuits inter-filamen- taires dus a des contacts exterieurs.
Ainsi, sur la figure 6, un depot 76 d'environ 3/10 de mm, d'un
materiau ceramique, compose principalement de aluminium silicate et de
magnesie, est effectue, a l'aide d'un jet oriente selon f en direction
du corps chauffant, introduit au sein d'une flamme 77 produite par une
buse adequate 78.
Afin d'effectuer sur le corps chauffant un dep8t dielectrique 76
uniforme et continu, la buse 78 est deplacee selon g au cours de
l'operation, alors que le bloc chauffant est entraine en rotation
selon r1. Par ailleurs, afin d'homogeneiser le dep8t 76 et d'assurer
sa parfait cohesion, le bloc chauffant 75 est maintenu en temperature
a l'interieur d'un four 80 constitue principalement par une enceinte
de bric refractaires 82.
En se referant maintenant a la figure 7, on peut reconnattre un autre
mode conseille par l'invention, pour inserer des filaments resistants
a l'interieur des rainures 58 du noyau central 52.
Selon cette methode, l'interieur de chacune des rainures 58 est tout
d'abord attaque a l'acidpour initier des sites d'accrochage permettant
une bonne solidarisation entre les futurs filaments 54, 55 et 56 et le
noyau 52. Ensuite, chaque filament 54, 55 greater than 56 est a la
fois constitue et mis e place par moulage de metal en fusion a
l'interieur de sa riflure.
Ainsi que l'on peut s'en rendre compte en se se reportant a la partie
droite de la figure 78 les filaments helicoidaux paralleles 54 et 55
ont ete precedemment realises. Le r ament 56 est en cours
d'elaboration. on remarque par [email protected]@@ la presence d'un injecteur 85
qui effectue une coulee continue verticale de metal 86 en direction de
la rainure helicoidale sous-jacente 99. Afin de permettre le
developpement du filament 56 vers la droite sur la paroi du noyau 52,
l'injecteur 85 est deplace dans le sens X, alors que le noyau 52 est
mis en rotation selon r2, de facon a ce que l'injecteur parcourt
l'ensemble de la rainure 90. Le metal ainsi depose se soli- difie et
s'insere quasi instantanement dans sa rainure, ce qui en assure une
mise en place aisee.
De meme qu'a la figure 6, les trois filaments 54, 55 et 56 sont, apres
coulee, reunis en etoile gracie a la bague de couplage 70 ainsi que
cela apparait en 92 pour le filament 55. on a represente sur cette
figure le cas ou on utilise qu'un seul injecteur 85 de metal fondu,
mais bien entendu, on peut sans sortir du cadre de l'invention
utiliser trois injecteurs paralleles, espaces de la distance entre
deux rainures et ainsi realiser en parallele l'ensemble des trois
filaments resistants destines a alimenter le bloc chauffant. on
comprend aisement que cette methode est susceptible d'etre mise en
oeuvre avec peu de moyens mecaniques et suivant des phases entierement
automatiques.
La figure 8 decrit une autre methode particulierement avantageuse pour
mettre en place les filaments resistants sur le noyau 52. Dans ce cas,
les filaments resistants 95, 96 et 97 constituent sur la partie
laterale du noyau 52 un veritable circuit imprime. En effet, ils sont
realises suivant les memes principes. La paroi du noyau 52 est tout
d'abord recouverte d'une pellicule continue de metal, puis les parties
99 non constitutives du trace des filaments sont attaquees par une
methode chimique.
Si l'on se reporte de nouveau a la figure 7, on distingue les
differentes etapes d'isolation des filaments resistants.
Dans la z8ne 100 le bloc 75 est tout d'abord recouvert en jet, selon
le procede de la figure 6, par une pellicule 76 de matiere
dielectrique. Cette derniers, de par son mode de mise en place, enrobe
parfaitement les differents filaments 54, 55 et 56. Neanmoins, elle
represente le defaut d'avoir une epaisseur non constante et de ce fait
un etat de surface imparfait.
Aussi, il est recommande de surmouler sur le depot 76, ure @ellicule
de ciment refractaire 102, possedant des carac teristiques de surfaces
precises et definies.
Par tailleurs, toujours a la figure 7, on remarque que le noyau 52 est
realise par juxtaposition de deux sous-ensembles 52 a et 52 b, reunis
par, collage 105 entre un evidement 106 de 52 b et un epaulement 107
de 52 a. Il est ainsi possible de fabriquer des corps chauffants 50 de
tres grande longueur et ainsi de tres grande puissance par collage
bout a bout de petits noyaux 52 facilement usinables.
La figure 9 decrit en coupe un moyen prefere par l'invention pour
effectuer la distribution selon l'axe y y' des differents filaments
54, 55 et 56 a leur sortie d'un corps ou d'un sous-ensemble chauffant
[email protected]
On remarque que l'element [email protected] prolonge a droite par un epaulement
107' et perce de part en part d'un evidement central 160. Par
ailleurs, on se rend compte qu'a son extremite droite, chacune des
rainures 58, correspondant aux differents filaments paralleles 54, 55,
56, debouche dans un percage 111 menage perpendiculairement a l'axe y
y' de l'element 50 pour rejoindre l'evidement central 160.
Chaque filament resistant 56 est relie a son extremite, par
l'intermediaire d'une piece de jonction soudee 112, a un fil
d'alimentaticr. 113 qui suit le percage 111 pour etre introduit dans
l'evidement 160 afin d'etre dirige vers l'exterieur selon y'.
On percoit aisement que cette disposition confirme les qualites
modulaires du corps chauffant 50 selon-l'invention tel que decrit a lc
figure 7.
En effet, on concoit que tout corps chauffant ce grande puissance
pourra autre realise par juxtaposition bout a d'elements 50 tels que
decrits ci-dessus, nion de [email protected] differents fils d'alimentation 113 a
l'[email protected] C O central 160 et branchement exterieur appreprie.
Les figures 10 et 11 illustrent 2 mCA,- ce mise des moyens de controle
de temperature au sein du corps @@ fant.
Dans la variante de la fig. 10, on [email protected] un evie central 121 suivant
l'axe du noyau 52. [email protected]@te, on [email protected] @@, a l'interieur de cet
evidement, une sonde -
Dans la variante de la fig. 11, on a r.r-c sur du noyau central 52 une
saignee [email protected]@e 125 [email protected] a la generatrice des rainures 58. on
place a l'interieur de cette saignee 125 une sonde 126 dont la gaine
exterieure 127 est constituee d'un materiau dielectrique. on met en
place des filaments resistants 64 a l'interieur de leur rainure 58
autour du noyau 52 et par dessus la sonde 126.Enfin, on effectue un
recouvrement continu de l'ensemble a l'aide materiau dielectrique 76
depose en jet selon le procede de la figure 6. on peut ainsi, en cours
de fonctionnement, percevoir continuellement et de maniere
ultra-prEcise les conditions de temperature au sein du corps chauffant
50 et reagir quasiinstantanement a toute elevation de temperature
anormale des filaments existants 64. Ces possibilites etaient jusqu'S
present inaccessibles dans les dispositions de moyens de contrtle
decrites a la figure 3.
Incidemment, on remarquera que le corps chauffant de la figure 10,
destine a une utilisation tres particuliere en atmosphere explosive, a
ete recouvert d'une gaine metallique exterieure 129. Ulterieurement,
cette gaine a ete usinee en surface pour lui donner une definition
geometrique precise.
A la figure 12 est decrit en coupe le mode de realisation d'un
thermo-plongeur 130 de rechauffage en cuve 131, prefere par
l'invention. Cerui-ci est constitue d'une structure metal- tic ailetee
132 percee d'un gros evidement central bors-.f 134 solidaire d'une
bride de fixation 46. A l'interieur de l'evidement 134, on introduit
un corps chauffant 50 selon l'invention. Le raccordement electrique de
ce corps chauffant est effectue a l'interieur du coffret 48 fixe sur
la bride 46. Le thermo-plongeur ainsi realise est introduit a l'inte-
rieur de la cuve 131, au travers d'un evidement 136 de la pcroi 137 et
fixe sur cette paroi.
On remarquera
-d'une part, la presence d'un tube prolongateur 139 qui permet
d'eloigner plus ou moins la structure 132 de la paroi 137 de la cuve
131,
-d'autre part, la presence d'une couche 140 de peinture absorbante au
rayonnement thermique sur les parois inte rieures de l'evidement 134,
-et enfin, la presence d'une couche 141 d'une graisse de lubrification
et d'amelioration de la conduction thermique entre le corps chauffant
50 et la structure ailetee 132.
Ces deux dernieres caracteristiques permettent d'optimiser le
transfert de chaleur en ameliorant a la fois l'absorption radiative et
la conduction thermique.
On notera incidemment que bien que dans le cas present le
thermo-plongeur 130 soit dispose horizontalement et possede des
ailettes circulaires radiales, on peut, sans sortir du cadre de
l'invention, le munir- d'ailettes longitudinales et le disposer
verticalement.
L'arrachement de la figure 13 precise un mode de raccordement prefere
des filaments resistants 54. Les differents filaments 54 sont proteges
a leur sortie du noyau 50 par une gaine 117 et munis a leurs
extremites d'une cosse de raccordement 145. Les differentes cosses 145
sont couplees par l'intermediaire de vis 146 sur une plaquette de
distribution 148.
Cette derniere est fixee a l'aide de membrures 149 sur la bride 46 du
thermo-plongeur 130 par deux vis 150e Les fils d'alimentation 156 du
cable exterieur 155 sont reunis aux filaments 54 sur la plaquette 148
suivant le montage electrique choisi.
A cet cgard, on peut remarquer que
- si l'en choisit un montage en etoile des filaments resistants 54 55
et 56, tel celui de la figure 6, seuls trois filaments sortent du bloc
chauffant 50.
- Alors que si l'on choisit un montage en triangle, le trajet retour
des filaments pourra etre effectue selon un evidement central tel 160
apparaissant sur la figure
9. Dans ce cas, et conformement a la figure 13, 6 fila ment s sortent
du corps chauffant 50 et doivent tre connectes en 148 suivant le
montage classique @@e les filaments 156 du cable d'alimentation 155.
L'arrachement de la figure 14, decrit un rechauffeur en tuyauterie 165
tel qu'installe selon l'invention. Il se compose essentiellement d'un
thermo-plongeur 166, conforme a celui 132 decrit figure 12, mais dont
la struct --:llique est munie d'ailettes longitudinales 6 et enfin ~ ~
- et suivant z z' a l'interieur d'une tuyauteri [email protected]@@ E.
Cette tuyauterie 169 est munie a l'une de s @@@ @mites d'une bride 171
de raccordement avec la bride 48 du thermoplongeur 166, et a autre
extremite prolongee par un dif fuser 172 termine par une bride 173 de
raccordement avec l'une des portions 175 de canalisation munie d'une
bride 176 entre lesquelles le rechauffeur 165 doit etre installe.
Perpendiculairement a la tuyauterie 169, face a un evidement 177 et
selon tt', est soude-une tuyauterie secondaire 178 terminee par une
bride 179 de raccordement avec l'autre portion de canalisation 180
munie d'une bride 181.
Le rechauffeur 165 a ete entierement realise par le meme industriel.
On remarque que sa canalisation de transfert est munie d'un debitmetre
182 et de deux tubes de prise de pression 183 et 183' dont le
positionnement a pu etre de ce fait effectue avec precision.
Le rechauffeur 165 est mis en place par simple raccordement des brides
(173 et 176) et (179 et 181).
En cours de fonctionnement, le fluide a rechauffer est introduit selon
a et vient lecher les parois chaudes des ailettes 167 avant de
ressortir selon a'.
Les figures 15 et 16 precisent le mode d'assemblage du rechauffeur en
tuyauterie 165 de la figure 14. On remarque en effet que celui-ci a
ete realise en mecanosoudu e-par as semblage de la tuyauterie
principale 169, du diffus 172, de la tuyauterie secondaire 178 et des
brides 171, 173 et 179 a l'aide des differents cordons de soudure (185
A 190).
On remarque par ailleurs que le thermoplongeur 166 est mis en place
par simple introduction, coulissage a l'interieur de la tuyauterie 169
et solidarisation par boulon- and rou aux brides 48. Le bloc chauffant
50 est lui aussi mis en place par simple introduction dans l'evidement
134 du thermoplongeur facilitee par ailleurs par la graisse
lubrifiante 141.
Les figures 17 et 1 8 decrivent une variante particulierement
avantageuse selon l'invention, de realisation d'un rechauffeur en
tuyauterie 165. Selon cette variante, on modele par fonderie a noyau
de sable, en une operation, a la fois la tuyauterie 169, la structure
ailetee 132, la tuyauterie secondaire 178 et sa bride 179 pour
constituer un bloc compact 195.
On fait subir a ce bloc, apres moulage, differentes ope rations de
finition. On remarquera tout d'abord que le diffuseur 172 et sa bride
173 ont ete realises eux aussi par fonderie mais soudes apres coup sur
le bloc 195; ceci pour des raisons particulieres de rentabilite et de
facilite de moulage. De meme, l'evidement 134 a tout d'abord ete moule
libre a ses deux extremites, puis muni d'une pastille soudee 198 a son
extremite borgne. par tailleurs, on remarquera que l'on a donne a
l'evidement central 134 un developpement conique ouvert vers
l'extremite d'introduction de son corps chauffant 50. Ce rechauffeur
est en effet destine a etre utilise en cooperation avec un corps
chauffant 50 a paroi laterale conique du type de celui decrit figure
7; ceci dans le but d'ameliorer la cooperation thermique entre ce
corps chauffant et la structure metallique. Enfin, l'evidement 134 a
subi apres fonderie une rectification fine destinee a accroitre la
cooperation mecanique avec le corps chauffant 50.
Les figures 19 et 20 decrivent deux modes d'assemblage;nodulaire,
conseilles par l'invention, pour realiser des installations de forte
puissance.
A la figure 19, trois rechauffeurs 197, 198 et 199N du type de celui
de la figure 10, ont ete montes en serie de arcon a tripler leur
puissance.
On remarque qu'ils ont une structure caracteristique destinee a
faciliter leur mise en place et limiter leur encombrement au sol.
Ainsi, ils sont constitues d'une tuyauterie principale dans dans
laquelle debouchent perpendiculairement a chacune des extremites deux
tuyauteries d'alimentation 201 et 202 munies de brides 203. Ces
rechauffeurs sont chacun traverses par un thermoplongeur 166 a ailette
longitudinale. Ils sont, a l'une des extremites, munis d'une pl-qt e
fixation au sol 206, renforces lateralement par des goussets 208,
montes verticalement sur le sol et assembles de maniere a ce que
chacun des tuyaux auxiliaires 202 de l'un soit reuni par l'interme-
diaire de sa bride avec v-r tuyau auxilia-re 203 de son voisin.
Ainsi, le fluide entrant dans le dispositif nodulaire ainsi realise en
a, traverse successivement I- rcis rechauffeurs 197, 198 et 199 avant
de ressortir suivant -
Selon la variante de la figure 20, le dispositif modulaire de
chauffage 210 est constitue par juxtaposition en lacet de 4
rechauffeurs 165a, 165b, 165c et 165d du type de celui decrit a la
figure;14.
Ceux-ci sont repartis parallelement selon les aretes d'un
parallelepipede.
Le rechauffeur 165 a est reuni a son extremite d'entree a la
canalisation d'alimentation 175 par l'intermediaire de sa bride 173 a.
Par ailleurs, les rechauffeurs 165 a et 165 b sont reunis par
l'intermediaire de leurs brides 179 a et 179 b. De plus, le
rechauffeur 165 b est prolonge par le rechauffeur 169 c par
l'intermediaire d'un coude de renvoi a 3600 212 joignant les brides
173 b et 173 c.
Au surplus, les rechauffeurs 169 et 165 sont reunis par leurs brides
179 c et 179 d. Enfin, le rechauffeur 165 d rejoint la canalisation
d'evacuation 180 par sa bride 173 d.
On remarquera que les corps chauffants 50 a a 50 d sont disposes
parallelement et debouchent cote a cote de facon a permettre une mise
en place ou un echange aises.
En se referant aussi bien aux figures 1 19 que 20, on remarque - que
le rechauffeur 199 est entoure d'une gaine exterieure
213 espacee de sa propre paroi 214, cette particularite pouvant
d'ailleurs etre etendue a chacun cts rechauffeurs
197 et 198, - et que le dispositif modulaire de rechauffage 210 est en
veloppe d'un caisson 215.
Apres assemblage des differents rechauffeurs, une mousse de
polyurethane 216 est injectee dans l'espace libre menage entre la
paroi 214 des rechauffeurs et la gaine exterieure 213 ou le caisson
215 de facon a entourer chacun des rechauffeurs consideres d'une
efficace structure d'isolation thermique 218, 219.
Bien entendu, les organes essentiels des dispositifs 199 et 210 se
trouvent a -l'exterieur de la structure isolante 218 ou 21g, en
particulier les brides de raccordement exterieur 173 a a 173 d, ainsi
que le coude de renvoi 212, se trouvent en regard de lune de ses faces
220 du caisson 215.
Les 4 extremites de mise en place des corps chauffants 50 sont
disposes sur l'autre face 221.
Par ailleurs, ce type de dispositif de rechauffage modulaire n'est pas
limite au cas d'un assemblage de quatre rechauffeurs, il est notamment
possible de realiser un appareils du type 210 a l'aide d'un grand
nombre de rechauffeurs 165, disposes sur les aretes de polyedres
quelconques emboutes les uns dans les autres.
On comprend sans peine que cette disposition permet d'effectuer un
gain de place considerable0 De plus, les structures isolantes 218, 219
limitent considerablement les pertes thermiques du dispositif en
confinant les differents rechauffeurs en leur sein, et les uns contre
les autres dans le cas des dispositifs tels que 210.
L'invention ayant maintenant ete exposee et son interet justifie sur
des exemples detailles, les demandeurs s'en reservent l'exclusivite
pendant toute la duree du brevet, sans limitation autre que celle des
termes des revendications ciapres.
Claims
_________________________________________________________________
R-VENDICATIONS1. Procede de fabrication d'ur'corps chauffant
electriquement 50 de forte puissance,destine a cooperer avec une
structure metallique de transfert 132- percee d'au moins un evidement
interieur 134 au centre duquel leditcorps chauffant doit etre
introduit,- afin de plonger dans un fluide pour assurer le transfert
du flut calorifique entre ledit corps chauffant 50 et le fluide,ledit
procede etant caracterise en ce que::- on tapisse de facon dis
jointive a l'aide d'au moins un filament (54,55,56)destine a etre
chauffe par effet Joule, la paroi exterieure d'un noyau central 52,
constitue d'un materiau refractaire dielectrique de facon a constituer
le bloc actif 75 dudit corps chauffant 50,- on isole electriquement ce
bloc actif 75 en le recouvrant d'au moinsune pellicule 76 d'un
materiau dielectrique,- et on modele la paroi laterale du corps
chauffant ainsi constituede facon a lui permettre de cooperer
intimement avec la paroi interieu--re dudit evidement 134 de la
structure de transfert 132 a l'interieur duquel le corps chauffant 50
doit etre introduit.2. Procede selon la revendication precedente, de
fabrication d'un corps chauffant electriquement 50 caracterise en ce
que:- on rainure les parois laterales du noyau central 52,- et on
introduit au moins partiellement a l'interieur des rainures58
precedemment realisees au moins un filament resistant (54,55,56)-
avant de recouvrir le bloc actif 75 d'une pellicule 76 d'un
materiaudielectrique.3. Procede selon la revendication 2 de
fabrication d'un corps chauffant electriquement 50 caracterise en ce
qu'on effectue l'introduction dudit filament (54,55,56) resistant a
l'interieur de sa rainure 58 par coulee continue de metal en fusion 86
en direction de cette rainure 58.4. Procede selon l'une des
revendications 3 et 4 de fabrication d'un corpschauffant
electriquement caracterise en ce qu'on effectue sur la paroilaterale
du noyau au moins un rainurage helicoidal 58 a l'interieur du quel on
introduit au moins un filament resistant (55,56,54).5. Procede selon
la revendication 1 de fabrication d'un corps chauffant electriquement
50 caracterise en oe qu'on effectue la mise en place du f: lament
resistant (54,55,56) suivant la methode utilisee habituellement p
realiser des circuits imprimes, c'est a dire- que l'on recouvre les
parois laterales du noyau 52 a l'aide d'une plicule continue de metal,
en procedant notamment par electrolyse,- on protege,notamment a l'aide
d'une matiere plastique adherente,letrace 95,96,97 du filament
resistant,- enfin, on attaque notamment par un acide le reste 99 du
depot metalliquacid,de sorte que ne subsistent sur les parois
laterales du noyau 52 que les parties constitutives du trace des
filaments.6. Procede selon l'une des revendications precedentes de
realisation d'uncorps chauffant electriquement 50,
compact,multiphase,equilibre, ledit procede etant caracterise en ce
que- on tapisse la paroi exterieure du noyau central 52,e d'un reseau
de plusieurs filaments dis jointifs 54,55,56o connectes a leurs
extremites de facon a etre alimentes chacunpar une des phases de
l'alimentation electrique,- et on recouvre l'ensemble d'une pellicule
76 d'un materiau dielectrique.7.Procede selon les revendications 2 et
6 de realisation d'un corps chaui fant electriquement, compact,
triphase 50, ledit procede etant caracterise en ce que,- on menage
d'une extremite a l'autre de la paroi laterale du noyau cftral
52,trois rainures paralleles dis jointives 58,- on introduit au moins
partiellement a l'interieur de chacunes desdites rainures un filament
resistant 54,55,56,- on reunit electriquement en etoile les trois
filaments resistants 5!55,56,a l'une des extremites du noyau 52 a
l'aide d'une bague de coiplage 70,- on dispose les trois extremites
des filaments resistante de facon apermettre leur alimentation
electrique exterieure,- et on recouvre le bloc actif ainsi realise
d'une pellicule 76 d'unmateriau dielectrique.B. Procede selon lune des
revendications precedentes de realisation d'w corps chauffant
electriquement 50 destine a ameliorer la qualite de Bon isolation
electrique, ledit procede etant caracterise en oe que l'on depose en
jets 77 une pellicule 76 d'un materiau dielectrique sur la paroi
laterale dudit bioc actif,de facon a le recouvrir convenablement et en
particulier a enrober intimement le reseau de filaments resistants
54,55,56, du bloc actif 75.9. Procede selonla revendication 8
precedente caracterise en ce qu'on effectue sur ledit bloc actif 75 un
rechargement uniforme en jet 77 sous ac- tion thermique d'une
ceramique dielectrique et notamment d'un aluminium silicate et de
magnesie.10. Corps chauffant electriquement 50,- realise selon le
procede de la revendication
1 S- afin de cooperer avec une structure metallique de transfert 132,
pereeed'au moins un evidement interieur 134 au centre duquel ledit
corpschauffant 50 doit etre introduit, et destinee a plonger dans un
fluide pour assurer le transfert du flux calorifique entre ledit corps
chauffant 50 et le fluide, ce corps chauffant etant constitue,- d'un
noyau central 52 notamment cylindrique,realise en un
materiaurefractaire dielectrique,tel de la steatite,- d'au moins un
filament resistant 54,55,56,o destine a etre alimente electriquement
pour entre chauffe pareffet JOULE,tapissant de facon dis jointive la
paroi exterieure du noyau central 52,de facon a constituer le bloc
actif 75 dudit corps chauffant, ledit corps chauffant etant
caracterise en ce qu'il est recouvert d'un enrobage dielectrique
depose a mEm e le bloc actif 52 de facon a isoler e- lectriquement les
differentes portions voisines de filaments resistants 54 55,56 11.
Corps chauffant 50 selon la revendication 10 realise selon le
procedede l'une des revendications 2 et 4 et caracterise en ce que son
noyau central 52 est rainure,notamment helicofdalement set a
l'interieur d'une de ces rainures de ce noyau est introduit au moins
partiellement un filament resistant 54,55,56.12, Corps chauffant
compact 50 selon l'une des revendications 10 et 11,rea- lise selon le
procede de la revendication 6,destine a etre alimente de fa con
equilibree par une alimentation electrique multiphaseet ledit corps
chauffant etant caracterise en ce quel- la paroi laterale de son noyau
central 52 est tapissee d'un reseaude filaments resistants dis
jointifs 54,55,56 au moins egaux au nom-bre des phases de
l'alimentation electrique,- et ces filaments sont couples (70) a leurs
extremites de facon a etrealimentes chacun par une des phases de
l'alimentation electrique 13.Corps chauffant 50,selon la revendication
12,realise selon le procedede la revendication 7 pour etre alimente en
courant electrique triphase,ledit corps chauffant etant caracterise en
ce que,- son noyau central est dote d'une extremites a l'autre de
trois rainures 58 paralleles dis jointives, notamment helicoTdales,- a
l'interieur de chacune de ces rainures est introduit un filament
resistant 54,55,56,- a l'une des extremites du corps chauffant est
disposee une bague decouplage 70 a laquelle est reunie electriquement
une extremite 60,61,62 de chacun des trois filaments resistants
54,55,56,- les trois extremites libres des filaments resistants sont
disposees defacon a etre alimentees chacunes par une phase,- enfin le
bloc actif ainsi realise est recouvert d'une p-llicule 75 afinmateriau
dielectrioue.14.Corps chauffant 50 selon l'une des revendications 10 a
13 realise selrnle procede d'une des revendications 8 et 9et
caracterise en ce qu'il e-lrecouvert a meme le bloc actif 75,par une
pellicule 76 d'une ceramique dielectrique telle un silicate
d'aluminsilicate et de magnesie.15.Corps chauffant 50 selon l'une des
revendications 10 a 14 caracterise en ce que son noyau central 52 est
dote d'une saignee longitudinale 125- sous-jacente au filament
resistant 64,- a l'interieur de laquelle est placee une sonde ce
temperature- et couverte continuerent par ladite pellicule 7C de
raterlau dielectrique recouvrant par ailleurs le filament reristant
64.16. Corps chauffant 50 selon l'une des revendicatisr.s 10 a 14
caracte-rise en ce que son noyau central est muni d'un evidement 121 a
l'interieur duquel une sonde de temperature 120 est rrroduite.17.
procede selon l'une des revendications 1 a 9 de realisation compac-te
modulaire d'un corps chauffant 50 de forte paissance,-r jaxtaposition
bout a bout de plusieurs corps chauffant @[email protected]@ @@@, 50 selon
l'une des revendications 10 a 11 et de preference selon la
revandication 14,ledit procede etant caracterise en ce que::- on perce
chacun des noyaux 52 a des dits corps chauffant elemen-taires 50 a
d'un evidement central 160,- par ailleurs on menage au travers des
parois de chacun de ces noyaux 52 a et a l'une de leurs extremites au
moins un percage 111transversal a la paroi du noyau destine a mettre
en communicationchacune des extremites des filaments resistant
54,55,56, du corps chaufant elementaire 50 a avec l'evidement central
160 de son noyau 52 a,- de plus, on prolonge les extremites libres des
filaments resistant56 de chaoue corps chauffant elementaire d'un fil
d'alimentation 113,notamment par l'intermediaire d'une piece de
jonction soudee 112,- on fait suivre a chacun des fils d'alimentation
113 le percage associe imide facon a les introduire dans l'evidement
central 160,- par ailleurs,on assemble bout a bout chacun des dits
corps chauffant50 a,50 b, notamment par solidarisation successive d'un
epaulement107 de l'un avec un evidement 106 de son voisin,en alignant
leursevidements centraux 160,- au surplus on dirige l'ensemble des
filaments d'alimentation 113de chaque corps chauffant 50 a vers
l'exterieur,au sein dudit evidement central 160,afin de proceder a
leur alimentation electrique,- enfin, on recouvre le corps modulaire
50 ainsi constitue d'une pellicule d'un materiau dielectrique 76.18.
Corps chauffant electriquement 50 de forte puissance realise selonle
procede de la revendication 17 et constitue par la juxtapositionbout a
bout de plusieurs corps chauffant elementaires 50 a decritsdans l'une
des revendication 11 a 15,ledit corps chauffant etant caraterise en ce
que,- ces dits corps chauffant elementaires 50 a sont perces chacun
d'un evidement central 160,munis d'a- moins un percage transversal 111
mettant en commu-nicalirn chacune des extremites de ses filaments
resistant 54,55,56,avec son evidement central 160,- chacune falement
resistant 56 d'un corps chauffant elementaires50 a est,[email protected] par
l'intermediaire d'une piece de jonction112,raccorde a un fil
d'alimentation 113,[email protected] dans le percage correspondant 111 pour
rejoindrel'evidement central 110,- l'ensemble des noyaux 52 a des dits
corps chauffant elementaires50 a est solidaire de son voisin,notamment
par assemblage del'epaulement 107 de l', wavec un evidement 106 de
l'autre,detelle facon que les evidements centraux 160 soient alignes,-
les fils d'alimentation 113 de chacun des corps chauffant elementaires
50 a sont diriges vers l'exterieur au sein de l'evidement central 160
afin d'etre alimentes electriquement,- enfin, le corps chauffant 50
ainsi constitue,reunoin des corpschauffant elementaires 52,50 a
estrecouvert d'une pellicule d'unmateriau dielectrique 76.19. Procede
de fabrication d'un rechauffeur 130 de fluide a haute performance,ce
procede consistant notamment- a introduire au moins un corps chauffant
electriquement 50- a l'interieur d'un evidement cylindrique et ou
conique menagedans une structure metallique 132 de transfert du flux
calorifique entre ledit corps chauffant et le fluide,ledit procede
etant caracterise en ce que:- on realise ledit corps chauffant 50
selon le procede d'une desrevendications (1a9) et 17,- on surmoule
ledit corps chauffant ainsi realise, d'une pelliculeloe d'un ciment
refractaire,- et on modele cette pellicule exterieure de ciment
refractaire 102en lui donnant des caracteristiques geometriques
semblables acelles de l'evidement 134 de ladite structure de
transfert.20. Procede selon la revendication 19 de fabrication d'un
rechauffeur defluide 130 destine a ameliorer le transfert du flux
calorifique entre ledit corps chauffant 50 et la structure de
transfert 132,et caracterise en ce que:- on menage a l'interieur de la
structure metallique de transfert aumoins un evidement 134 conique,-
on modele la paroi laterale dudit corps chauffant;20 rivant uncone de
caracteristiques geometriques semblable a celles de l'empreinte
constituee par ledit evidement conique.21. Corps chauffant 50 selon
l'une des [email protected] (10 a 16) et 18 destine a mettre en oeuvre le
procede selon la revendication 19 et caracterise en ce qu' il est
recowert d'une pellicule 1 C2: c--.entrefractaire,- rrroulee sur la
pellicule 76 de materiau dielectrique isolant electriquement son bloc
actif 75,- et de caracteristiques geometriques exterieures cylindrique
et/ouconique precises.22.Corps chauffant 50 selon li revendication 21
destine a mettre en oeuvre le procede selon la revendication 20 et
caracterise en ce que saparoi laterale est conique.23; Corps chauffant
50 selon l'une des revendications 21 ou 22 recowertd'une gaine
metallique exterieure 129 de protection,notamment hermetique pour
accroitre sa resistance mecanique et a l'humidite et dece fait sa
fiabilite d'utilisation.24.Procede selon l'une des revendications 19
et 20 de fabrication d'unrechauffeur 130 electrique de fluide a haute
performance destine,- d'une part a simplifier sa conception et de ce
fait a diminuerson cout de revient et rationaliser son entretien,- et
d'autre part a diminuer la resistance thermique entre son systeme de
production de chaleur et sa structure de transfert de facon a
accrottre sa fiabilite et sa puissance calorifique,ledit procede etant
caracterise en ce que::- on utilise -une structure de transfert 132 de
revolution axialeque l'on perce d'un unique evidement central borgne
134 de plus large section compatible avec les contraintes mecanioues
et thermiquesauxquelles l'enveloppe exterieure est soumise,- et on
introduit a l'interieur de ce large evidement central 134 uncorps
chauffant 50 selon l'une des revendications ((10 A 16),18,et 21 a
23).25.Procede selon la revendication 24 de fabrication simplifiee
d'un rechauffeur 130 electrique multiphase de fluide,caracterise en ce
quel'on introduit a l'interieur du large evidement central borgne de
lastructure de transfert un corps chauffant electriquement multipha-se
[email protected] 50 selon l'une des revendications 12 et 13.26.Rechauffeur
electrique de fluide realise selon le procede d'une desrevendications
19 et 20 et caracterise en ce qu il est constitue parla combinaison,-
d'un corps chauffant electriquement 50 selon l'une des-
revendi-cations 10 a 16 et plus particulierement selon l'une des
revenlications 21 a 23,-et @@@e structure metallique 132 de
transfertpercee d'au moins un evidement interieur borgne 134 au
centreduquel ledit corps chauffant est introduit pour cooperer
thermiquement avec la structure de transfert, et destinee a plonger
dans le fluide pour assurer le transfertdu flux calorifique entre
ledit corps chauffant electriquement50 et le fluide.27.Rechauffeur
electrique 136 de fluide selon la revendication 26 realise selon le
procede de la revendication 24 et caracterise en ce que- sa structure
metallique de transfert 132,de revolution axiale,estpercee d'un unique
evidement central borgne 134,de plus large section compatible avec les
contraintes mecaniques et thermiques auxquelles l'enveloppe exterieure
est soumise,- et un unique corps chauffant 50 selon l'une des
revendications(10 A 16),18, et 21 a 23 de caracteristiques
geometrioues exterieures semblables a celles de l'empreinte dudit
evidement central 134 de la structure 132 est introduit a l'interieur
de cet e vidiment.28.Dispositif 130 de chauffage de fluide par
convection naturelle destine a assurer une grande facilite d'entretien
et constitue de faconcaracteristique par la combinaison- d'une cuve
destinee a contenir le fluide a rechauffer- et d'un rechauffeur
electrique de fluide selon l'une des revendications 26 et 27,enfile au
travers de la paroi laterale de ladite structure de transfert et
comportantune structure metallique 132 de transfert de chaleur percee
4Ld'au moins un evidement 134 borgne cylinarique et/ou conique,munie
notamment d'un prolongateur 139 afin de degeger la chaleur produite
loin de la paroi 137 de la cuve 132, et adapteehermetiquement sur les
parois de la cuve 131 par l'intermedi-aire d'une bride de fixation
46,@ et un corps chauffant electriquement 50 selon l'une des
revendications 10 a 16, 18 et 21 a 23 introduit de facon amovible
del'exterieur a l'interieur dudit evidement borgne 134 de la structure
metallique et cooperant intimement avec les rois interierres de cet
evidement 134.29.Dispositif 165 de chauffage electrique de fluide p--
convection forcee en tuyauterie destine a acoroftre la temperature
d'un fluide telun hydrocarbons'ecoulant entre deux portions 175 et 180
de canalisation munies chacune d'une bride 176,181 a leurs
extremites,ce dispo-actif etant concu de maniere a assurerune grande
facilite d'entretien par echange quasi instantane deson corps
chauffant 50,independamment de la presence de fluide al'interieur de
la tuyauterie,- et une aisance exceptionnelle de montage en separant
les problemes de mise en place de tuyauterie et d'assemblage du
rechauffeur,ledit dispositif etant constitue de facon caracteristique
par la combinaison:- d'une tuyauterie metallique 169,178 coudee dont
chacune des extremites est munie d'une bride 173,1 79 concue de
iraniere a coopererhermetiquement avec la bride extreme 176,181 de
l'une des deuxportions 175,180 de canalisation de fluide,- d'un
rechauffeur selon l'une des revendications 27 et 26 developpe
axialement a l'interieur d'une des deux branches de ladite tuyauterie
coudee et comprenant,une structure metallique de transfert 132 cl
portant essentiellement un fut,+ solidaire de la tuyauterie+ revetu
exterieurement d'ailettes 167 d'augmentation de lasurface d'echange
avec le fluide,orientees suivant l'axe dufut,+ permettant un mouvement
du fluide le long de ses parois entre les deux extremites 173 et 179
de la tuyauterie coudee,+ dont une des extremites 48 traverse la paroi
de ladite canalisation coudee,au voisinage du couSe,en cooperant
hermetique nuent avec cette derniere,+ et perce d'un evidement borgne
axial 13E cylindrique et /ouconique dont l'event est dirige vers
l'exterieur et debouchantuniquement du cote du coude,- et enfin d'un
corps chauffant 50,cylindrique ou conique selonl'une des
revendications (10 A 16,18, ou 21 a 23) de diametre legerement
inferieur a celui de l'evidement axial134 de ladite structure de
transfert 132,de facon a permettreune libre introduction a l'interieur
de cette derniere.30.Dispositif,selon la revendication 29, de
chauffage electrique de fluie par convection forcee,constitue de facon
caracteristique par lacombinaison: - d'un assemblage mecanosoude,
destine a constitue r la canalisa-tion dudit dispositif de chauffage
et comportant un tuyau principal 169 a extremites libres munies de
deux brides 171 et 173O et un tuyau secondaire 1 78,+ soude (186)par
une de ses extremites sur la paroi laterale dutuyau principal 1 69,+
communiquant avec le tuyau principal par cette extremite,+ et muni
d'une bride coudee 172 a son autre extremite,- d'une structure
metallique 132 de transfert de chaleur comportant un fbt,revetu
d'ailettes 167,notamment longitudinales,O perce d'un evidement borgne
134 axial cylindrique ou conique dont11 event est dirige vers
l'exterieur,muni d'une bride de fixation 48 a l'extremite de laquelle
debouche l'evidement borgne,ladite structure metallique 132, de
diametre inferieur a celui du tuyau principal 169,O etant introduite a
l'interieur de ce dernier, et fixee hermetiquement avec ce dernier par
cooperation entreleurs brides 48 et 171,- d'un corps chauffant 50,tel
que decrit dans l'une des revendications 10 a 16, 18,ou 21 a23,
introduit librement a l'interieur de l'evidement 134 de la structure
metallique de transfert.31.Procede de fabrication d'un dispositif de
chauffage electrique par convection forcee,selon la revendication
20,caracterise en ce que:- on moule, notamment a noyau de sable,en une
operation une canalisation convective unitaire 195 constituee par
l'association,de ladite tuyauterie metallique coudee 169,[email protected] d'une
structure metallique de transfert 132,se developpantaxialement a
l'interieur d'une des deux branches de de ladite tuyauterie coudees-
et on introduit ulterieurement et librement a l'interieur
duditevidement borgne 134 de la structure de transfert 132 un
corpschauffant 50.32.Canalisation convective unitaire realisee selon
le [email protected] de de la re vendication31 et caracterise en ce qu'elle
comporte un assemblage uni fie moule constitue,- d'une tuyauterie 169-
et d'une structure metallique de transfert 132 se developpant
axi-alement a l'interieur d'une des branches de ladite tuyauterie
169.33.Procede d'assemblage modulaire d'un dispositif 210 compact de
rechauf-fage electrique de fluide,de forte puissance,par convection
fermee entuyauterie, ce procede etant destine a realiser ledit
dispositif 210 ppar assemblage en serie de rechauffeurs en tuyauterie
165 selon la r.-vendication 29 de facon a delivrer au fluide ladite
forte puissante parl'intermediaire de plusieurs rechauffeurs 165 a 165
b successifs de puissance moindre,ledit dispositif etant caracterise
en ce que,- on juxtapose en lacets,bout a bout,au moins deux
rechauffeurs 165a165 b selon la revendication 29, en les reliant par
l'intermediaire de leurs brides 179 a,179 b et eventuellement de
coudes intermediaires de renvoi 212,telsdes coudes a 3600,- de facon a
disposer leurs tuyauteries selon les aretes de
quasi-polyedres.34.Procede d'assemblage modulaire d'un dispositif de
rechauffage electrique de fluide en tuyauterie 210 selon la
revendication 27 caracte-rise en ce que,- on juxtapose en lacets bout
a bout une serie de rechauffeurs 165selon la revendication
29,eventuellement lies par des coudes derenvoi 212,- et on dispose
leurs tuyauteries suivant les aretes de quasi-polyedres emboites l'un
dans l'autre.35.Procede d'assemblage modulaire d'un dispositif compact
de rechauffagede fluide en tuyauterie, selon la revendication 29
destine a faciliterl'entretien et l'echange de ses corps chauffant et
caracterise en ce que- on juxtapose en lacets lesdits rechauffeurs
selon les aretes d'aumoins un polyedre cylindrique de maniere telle
que- on dispose parallelement l'ensemble desdits corps chauffant 50
sui-vant la direction axiale dudit polyedre cylindrique,de facon a
permettre une mise en place ou un echange de l'un quelconque desdits
Corpschauffant50 psr l'une des extremites 221 du dispositif de
rechauf-faBe 210.36. Dispositif modulaire compact 210 de rechauffage
electrique de fluidede forte puissance,par convection forcee,realise
selon le- procede d'unedes revendications 34 et 35,et caracterise en
ce qu'il est constitue- par l'assemblage bout a bout en lacets,O d'une
serie de rechauffeurs en tuyauterie 165 selon la revendication 29,
reunis par leurs brides extremes 179 a,179 b,O et eventuellement
separes par des coques de renvoi 212,tels descoudes a 3600,-
l'ensemble des tuyauteries etant reparti selon les aretes de
ouasi-polyedres,notamment emboites les uns dans les autres.37.
Dispositif modulaire compact 210 selon la revendication 34, de
rechauffage electrique de fluide de forte puissance, par convection
forcee,realise selon le procede de la revendication 28 et caracterise
en ceque,- l'ensemble des tuyauteries de ces differents rechauffeurs
est juxtapose selon les aretes d'au moins un quasi-polyedre
cylindriquede maniere telle que,- les differents corps chauffant 50
sont disposes parallelement selon la direction dueit polyedre
cylindrique et leur mise en placeest effectuee par l'une des
extremites 221 dudit dispositif de rechauffage 210.38. Dispositif
modulaire de rechauffage electrique de fluide par convection
forcee,caracterise en ce qu'il est constitue par un assezblage en
serie de plusieurs re chauffeurs elementaires verticaux 1
97,198,199...,- chacun des dits re chauffeurs elementaires
comprenant,une tuyauterie principale verticale 200,e munie d'une
plaoue 206 de fixation au sol,+ dans laquelle debouche
perpendiculairement a chacune des extremites deux tuyauteries
d'ali.entation 201 et 202 munies debrides 203,un thermoplongeur 166,
selon l'une ces revendications 26-et 27a ailettes longituiinales
introduit a l'interieur de ladite tuyauterie principale 200,-
l'assemblage entre les rechauffeurs etant realise par reunion
d'unebride 203 d'une tuyauterie d'alimentation 202 de l'un avec une
decelles de son veiein.39. Dispositif modulaire conpact 210 @elon
l'une des revendications 36 et37 de rechauffage @@@[email protected] de [email protected]@@@
caracterise en ce qu'il est entoure d'un caisson 215 et qu'un @@@@@@
isolant 226 tel @.e mousse de polyurethane est introduit a l'interieur
dudit caisson 215 pour entourer chacun des rechauffeurs 165 de facon a
confiner thermiquement l'ensemble des rechauffeurs 165 a s 165 b, au
sein d'un caisson isolant ainsi constitue et a limiter les pertes
thermiques de ces rechauf- feurs
? ?
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