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WO2000001201A1 - Source de rayonnement infrarouge - Google Patents

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Publication number
WO2000001201A1
WO2000001201A1 PCT/FR1999/001545 FR9901545W WO0001201A1 WO 2000001201 A1 WO2000001201 A1 WO 2000001201A1 FR 9901545 W FR9901545 W FR 9901545W WO 0001201 A1 WO0001201 A1 WO 0001201A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radiation source
source according
radiant element
fabric
enclosure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR1999/001545
Other languages
English (en)
Inventor
Charles Manin
Alain Cornu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Landing Systems SAS
Original Assignee
Messier Bugatti SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Messier Bugatti SA filed Critical Messier Bugatti SA
Publication of WO2000001201A1 publication Critical patent/WO2000001201A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
    • H05B3/12—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material
    • H05B3/14—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor characterised by the composition or nature of the conductive material the material being non-metallic
    • H05B3/145—Carbon only, e.g. carbon black, graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/0071—Heating devices using lamps for domestic applications
    • H05B3/008—Heating devices using lamps for domestic applications for heating of inner spaces

Definitions

  • the subject of the present invention is a source of infrared radiation.
  • the areas of application are in particular industrial heating, in particular in drying or heat treatment installations, space heating and possibly lighting
  • Tungsten wires Conventional sources of infrared radiation commonly use radiant elements in the form of tungsten wires traversed by an electric current inside a tube. Tungsten wires however have the disadvantages of being fragile and subject to rec ⁇ stalhsation and sublimation To recondense the vapors produced and avoid fouling the walls of the tube, it must contain specific halogens In addition, the emissivity is not very high
  • the object of the invention is to propose a source of infrared radiation using a radiant element made of carbon fibers having a high emissivity and a thermal flux and capable of easily adapting to different shapes.
  • the radiant element is made of carbon fiber fabric
  • the fabric can be mounted so that the conduction of the electric current between its ends takes place parallel to one of the warp and weft directions, the fibers located in the other direction then ensuring the necessary mechanical strength, - the fabric has a deformation capacity which makes it possible to give the radiant element any desired shape,
  • the fabric constitutes a surface radiant element which offers a radiant surface which is both extensive and transparent to the reflected radiation, in the case where the source is associated with a reflector.
  • the radiant element is for example a strip of fabric, which can be given a left shape, for example in a helix, or a sleeve of fabric.
  • the carbon fibers of the radiant element come from a carbon precursor, after carbonization.
  • the precursor is preferably of the cellulosic type, advantageously a rayon.
  • connection of the radiant element at its ends is advantageously carried out by means of support parts ensuring both the support of the radiant element and its electrical connection.
  • the radiant element is made integral with a support piece, for example by mechanical locking by tightening.
  • FIG. 1 is a schematic view of an infrared lamp according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view along the plane 11-11 of Figure 1;
  • FIG. 3 is a detail view of a connection device at one end of the lamp of Figure 1;
  • FIG. 4 is a schematic view showing an alternative embodiment of the lamp of Figure 1;
  • FIGS. 5 to 8 are schematic sectional views showing alternative embodiments of the connection of one end of the radiant element with a support piece
  • FIG. 9 to 12 are schematic sectional views showing other embodiments of an infrared lamp according to the invention.
  • Figures 1 and 2 schematically show an infrared lamp in which the radiant element 10 is a strip of carbon fiber fabric.
  • the fabric strip 10 extends along a tabular enclosure 12. At its ends, the fabric strip 10 is fixed to support pieces 14, 15 which support the radiant element and its electrical connection to respective connection pieces 16, 17 provided with respective connection lugs 18, 19.
  • Sealing boxes 20, 21 seal the tube 12 in a leaktight manner while providing an axial passage for the connection pieces 16, 17. These the latter are recalled by springs 22, 23 which rest on the sealing boxes 20, 21 in order to ensure permanent mechanical tensioning of the strip of fabric 10 in the tube 12.
  • the wall of the tube 12 is provided a reflective coating 13 on a part of its outer surface occupying a determined sector.
  • the strip of fabric 10 made of carbon fibers is arranged with one of the directions of warp and weft of the fabric parallel to the longitudinal direction of the tube 12, so that the electrical conduction takes place essentially by the filaments oriented in this direction of the fabric, for example warp filaments
  • the other filaments, for example weft filaments essentially ensure the cohesion of the radiant element
  • the carbon fibers constituting the strip of fabric 10 are preferably a cellulose precursor, in particular a rayon precursor.
  • the fabric is thus advantageously obtained by carbonization of a rayon fabric.
  • the carbonization is carried out by heat treatment carried out, finally, at a temperature maximum for example between 700 ° C and 1400 ° C. Maintaining the fabric at the final carbonization temperature is carried out for a limited time, one to several minutes, and is advantageously preceded by a precarbonization phase at a temperature between 350 ° C and 420 ° C, approximately, for a longer period. long.
  • a cellulosic precursor in particular a rayon, makes it possible to obtain a carbon fiber fabric having a good emissivity, typically greater than 0.7, or even equal or greater than 0.9, and capable of delivering a high heat flux of up to 1 MW / m 2 .
  • a good emissivity typically greater than 0.7, or even equal or greater than 0.9
  • a high heat flux typically up to 1 MW / m 2 .
  • there are the advantages of a very wide range of use up to over 2000 ° C, and very low thermal inertia, the temperature rise and cooling being very rapid (for example 2.5 s between room temperature and 2000 ° C) and auto ⁇ sant repeated heating / cooling cycles without thermal fatigue.
  • the tube 12 is for example made of quartz.
  • the operation of the radiant element can be done under vacuum or under an inert atmosphere (for example nitrogen or argon possibly hydrogenated).
  • the reflective coating 13 is formed on a part of the surface of the tube, along it, for example over about half the circumference of the section of the tube ( Figure 2).
  • the reflector 13 produces a diffuse reflection. It is for example formed of several layers deposited on the external surface of the tube 12 by atmospheric spraying or under vacuum, for example, successively, a reflective layer of metal oxide, a layer of one or more refractory oxides forming thermal barrier and a outer layer removing transparency.
  • the tube 12 is of circular section.
  • the fabric strip 10 has a width substantially greater than the radius of the tube, therefore offering, on each face, a large radiant surface. The presence of the reflector
  • FIG. 3 illustrates in more detail the connection of the strip of fabric to one 10a of its ends, the connection to the other end 10b being carried out in the same way.
  • the end 10a of the fabric is held by clamping on the support piece 14 constituted by a graphite block.
  • the end 10a can be brazed or wound on a graphite pin 24 which is engaged in a radial housing of the block
  • a key 26 also made of graphite.
  • connection piece 16 for example made of copper, can be brazed or for example screwed axially at a first end in the block 14. At its second end, the connection piece 16 carries the connection lug 18 immobilized between two nuts 18a screwed on the part 16. If necessary, the connecting part 16 can be cooled by fluid. To this end, the part 16 has an axial recess 16a in the form of a blind hole which is connected to a cooling fluid supply circuit by means of pipes 26, 28 passing through a plug 30 closing the recess 16a at the first end of part 16.
  • the sealing box 20 is mounted at the end of the tube 12 by means of a cooling ring 32, for example made of copper.
  • the box 20, also in the form of a ring, is screwed onto a first end of the cooling ring 32, with the interposition of an O-ring 34.
  • An O-ring seal 36 is interposed between the internal surface of the ring 20 and the outer surface of the tube 12.
  • the seal 36 is compressed by a ring 38 on which presses a compression screw 40 screwed to the other end of the ring 20 If necessary, the seal 36 is cooled by circulation of a fluid in a se ⁇ entm 42 welded to the outer surface of the ring 32 and connected to a cooling fluid circuit by pipes 44, 46
  • the sealing box 20 is crossed in a sealed manner by the connecting piece 16
  • the sealing is ensured by a seal 48 compressed between a spacer 50 and a compression ring 52
  • the latter rests on an insulating ring 54 formed of two half-rings surrounded by the cooling ring 32 and applied against the end of the tube 12
  • the spacer 50 is held by a sleeve 5 engaged on the connecting piece 16 and provided with a shoulder 56a fixed to the first end of the sealing box 20 pai
  • the springs 22 are prestressed in compression between the shoulder 56a of the sleeve 56 and a ring 60 resting on a nut 18a for holding the terminal 18 Each spring is engaged on a head of a screw 58
  • FIG. 4 shows that the strip 10 can have a left helical shape, which makes it possible to increase the electrical resistance of the radiant element for the same length of tube.
  • the vnllage of the strip of fabric is simply obtained by rotation of the assembly formed by a support block 14 and a connecting piece 16 at one end of the tube 12, relative to the similar assembly 15-17 at the other end of the tube.
  • the connecting pieces 16, 17 are locked in their angular position by keying on the sealing boxes 20, 21.
  • FIGS. 5 to 8 show very schematically different arrangements for mounting the end of the radiant fabric element on a graphite support block.
  • the support block 140 is in two parts 140a, 140b which are connected according to surfaces having complementary reliefs.
  • the end of the fabric 10 is engaged between the two parts until a radial lumen 141 formed in one (140a) thereof.
  • the parts 140a, 140b are tightened against each other by means of a screw 142.
  • FIG. 6 shows a blockage of the fabric on a support block 240 by engagement of the fabric in a radial housing 241 of the block and immobilization by means of a key 242 engaged in the housing 241.
  • FIG. 7 shows a blockage of the fabric 10 by engagement in an axial housing 341 of the block 340 of frustoconical shape and immobilization by means of a wedge 342 of corresponding shape engaged in the housing 341.
  • FIG. 8 shows a support block 440 split along a diametrical plane between its end and a radial housing 441.
  • the fabric 10 is engaged in the slot of the block 440 and is wound around a tube 442 engaged in the housing 441.
  • the split end of block 440 is clamped by a tapered sleeve
  • FIGS 9 to 11 very schematically illustrate other embodiments of an infrared lamp according to the invention.
  • FIG. 9 differs from that of FIG. 2 in that the reflector 130 is not formed by deposition on the external surface of the tube 12, but consists of a separate piece.
  • the embodiment of Figure 10 differs from that of Figure 2 in that the radiant element 10 is constituted by a sleeve (110) of carbon fiber fabric.
  • the sleeve is pinched at its ends to be mounted on the support parts.
  • the use of a sleeve makes it possible to increase the radiant surface relative to a strip of fabric, for the same length.
  • Figure 1 1 shows an infrared lamp which differs from that of Figures 1 and 2 by the flattened shape of the section of the tube 12. Indeed, it has an oblong section, at least over part of its length , this oblong shape being able to be connected to cylindrical shapes with circular section at the ends of the tube.
  • the oblong shape of the tube 12 makes it possible to increase the width of the strip of fabric 10 forming the radiant element, while being able to maintain a limited distance relative to the part to be heated.
  • FIG. 12 shows an infrared lamp with a tube 120 of annular section.
  • the radiant element is a sleeve 110 of carbon fiber fabric.
  • a reflective coating 13 is formed on the entire outer surface of the tube 120. In this way, the infrared radiation is directed towards the axis of the lamp.
  • Such an embodiment is suitable for heating uniformly elongated parts around the parts.
  • the quartz tube 12 had a length of 1000 mm, allowing a length of radiant element 10 of 750 mm.
  • the fabric used was a 40 mm wide carbon fabric with rayon precursor, fixed at each end to a graphite support block according to the principle of FIG. 8.
  • the pressure of hydrogen nitrogen at 5% by volume inside the lamp was set at 1 mbar.
  • An infrared lamp such as that of FIGS. 1 to 3 was produced, but of dimensions smaller than those of Example 1.
  • the radiant element consisted of a strip of carbon fabric with radiated precursor having a length of 150 mm and a width of 16 mm.
  • the fabric strip was fixed in a quartz tube under an atmosphere of 5% by volume hydrogenated argon, at a pressure of 50 mbar. Under a supply voltage of 130 V, the intensity of the current passing through the lamp was measured at 55 A, the temperature of the radiant element being

Landscapes

  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

Un élément radiant (10) en tissu de fibres de carbone est logé dans une enceinte (12), et des dispositifs (14, 16) de raccordement électrique relient des extrémités de l'élément radiant à des bornes d'alimentation à l'extérieur de l'enceinte.

Description

Titre de l'invention
Source de rayonnement infrarouge
Arrière-plan de l'invention La présente invention a pour objet une source de rayonnement infrarouge. Les domaines d'application sont notamment le chauffage industriel, en particulier dans des installations de séchage ou de traitement thermique, le chauffage des locaux et éventuellement l'éclairage
Des sources classiques de rayonnement infrarouge utilisent couramment des éléments radiants sous forme de fils de tungstène parcourus par un courant électrique à l'intérieur d'un tube Les fils de tungstène présentent toutefois les inconvénients d'être fragiles et sujets à recπstalhsation et sublimation Pour recondenser les vapeurs produites et éviter l'encrassement des parois du tube, celui-ci doit renfermer des halogènes particuliers En outre, l'emissivité n'est pas très élevée
Il a aussi été proposé d'utiliser le carbone pour la réalisation des éléments radiants afin de diminuer l'inertie thermique et avoir des temps de réponse plus courts, et d'élargir la plage d'utilisation vers les hautes températures Ainsi, la demande de brevet WO 94/28 693 décrit un élément radiant sous forme d'un ruban formé de filaments de carbone liés entre eux par un coke de résine Le brevet US 5 567 951 décrit aussi l'utilisation d'un ruban en carbone, celui-ci décπvant un trajet non rectihgne On peut citer aussi le document SU 905 918 qui propose l'utilisation d'une bande textile renforcée par du carbone
Obiets et résumé de l'invention
L'invention a pour but de proposer une source de rayonnement infrarouge utilisant un élément radiant en fibres de carbone ayant une émissivité et un flux thermique élevés et capable de s'adapter aisément à différentes formes
Ce but est atteint du fait que, conformément à l'invention, l'élément radiant est en tissu de fibres de carbone
L'utilisation d'un tissu de fibres de carbone présente différents avantages
- le tissu peut être monte de sorte que la conduction du courant électrique entre ses extrémités se fasse parallèlement à l'une des directions de chaîne et de trame, les fibres situées dans l'autre direction assurant alors la tenue mécanique nécessaire, - le tissu présente une capacité de déformation qui permet de donner à l'élément radiant toute forme désirée,
- le tissu constitue un élément radiant surfacique qui offre une surface radiante à la fois étendue et transparente au rayonnement réfléchi, dans le cas où la source est associée à un réflecteur.
L'élément radiant est par exemple une bande de tissu, à laquelle on peut donner une forme gauche, par exemple en hélice, ou un manchon de tissu.
Les fibres de carbone de l'élément radiant sont issues d'un précurseur de carbone, après carbonisation. Le précurseur est de préférence de type cellulosique, avantageusement une rayonne.
Le raccordement de l'élément radiant à ses extrémités est avantageusement réalisé au moyen de pièces de support assurant à la fois le support de l'élément radiant et son raccordement électrique. L'élément radiant est rendu solidaire d'une pièce de support par exemple par blocage mécanique par serrage.
Brève description des dessins
Dans la description qui suit, il sera fait référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'une lampe à infrarouge selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue en coupe transversale selon le plan 11-11 de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue de détail d'un dispositif de raccordement à une extrémité de la lampe de la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue schématique montrant une variante de réalisation de la lampe de la figure 1 ;
- les figures 5 à 8 sont des vues schématiques en coupe montrant des variantes de réalisation de la liaison d'une extrémité de l'élément radiant avec une pièce de support ; et
- les figures 9 à 12 sont des vues schématiques en coupe montrant d'autres modes de réalisation d'une lampe à infrarouge conforme à l'invention.
Description de modes préférés de réalisation Les figures 1 et 2 montrent schématiquement une lampe à infrarouge dans laquelle l'élément radiant 10 est une bande de tissu en fibres de carbone. La bande de tissu 10 s'étend le long d'une enceinte tabulaire 12. A ses extrémités, la bande de tissu 10 est fixée à des pièces de support 14, 15 qui assurent le support de l'élément radiant et sa liaison électrique à des pièces de raccordement respectives 16, 17 munies de cosses de connexion respectives 18, 19. Des boîtes d'étanchéité 20, 21 assurent la fermeture du tube 12 de façon étanche tout en ménageant un passage axial pour les pièces de raccordement 16, 17. Ces dernières sont rappelées par des ressorts 22, 23 qui s'appuient sur les boîtes d'étanchéité 20, 21 afin d'assurer une mise en tension mécanique permanente de la bande de tissu 10 dans le tube 12. La paroi du tube 12 est munie d'un revêtement réfléchissant 13 sur une partie de sa surface extérieure occupant un secteur déterminé.
La bande de tissu 10 en fibres de carbone est disposée avec une des directions de chaîne et de trame du tissu parallèle à la direction longitudinale du tube 12, de sorte que la conduction électrique se fait essentiellement par les filaments orientés dans cette direction du tissu, par exemple les filaments de chaîne Les autres filaments, par exemple les filaments de trame, assurent essentiellement la cohésion de l'élément radiant
Les fibres de carbone constitutives de la bande de tissu 10 sont de préférence a précurseur cellulosique, notamment à précurseur rayonne Le tissu est ainsi avantageusement obtenu par carbonisation d'un tissu rayonne La carbonisation est effectuée par traitement thermique réalisé, en final, à une température maximale comprise par exemple entre 700°C et 1 400°C. Le maintien du tissu à la température finale de carbonisation est réalisé pendant une durée limitée, une à plusieurs minutes, et est avantageusement précédé par une phase de précarbonisation à une température comprise entre 350°C et 420°C, environ, pendant une durée plus longue.
L'utilisation d'un précurseur cellulosique, notamment une rayonne, permet d'obtenir un tissu en fibres de carbone ayant une bonne émissivite, typiquement supéπeure à 0,7, voire même égale ou supéπeure à 0,9, et capable de délivrer un flux thermique élevé pouvant atteindre 1 MW/m2. S'ajoutent les avantages d'une très large plage d'utilisation, lusqu'à plus de 2 000°C, et d'une très faible inertie thermique, la montée en température et le refroidissement étant très rapides (par exemple 2,5 s entre la température ambiante et 2 000°C) et autoπsant des cycles répétés de chauffage/refroidissement sans fatigue thermique.
Le tube 12 est par exemple en quartz. Le fonctionnement de l'élément radiant peut se faire sous vide ou sous atmosphère inerte (par exemple azote ou argon éventuellement hydrogénés). Le revêtement réfléchissant 13 est formé sur une partie de la surface du tube, le long de celui-ci, par exemple sur environ la moitié de la circonférence de la section du tube (figure 2). Le réflecteur 13 produit une réflexion diffuse. Il est par exemple formé de plusieurs couches déposées sur la surface externe du tube 12 par pulvérisation atmosphérique ou sous vide, par exemple, successivement, une couche réfléchissante d'oxyde métallique, une couche d'un ou plusieurs oxydes réfractaires formant barrière thermique et une couche extérieure supprimant la transparence.
Dans l'exemple des figures 1 et 2, le tube 12 est à section circulaire. La bande de tissu 10 a une largeur sensiblement supérieure au rayon du tube, offrant donc, sur chaque face, une surface radiante importante. La présence du réflecteur
13 associée à la transparence du tissu au rayonnement permet de produire un rayonnement dans une direction (flèches F de la figure 2) auquel contribuent les deux faces de l'élément radiant, l'une directement et l'autre par l'intermédiaire du réflecteur. La transparence du tissu est offerte par les espaces entre fils de chaîne et de trame.
La figure 3 illustre plus en détail le raccordement de la bande de tissu à une 10a de ses extrémités, le raccordement à l'autre extrémité 10b étant réalisé de la même façon.
L'extrémité 10a du tissu est maintenue par serrage sur la pièce de support 14 constituée par un bloc en graphite. L'extrémité 10a peut être brasée ou enroulée sur un axe 24 en graphite qui est engagé dans un logement radial du bloc
14 et y est immobilisé au moyen d'une clavette 26 également en graphite.
La pièce de raccordement 16, par exemple en cuivre, peut être brasée ou par exemple vissée axialement à une première extrémité dans le bloc 14. A sa deuxième extrémité, la pièce de raccordement 16 porte la cosse de connexion 18 immobilisée entre deux écrous 18a vissés sur la pièce 16. Si nécessaire, la pièce de raccordement 16 peut être refroidie par fluide. A cet effet, la pièce 16 présente un évidement axial 16a sous forme d'un trou borgne qui se raccorde à un circuit d'alimentation en fluide de refroidissement au moyen de tubulures 26, 28 traversant un bouchon 30 fermant l'évidement 16a à la première extrémité de la pièce 16.
La boîte d'étanchéité 20 est montée à l'extrémité du tube 12 par l'intermédiaire d'une bague de refroidissement 32, par exemple en cuivre. La boîte 20, également en forme de bague, est vissée sur une première extrémité de la bague de refroidissement 32, avec inteφosition d'un joint torique 34. Un joint d'étanchéité torique 36 est inteφosé entre la surface interne de la bague 20 et la surface externe du tube 12. Le joint 36 est comprimé par une bague 38 sur laquelle appuie une vis de compression 40 vissée à l'autre extrémité de la bague 20 Si nécessaire, le joint d'étanchéité 36 est refroidi par circulation d'un fluide dans un seφentm 42 soudé sur la surface extérieure de la bague 32 et raccordé à un circuit de fluide de refroidissement par des tubulures 44, 46
La boîte d'étanchéité 20 est traversée de façon etanche par la pièce de raccordement 16 L'etanchéité est assurée par un joint toπque 48 comprimé entre une entretoise 50 et une bague de compression 52 Cette dernière s'appuie sur une bague isolante 54 formée de deux demi-bagues entourées par la bague de refroidissement 32 et appliquée contre le bout du tube 12 L'entretoise 50 est maintenue par un manchon 5 engagé sur la pièce de raccordement 16 et muni d'un épaulement 56a fixé à la première extrémité de la boîte d'étanchéité 20 pai
Les ressorts 22 sont précontraints en compression entre l'epaulement 56a du manchon 56 et une bague 60 s'appuyant sur un écrou 18a de maintien de la cosse 18 Chaque ressort est engagé sur une tête d'une vis 58
Le mode de réalisation qui vient d'être décrit présente l'avantage d'une réalisation de la liaison électrique indépendamment du tube et d'une réalisation de l'etanchéité du tube indépendamment de la connexion électrique Un avantage déjà mentionné de l'utilisation d'un tissu comme élément radiant résulte de la possibilité de donner toute forme désirée à l'élément radiant, en raison de la souplesse et de la tenue du tissu
Ainsi, la figure 4 montre que la bande 10 peut avoir une forme gauche en hélice, ce qui permet d'accroître la résistance électrique de l'élément radiant pour une même longueur de tube. Le vnllage de la bande de tissu est simplement obtenu par rotation de l'ensemble formé par un bloc support 14 et une pièce de raccordement 16 à une extrémité du tube 12, relativement à l'ensemble similaire 15-17 à l'autre extrémité du tube. Les pièces de raccordement 16, 17 sont bloquées dans leur position angulaire par clavetage sur les boîtes d'étanchéité 20, 21. Les figures 5 à 8 montrent très schematiquement différentes vanantes de montage de l'extrémité de l'élément radiant en tissu sur un bloc support en graphite.
Dans le cas de la figure 5, le bloc support 140 est en deux parties 140a, 140b qui se raccordent suivant des surfaces ayant des reliefs complémentaires. L'extrémité du tissu 10 est engagée entre les deux parties jusqu'à une lumière radiale 141 formée dans l'une (140a) de celles-ci. Les parties 140a, 140b sont serrées l'une contre l'autre au moyen d'une vis 142.
La figure 6 montre un blocage du tissu sur un bloc support 240 par engagement du tissu dans un logement radial 241 du bloc et immobilisation au moyen d'une clavette 242 engagée dans le logement 241.
La figure 7 montre un blocage du tissu 10 par engagement dans un logement axial 341 du bloc 340 de forme tronconique et immobilisation au moyen d'un coin 342 de forme correspondante engagé dans le logement 341.
La figure 8 montre un bloc support 440 fendu suivant un plan diamétral entre son extrémité et un logement radial 441. Le tissu 10 est engagé dans la fente du bloc 440 et est enroulé autour d'un tube 442 engagé dans le logement 441. L'extrémité fendue du bloc 440 est serrée par un manchon conique
443 qui est engagé sur l'extrémité de forme correspondante du bloc 440.
Les figures 9 à 11 illustrent très schématiquement d'autres formes de réalisation d'une lampe infrarouge conforme à l'invention.
Le mode de réalisation de la figure 9 se distingue de celui de la figure 2 en ce que le réflecteur 130 est non pas formé par dépôt sur la surface extérieure du tube 12, mais est constitué par une pièce séparée.
Le mode de réalisation de la figure 10 se distingue de celui de la figure 2 en ce que l'élément radiant 10 est constitué par un manchon (110) de tissu en fibres de carbone. Le manchon est pincé à ses extrémités pour être monté sur les pièces supports. L'utilisation d'un manchon permet d'augmenter la surface radiante par rapport à une bande de tissu, pour une même longueur.
La figure 1 1 montre une lampe infrarouge qui se distingue de celle des figures 1 et 2 par la forme aplatie de la section du tube 12. En effet, celui-ci présente une section de forme oblongue, au moins sur une partie de sa longueur, cette forme oblongue pouvant se raccorder à des formes cylindriques à section circulaire aux extrémités du tube. La forme oblongue du tube 12 permet d'augmenter la largeur de la bande de tissu 10 formant l'élément radiant, tout en pouvant conserver une distance limitée par rapport à la pièce à chauffer.
Quant à la figure 12, elle montre une lampe infrarouge avec un tube 120 à section annulaire. L'élément radiant est un manchon 110 de tissu en fibres de carbone. Un revêtement réfléchissant 13 est formé sur la totalité de la surface extérieure du tube 120. De la sorte, le rayonnement infrarouge est dirigé vers l'axe de la lampe. Un tel mode de réalisation convient pour le chauffage de pièces allongées de façon uniforme tout autour des pièces. Exemple de réalisation N° 1
Une lampe infrarouge telle que celle des figures 1 à 3 a été réalisée. Le tube de quartz 12 avait une longueur de 1 000 mm, autorisant une longueur d'élément radiant 10 de 750 mm. Le tissu utilisé était un tissu de carbone de largeur 40 mm à précurseur rayonne, fixé à chaque extrémité sur un bloc support en graphite suivant le principe de la figure 8. La pression d'azote hydrogéné à 5 % en volume à l'intérieur de la lampe a été fixée à 1 mbar.
Des premiers essais ont permis d'atteindre une puissance de 18 kW avec une tension de 333 V, correspondant à une température de 1 750°C pour l'élément radiant. La température a été mesurée par pyromètre optique. Le flux thermique obtenu était donc de 300 kW/m", le rayonnement se produisant à partir des deux faces du tissu. Il doit être noté qu'il ne s'agissait pas d'une valeur maximale susceptible d'être délivrée par la lampe, mais de la plus grande valeur susceptible d'être atteinte avec la source d'alimentation utilisée. Les températures atteintes aux extrémités de la lampe ont montré que, pour le niveau de flux atteint, le refroidissement des connexions n'était pas nécessaire.
Exemple de réalisation N° 2
Une lampe infrarouge telle que celle des figures 1 à 3 a été réalisée, mais de dimensions inférieures à celles de l'exemple 1. L'élément radiant était constitué par une bande de tissu de carbone à précurseur rayonne ayant une longueur de 150 mm et une largeur de 16 mm. La bande de tissu a été fixée dans un tube de quartz sous une atmosphère d'argon hydrogéné à 5 % en volume, à une pression de 50 mbar. Sous une tension d'alimentation de 130 V, l'intensité du courant traversant la lampe a été mesurée à 55 A, la température de l'élément radiant étant
2 de 1 900°C environ. Le flux thermique obtenu était donc de 1,5 MW/m de tissu.

Claims

REVENDICATIONS
1 Source de rayonnement infrarouge comprenant une enceinte (12) dont la paroi est au moins en partie transparente au rayonnement infrarouge, un élément radiant (10) comprenant des fibres de carbone logé dans l'enceinte, et des dispositifs (14, 16) de raccordement électπque pour relier des extrémités de l'élément radiant à des bornes d'alimentation à l'extérieur de l'enceinte, caractéπsée en ce que l'élément radiant (10) est en tissu de fibres de carbone
2 Source de rayonnement selon la revendication 1, caractéπsée en ce que l'élément radiant (10) est une bande de tissu de fibres de carbone.
3 Source de rayonnement selon la revendication 2, caracténsée en ce que la bande de tissu (10) a une forme gauche
4 Source de rayonnement selon la revendication 3, caractéπsée en ce que la bande de tissu est en forme d'hélice
5 Source de rayonnement selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément radiant est un manchon (1 10) en tissu de fibres de carbone 6 Source de rayonnement selon l'une quelconque des revendications 1 a
5, caracteπsée en ce que les fibres de carbone sont à précurseur cellulosique
7 Source de rayonnement selon la revendication 6, caractéπsée en ce que les fibres de carbone sont à précurseur rayonne
8 Source de rayonnement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un réflecteur (13, 130).
9 Source de rayonnement selon la revendication 8, caractérisée en ce que le réflecteur (13) est formé par une couche réfléchissante déposée sur une partie de paroi de l'enceinte.
10. Source de rayonnement selon l'une quelconque des revendications 1 a 9, caractérisée en ce que l'enceinte (12) est une enceinte étanche sous vide
1 1 Source de rayonnement selon l'une quelconque des revendications 1 a
10, caractérisée en ce que l'enceinte est une enceinte étanche sous atmosphère inerte
12. Source de rayonnement selon l'une quelconque des revendications 1 a 1 1, caracteπsée en ce que l'élément radiant (10) est fixé à ses extrémités à des pièces de support (12) assurant le support de l'élément radiant et son raccordement électrique.
13. Source de rayonnement selon la revendication 12, caractérisée en ce que chaque pièce de support (12) comporte des moyens de blocage mécanique par serrage d'une extrémité de l'élément radiant (10) en tissu.
14. Source de rayonnement selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisée en ce que chaque extrémité de l'élément radiant (10) en tissu est reliée à la pièce de support correspondante par une liaison physico-chimique.
15. Source de rayonnement selon la revendication 14, caractérisée en ce la liaison physico-chimique est une liaison par brasage.
16. Source de rayonnement selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (22, 23) coopérant avec au moins l'une des pièces de support pour maintenir l'él ment radiant sous tension mécanique dans l'enceinte.
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