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BREVET D'INVENTION
Société Anonyme ATELIERS DE CONSTRUCTIONS ELECTRIQUES
DE CHARLEROI (ACEC) résidant à Bruxelles DISPOSITIF De CHAUFFAGE PAR INDUCTION.
(invention : Monsieur Roger PONCIN) ,Le chauffage uniforme par induction d'une pièce cylindrique ou-prismatique ne présente pas de difficultés; il suffit, comme on le sait, d'introduire la pièce dans uh simple solenoïde, dont les spires sont régulièrement répar- ties, que l'on-alimente par un courant alternatif de fré- quence et d'intensité convenables. Il n'en est plus de même lorsqu'on a affaire à une pièce dont la section métallique. est variable longitudinalement et que l'on désire chauffer à température uniforme ou bien d'une pièce devant être sou- mise à une répartition longitqdinale donnée de -la
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température. Dans ces cas, on doit utiliser des solénoïdes à répartition inégale des spires, le pas de celles-ci étant plus serré aux endroits où l'effet thermique doit Être le plus intense.
Ces inducteurs donnent de bons résultats mais il faut les construire spécialement pour chaque cas ce qui peut en nécessiter un nombre prohibitif si on doit traiter des pièces très diverses. -
La présente invention élimine ces inconvénients; elle concerne un dispositif de chauffage par induction qui permet de chauffer une grande variété-de pièces dans les conditions désirées en n'utilisant qu'un seul et même indue- teur pour tous les cas.
Le dispositif suivant l'invention, qui comprend un solénoïde alimenté entre ses deux extrémités, est caractéri- sé en ce que le solénoïde possède, réparties sur sa langueur, un terain nombre de prises dont une ou plusieurs paires peuvent être raccordées chacune à un condensateur et 4 un transformateur d'isolement alimenté de façon ajustable à partir de la tension d'alimentation du solénolde de tlle façon qu'on puisse agir à volonté sur.l'intensité du courant traversant les spires comprises entre.les dites paires de prises.
La description ci-après et le dessin annexé se rapportent à un exemple particulier de réalisation de l'in- vention.
La figure représente schématiquement une instal- lation destinée au chauffage par Induction d'une pièce tubulaire 1, dont l'épaisseur de la paroi varie suivant
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l'axe, et que l'on désire, par exemple, chauffer uniformé- ment. Cette pièce est placée à l'intérieur d'un solénorde 2, comprenant un certain nombre de spires régulièrement réparties, alimenté par un générateur 3, de puissance et de fréquence convenables, par l'intermédiaire d'un auto- transformateur 4 à prises permettant le réglage de la puis- sance de chauffe. Un condensateur 5 est branché; de la fa- çon habituelle, aux bornes du solénoïde 2 pour compenser la puissance réactive de celui-ci.
Le solénoïde 2 possède un certain nombre de prises 6, 7 ' ' 14; les paires de prises 8, 9 et 9, 10, qui corres- pondent aux spires situées vis-à-vis de la partie la plus épaisse de la pièce 1; sont raccordées respectivement aux secondaires de deux transformateurs 15 et 16 dont les pri- maires sont alimentés par des prises de 1'autotransformateur 4. Des condensateurs 17 et 18 compensent l'énergie réactive correspondant à l'énergie active injectée à chaque paire de prises.
Les prises à 1'autotransformateur 4 d'alimentation des tranformateurs 15 et 16 sont choisies de façon que les forces électromotrices engendrées aux secondaires de ces transformateurs soient supérieures aux forces électromotri- ces induites dans les spires correspondantes du solénoïde 1 par le flux magnétique de celui-ci de sorte que les courants dans ces spires sont supérieurs aux courants parcourant les autres spires du solénoïde. La puissance thermique engendrée dans les parties plus épaisses de la pièce 1 est donc plus importante que dans les autres parties de la pièce et il
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suffit de régler convenablement les prises d'alimentation à l'autotransformateur 4 pour obtenir la répartition uni- forme voulue dans toute la pièce.
On conçoit facilement qu'on peut, en réduisant la force électromotrice au secondaire du transformateur 15, par exemple, à une valeur inférieure à celle induite dans les spires du so3énotde comprises entre les prises 8 et 9, provoquer une diminution du courant dans ces spires, de sorte que, moyennant l'emploi du nombre voulu de tranfor- mateurs alimentés de façon adéquate, il est possible de réaliser toute répartition de température désirée dans un grand nombre de pièces différentes.
Le système de réglage par choix des prises à !'au- toransformateur 4 peut évidemment être remplacé par tout autre moyen convenable; on peut également imaginer des vari- antes au dispositif décrit ci-dessus sans sortir du cadre de la présente invention.
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PATENT
Société Anonyme ATELIERS DE CONSTRUCTIONS ELECTRIQUES
DE CHARLEROI (ACEC) residing in Brussels INDUCTION HEATING DEVICE.
(invention: Mr. Roger PONCIN), Uniform induction heating of a cylindrical or prismatic part does not present any difficulties; it suffices, as we know, to introduce the part into a simple solenoid, the turns of which are regularly distributed, which is supplied by an alternating current of suitable frequency and intensity. It is no longer the same when dealing with a part whose metal section. is variable longitudinally and that it is desired to heat to a uniform temperature or else of a part to be subjected to a given longitudinal distribution of -la
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temperature. In these cases, one must use solenoids with uneven distribution of the turns, the pitch of the latter being tighter at the places where the thermal effect must be the most intense.
These inductors give good results but they have to be built especially for each case, which may require a prohibitive number if very diverse parts have to be processed. -
The present invention eliminates these drawbacks; it relates to an induction heating device which makes it possible to heat a wide variety of parts under the desired conditions by using only one and the same inductor for all cases.
The device according to the invention, which comprises a solenoid supplied between its two ends, is characterized in that the solenoid has, distributed over its length, a large number of taps, one or more pairs of which can each be connected to a capacitor. and 4 an isolating transformer fed in an adjustable manner from the supply voltage of the solenoid so that one can act at will on the intensity of the current passing through the turns included between the said pairs of taps.
The following description and the appended drawing relate to a particular embodiment of the invention.
The figure schematically represents an installation intended for induction heating of a tubular part 1, the wall thickness of which varies according to
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the axis, and which one wishes, for example, to heat uniformly. This part is placed inside a solenoid 2, comprising a certain number of regularly distributed turns, supplied by a generator 3, of suitable power and frequency, via an autotransformer 4 with taps allowing the adjustment of the heating power. A capacitor 5 is connected; in the usual way, at the terminals of solenoid 2 to compensate for the reactive power of the latter.
Solenoid 2 has a number of 6, 7 '' 14 sockets; the pairs of sockets 8, 9 and 9, 10, which correspond to the turns located opposite the thickest part of the part 1; are connected respectively to the secondaries of two transformers 15 and 16, the primary of which are supplied by taps of the autotransformer 4. Capacitors 17 and 18 compensate for the reactive energy corresponding to the active energy injected into each pair of taps.
The taps to the autotransformer 4 supplying the transformers 15 and 16 are chosen so that the electromotive forces generated at the secondaries of these transformers are greater than the electromotive forces induced in the corresponding turns of the solenoid 1 by the magnetic flux of the latter. here so that the currents in these turns are greater than the currents flowing through the other turns of the solenoid. The thermal power generated in the thicker parts of part 1 is therefore greater than in the other parts of the part and it
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It suffices to properly adjust the power outlets to the autotransformer 4 to obtain the desired uniform distribution throughout the room.
It is easy to see that it is possible, by reducing the electromotive force at the secondary of transformer 15, for example, to a value lower than that induced in the turns of the solenoid included between the taps 8 and 9, cause a decrease in the current in these turns. , so that, with the use of the desired number of suitably supplied transformers, it is possible to achieve any desired temperature distribution in a large number of different rooms.
The system of adjustment by choice of taps to the transformer 4 can obviously be replaced by any other suitable means; it is also possible to imagine variants of the device described above without departing from the scope of the present invention.