[0001] La présente invention a pour objet un inducteur pour dispositif de mise en forme
d'un liquide conducteur par des forces électromagnétiques générées par des inducteurs.
[0002] On connaît des dispositifs de mise en forme d'un liquide conducteur et, plus particulièrement,
d'un métal liquide conducteur à l'aide de forces électromagnétiques. Ainsi dans le
FR-A-2 558 085, des inducteurs répartis par étages sont disposés entre la buse d'un
répartiteur de métal liquide et un moyen mobile de solidification de ce métal.
[0003] La métal s'écoule à travers la buse sous forme de jets parallèles auxquels il convient
de donner un profil particulier tel qu'un profil à section rectangulaire de façon
que le métal liquide forme une tôle mince au contact du dispositif mobile de solidification.
[0004] Un tel dispositif requiert que le changement de profil s'effectue dans un délai très
court ce qui évite au métal liquide d'acquérir une vitesse trop importante sous l'effet
la gravité. Les champs électromagnétiques doivent être intenses pour limiter le nombre
d'étages et la taille des inducteurs doit être réduite de façon à pouvoir les disposés
entre le répartiteur et le dispositif de refroidissement aussi proche que possible
des jets de métal à coalescer puis à mettre en forme.
[0005] On sait théoriquement que pour obtenir des forces électromagnétiques importantes,
on peut utiliser des enroulements massifs et un courant de haute intensité mais cela
conduit à des échauffements incompatibles avec l'utilisation et l'application recherchées
dans la présente invention.
[0006] La présente invention a pour but de pallier à ces inconvénients à l'aide d'un inducteur
modulaire comportant deux faces avant et arrière dont une partie formant l'enroulement
est conductrice et l'autre partie est isolante notamment pour un dispositif de mise
en forme d'un jet liquide conducteur s'écoulant d'un répartiteur à l'aide de forces
électromagnétiques générées par au moins un étage d'inducteurs disposés d'un côté
des jets et/ou de part et d'autre du jet, chaque inducteur comportant un canal central
et un circuit de refroidissement par circulation d'un fluide caloporteur et étant
formé d'un empilement continu d'anneaux reliés entre eux électriquement et séparés
les uns des autres par un matériau isolant, caractérisé en ce que les anneaux comportent
des fentes radiales décalées angulairement entre deux anneaux consécutifs et sont
raccordés les uns aux autres par des languettes, chaque languette reliant deux anneaux
consécutifs aux bords de leurs fentes alternativement sur un bord ou sur l'autre de
façon que le courant circule dans le même sens dans deux anneaux consécutifs d'un
même inducteur.
[0007] L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre de modes
de réalisation particuliers en regard des figures annexées, parmi lesquelles :
- la Fig.1 représente un dispositif de mise en forme de l'art antérieur ;
- la Fig.2 représente un vue en perspective d'un inducteur d'un dispositif de mise
en forme selon l'invention comportant une circulation de fluide de refroidissement
longitudinale ;
- la Fig.3 représente une vue en coupe de l'inducteur de la Fig.2 ;
- la Fig.4 représente une vue en perspective d'un inducteur d'un dispositif de mise
en forme selon l'invention comportant une circulation de fluide de refroidissement
radiale ;
- la Fig.5 représente une vue en coupe de l'inducteur de la Fig.4 ;
- la Fig.6 représente une vue de face d'un étage double d'inducteurs d'un dispositif
de mise en forme selon l'invention;
- la Fig.7 représente une vue de face d'une variante de réalisation d'un inducteur
d'un dispositif de mise en forme selon l'invention ;
- la Fig.8 représente une variante de réalisation d'un empilement continu d'anneaux
à l'aide d'un ruban métallique et la circulation du fluide de refroidissement radiale
; et
- la Fig.9 représente une variante identique à la Fig.8 dans laquelle la circulation
du fluide de refroidissement longitudinale.
[0008] Sur la Fig.1 est représenté un dispositif de mise en forme d'un liquide conducteur
notamment d'un métal liquide sortant d'un répartiteur, non représenté, sous forme
de jets 10. Ces jets sont coalescés sous forme d'un jet unique mince à section rectangulaire
11 par passage entre deux étages 12 et 13 d'inducteurs 14.
[0009] Ce jet unique à profil déterminé est mis en forme de façon connue par passage sur
un dispositif mobile de refroidissement non figuré.
[0010] Les enroulements des inducteurs 14 sont reliés entre eux de façon que deux inducteurs
consécutifs aient des sens de circulation du courant opposés générant ainsi des
champs électromagnétiques de direction opposées.
[0011] Sur la Fig.2, on a représenté un inducteur 16 constitué d'un empilement d'anneaux
massifs 18, 20, 22. L'un des anneaux d'extrémité 18 est alimenté par une liaison 24.
Chaque anneau comporte une fente radiale 26, 28, 30 ainsi qu'un évidement formant
un canal central repéré 32. Les anneaux sont isolés entre eux par un matériau isolant
34 qui remplit également les fentes de façon à isoler les deux bords de chaque fente
26, 28, 30.
[0012] Les anneaux sont néanmoins reliés entre eux électriquement. Une languette relie deux
anneaux consécutifs, soient dans l'exemple représenté deux languettes (48,50).
[0013] Chaque languette relie un bord d'une fente d'un anneau avec le bord opposé de la
fente de l'autre anneau. Ainsi la languette 48 relie les bords 38 et 40 et la languette
50 relie les bords 42 et 44.
[0014] Dans ce cas, le courant amené en 24 tournera dans chacun des anneaux dans le même
sens, à savoir le sens horaire.
[0015] Par ailleurs, cet enroulement est muni d'un dispositif de refroidissement constitué
d'un boîtier 52 représenté sous forme parallélépipédique et en trait mixte pour la
simplification et la clarté du dessin, et des alésages traversants longitudinaux 54,
c'est-à-dire parallèles à l'axe de révolution de l'enroulement, répartis à distances
régulières sur un même cercle d'un diamètre sensiblement égal au diamètre moyen de
l'anneau.
[0016] Ainsi, comme cela est représenté plus en détail sur la coupe de la Fig.3, l'une des
faces de l'enroulement coopère avec l'une des faces du boîtier pour former une chambre
56. La face opposée du boîtier porte deux collecteurs 58 et 60 respectivement d'ali
mentation et d'évacuation. Ces collecteurs sont reliés l'un aux alésages longitudinaux
et l'autre au canal central.
[0017] Dans l'exemple représenté à la Fig. 3, le collecteur d'alimentation 58 est relié
au canal central 32 et le collecteur d'évacuation 60 est relié aux alésages longitudinaux
54. La circulation du fluide de refroidissement est représenté en trait discontinu.
[0018] Dans le cas inverse, où le collecteur 60 constitue la collecteur d'alimentation relié
aux alésages longitudinaux 54 et le collecteur 58 constitue le collecteur d'évacuation
relié au canal central 32, la circulation du fluide de refroidissement est représentée
en trait plein.
[0019] Sur la Fig.2, on a de plus indiqué la liaison d'un inducteur avec le premier anneau
62 d'un inducteur consécutif.
[0020] Sur la Fig.4, On a représenté un inducteur dont l'enroulement est également constitué
d'un empilement d'anneaux massifs identiques à ceux de l'enroulement représenté
à la Fig.2. Dans ce mode de réalisation les alésages 64 sont radiaux et débouchants.
Ils sont usinés dans l'épaisseur de l'anneau à partir de la périphérie et débouchent
dans le canal central 32.
[0021] Dans ce cas ainsi que cela est mieux représenté à la Fig.5 les faces de l'enroulement
coopérent de façon étanche avec les faces en vis-à-vis du boîtier, tandis que ce dernier
forme une chambre annulaire périphérique 66.
[0022] Dans cette variante, le fluide caloporteur peut circuler de la chambre annulaire
66 vers le canal central, comme indiqué en trait plein, ou inversement, comme indiqué
en trait discontinu, suivant que la chambre 66 et le canal central 32 sont reliés
respectivement au collecteur d'alimentation 58 et au collecteur d'évacuation 60
et inversement.
[0023] Le matériau constituant le boîtier 52 peut être de la même nature que l'isolant mais
de façon à résister à la température, la face avant en vis-à-vis du métal liquide
est revêtue d'un matériau réfractaire.
[0024] De même, les collecteurs sont situés à l'arrière du boîtier de façon à ne pas augmenter
le volume de l'inducteur dans la zone efficace et obtenir ainsi une densité électromagnétique
importante.
[0025] En ce qui concerne la circulation du fluide caloporteur et le choix des alésages
radiaux ou longitudinaux, il est laissé à l'homme du métier qui prendra en considération
les paramètres suivants : dans le cas des alésages radiaux, le diamètre extérieur
de l'inducteur sera plus important mais il est possible d'approcher le métal liquide
au plus près puisque le premier anneau de l'enroulement est en contact avec la face
avant du boîtier ; dans le cas des alésages longitudinaux, le diamètre extérieur est
celui de l'enroulement mais le premier anneau est espacé de la face avant du boîtier
de la profondeur de la chambre.
[0026] Sur la Fig.6, on a représenté deux étages superposés d'inducteurs constituant le
dispositif de mise en forme selon l'invention, les inducteurs étant du type de ceux
représentés à la Fig.4 avec fentes et alésages radiaux. Comme représenté sur cette
figure, les fentes de chaque anneau sont décalées angulairement les unes par rapport
aux autres. La référence
I concerne l'alimentation électrique des inducteurs placés en série. Les références
communes sont identiques sur les deux figures 4 et 6.
[0027] Selon une autre variante de l'invention représentée à la Fig.7, l'enroulement est
constitué d'un empilement de secteurs d'anneaux 70 décalés angulairement entre eux
et partiellement superposés de façon à assurer une liaison électrique.
[0028] Une telle conception permet la réalisation d'empilements de secteurs d'anneaux de
faible épaisseur en plus grand nombre. Par contre les alésages 71 seront usinés de
préférence longitudinalement ainsi que représenté, compte-tenu de cette faible épaisseur.
[0029] Sur les Fig.8 et 9, les anneaux sont formés à partir d'un ruban métallique 80 à section
rectangulaire, reliés entre eux par ce même ruban de façon à réaliser un empilement
continu d'anneaux. Les anneaux sont isolés entre eux par un matériau isolant. Cet
empilement est disposé dans un boîtier de façon identique à celui des figures 2 et
3. A la Fig.8, les alésages sont du type radial 64 et à la Fig.9 du type longitudinal
54.
[0030] Dans un dispositif de mise en forme selon l'invention les inducteurs peuvent être
disposés d'un seul côté des jets si ceux-ci s'écoulent sur une surface et le nombre
des étages nécessaires peut être réduit à un seul.
1. Inducteur modulaire comportant deux faces avant et arrière dont une partie formant
l'enroulement est conductrice et l'autre partie est isolante notamment pour un dispositif
de mise en forme d'un jet liquide (10) conducteur s'écoulant d'un répartiteur à l'aide
de forces électromagnétiques générées par au moins un étage d'inducteurs (12,13) disposés
d'un côté des jets et/ou de part et d'autre du jet, chaque inducteur (14) comportant
un canal central et un circuit de refroidissement (54, 64) par circulation d'un fluide
caloporteur et étant formé d'un empilement continu d'anneaux (18, 20, 22) reliés entre
eux électriquement et séparés les uns des autres par un matériau isolant (34), caractérisé
en ce que les anneaux (18, 20, 22) comportant des fentes radiales (26, 28, 30) décalées
angulairement entre deux anneaux consécutifs et sont raccordés les uns aux autres
par des languettes (48, 50), chaque languette (48, 50) reliant deux anneaux consécutifs
aux bords de leurs fentes alternativement sur un bord ou sur l'autre de façon que
le courant circule dans le même sens dans deux anneaux consécutifs d'un même inducteur.
2. Inducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les anneaux sont des
secteurs d'anneaux (70) partiellement superposés et décalés angulairement.
3. Inducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les anneaux sont constitués
d'un enroulement continu (80) d'un ruban métallique à section rectangulaire.
4. Inducteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'empilement
comprend des alésages traversants (54) orientés parallèlement à l'axe longitudinal
de l'empilement.
5. Inducteur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les anneaux
de l'empilement comprennent des alésages radiaux (64) traversants de façon à mettre
en liaison l'extérieur de l'empilement et le canal central.
6. Inducteur selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'empilement
est disposé dans un boîtier étanche (52) relié à deux collecteurs d'alimentation (60)
et d'évacuation (58) du fluide caloporteur, ces collecteurs étant situés à l'arrière
de l'inducteur.
7. Inducteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face avant de l'inducteur
et la face en vis-à-vis du boîtier coopèrent de façon à réaliser une chambre (56).
8. Inducteur selon les revendications 4 et 7, caractérisé en ce que le fluide caloporteur
circule de l'intérieur du canal central (32) vers la chambre (56) puis à travers les
alésages longitudinaux ou inversement.
9. Inducteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face avant de l'inducteur
est en contact étanche avec la face en vis-à-vis du boîtier et forme avec ce dernier
une chambre annulaire périphérique (66).
10. Inducteur selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que
le fluide caloporteur circule de l'intérieur du canal central (32) vers la chambre
(66) à travers les alésages radiaux ou inversement.
11. Inducteur selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce
que les boîtiers (52) sont munis sur au moins la face avant d'un matériau réfractaire.