Rohrförmiger Heizwiderstand aus Siliziumkarbid. .In Elektro-Hochtemperaturöfen und auch zu andern Zwecken werden rohrförmige Heizwiderstände aus Siliziumkarbid verwen det, wo sie von Luft oder dem Siliziumkarbid gegenüber indifferenten Gasen umgeben sind.
Werden solche Heizwiderstände aber für Zwecke benutzt, bei denen sie nicht von Luft, sondern von für das Siliziumkarbid schädlichen Dämpfen oder Gasen umgeben sind, so tritt eine für einen praktischen Be trieb nicht tragbare, rasche Zunahme des elektrischen Widerstandes ein, welche die Lebensdauer des Heizwiderstandes sehr stark verkürzt und das Heizelement unwirtschaft lich macht. Zum Schutz gegen die Einwir kung der von aussen an den Heizwiderstand herankommenden Dämpfe und Gase könnte man daran denken, die Heizwiderstände durch einen Überzug gegen die das Silizium karbid angreifenden Stoffe zu schützen.
Ein solcher Überzug hat aber den Nachteil, dass der Wärmeübergang beeinträchtigt und da- mit der Wirkungsgrad schlecht wird. Ausser dem zeigen sich bei solchen Überzügen Be triebsschwierigkeiten, da diese Überzüge nicht genügend hitzebeständig sind und auch keine genügende Temperaturwechselbestän- digkeit haben.
Gemäss der Erfindung wird der an beiden Enden verschlossene, aus Siliziumkarbid be stehende, rohrförmige Heizwiderstand ohne diese Nachteile dadurch geschaffen, dass der Hohlraum im Innern des Heizwiderstandes eine aus mindestens zum Teil leichter als Siliziumkarbid oxydierbaren Stoffen beste hende Füllung enthält, deren elektrische Leitfähigkeit geringer ist als die Leitfähig keit des aus Siliziumkarbid bestehenden Rohrmantels. Als Füllstoffe kommen in der Hauptsache Pulver- oder griessförmige, leicht oxydierbare, elektrische Halbleiter in: Frage, wie z. B.
Kohlenstoff in feinster Aufteilung, z. B. in Russform, so dass durch den Über gangswiderstand an den Berührungsstelle. der einzelnen Kohleteilchen die Füllung einen hohen Widerstand gegenüber dem eigent lichen, aus Siliziumkarbid bestehenden Heiz körper besitzt, obwohl Siliziumkarbid ein schlechterer elektrischer Leiter als Kohlen stoff ist. Auch Gemische aus Pulver- bezw. griessförmigen Leiter- und Nichtleiterteilchen sind gut brauchbar.
Ferner lässt sich Kohle griess allein für diesen Zweck verwenden, wenn man den Oberflächen der einzelnen Körner durch Aufbringen von Oxyden oder schlechter leitenden Karbiden teilweise hohen elektrischen Widerstand verleiht. Man kann auch ein Gemisch von leicht oxydierbaren Stoffen und schlechten elektrischen Leitern verwenden.
Versuche mit rohrförmigen Siliziumkar- bid-Heizwiderständen, die eine nach der Er findung zusammengesetzte Füllung besitzen, haben gezeigt, dass die Lebensdauer derarti ger Heizwiderstände stark erhöht wird. Die bei rohrförmigen Heizkörpern aus Silizium karbid durch die Poren der Rohrwandung diffundierenden Gase, wie z. B. Wasser i dampf, greifen die Innenwand sehr stark an, da die in den Innenraum des Rohres einmal eingedrungenen Gase nicht durch irgend welche Gasströmungen, die an der Aussen wand vorbeistreichen, wieder entfernt wer den.
Diese in den Innenraum des Rohres eingedrungenen Gase werden durch die erfin dungsgemässe Füllung des Rohres unschäd lich gemacht, da die Gase durch die leicht oxydierbaren Füllstoffe chemisch gebunden werden. Da der elektrische Widerstand der Füllung im Vergleich zu dem Widerstand des eigentlichen Heizrohres sehr gross ist, treten bei Schwankungen im Widerstand der Füllung keine nennenswerten Änderungen in der Heizleistung des Heizkörpers auf.
Ein Ausführungsbeispiel eines Silizium- karbid-Heizwiderstandes in Stabform mit Hohlraum für Hochtemperaturöfen ist in der Figur schematisch dargestellt. Der rohrför- mige Heizstab ist mit 1 bezeichnet und an seinen Enden durch Siliziumkarbidkappen verschlossen. Vor dem Verschliessen ist der Hohlraum mit dem Stoff 2 ausgefüllt wor- den, welcher aus Kohlegriess mit teilweise durch Siliziumkarbid bedeckter Oberfläche bestehen soll.
Der Kohlegriess, dessen Ober fläche teilweise siliziert ist, hat sich für den vorliegenden Zweck als besonders gut geeig net erwiesen. Die Füllung in dem Hohl raum des Heizkörpers kann auch aus einem Gemisch von Kohlengriess und Silizium dioxyd bestehen.
Tubular heating resistor made of silicon carbide. In electric high-temperature furnaces and for other purposes, tubular heating resistors made of silicon carbide are used, where they are surrounded by air or silicon carbide with respect to inert gases.
However, if such heating resistors are used for purposes in which they are not surrounded by air, but by vapors or gases harmful to the silicon carbide, a rapid increase in electrical resistance that is unsustainable for practical operation occurs, which increases the life of the heating resistor very much shortened and makes the heating element uneconomical. To protect against the effects of the vapors and gases coming from outside the heating resistor, one could think of protecting the heating resistors against the substances that attack the silicon carbide by means of a coating.
However, such a coating has the disadvantage that the heat transfer is impaired and the efficiency is therefore poor. In addition, there are operational difficulties with such coatings, since these coatings are not sufficiently heat-resistant and also do not have sufficient resistance to temperature changes.
According to the invention, the tubular heating resistor, which is made of silicon carbide and is closed at both ends, is created without these disadvantages in that the cavity inside the heating resistor contains a filling consisting of at least partially more easily oxidizable substances than silicon carbide, the electrical conductivity of which is lower than the conductivity of the pipe jacket made of silicon carbide. The main fillers are powder or gritty, easily oxidizable, electrical semiconductors. B.
Finest breakdown of carbon, e.g. B. in soot form, so that through the transition resistance at the point of contact. of the individual carbon particles, the filling has a high resistance to the actual heating element made of silicon carbide, although silicon carbide is a worse electrical conductor than carbon. Mixtures of powder or Gritty conductor and non-conductor particles can be used well.
Furthermore, carbon semolina can only be used for this purpose if the surfaces of the individual grains are given a high electrical resistance by applying oxides or poorly conductive carbides. A mixture of easily oxidizable substances and poor electrical conductors can also be used.
Tests with tubular silicon carbide heating resistors which have a filling composed according to the invention have shown that the service life of such heating resistors is greatly increased. The in tubular radiators made of silicon carbide through the pores of the pipe wall diffusing gases such. B. water i vapor, attack the inner wall very strongly, since the gases that have penetrated into the interior of the tube are not removed again by any gas flows that sweep past the outer wall.
These gases which have penetrated the interior of the tube are rendered harmless by the filling of the tube according to the invention, since the gases are chemically bound by the easily oxidizable fillers. Since the electrical resistance of the filling is very high compared to the resistance of the actual heating pipe, fluctuations in the resistance of the filling do not result in any significant changes in the heating power of the radiator.
An embodiment of a silicon carbide heating resistor in rod form with a cavity for high-temperature furnaces is shown schematically in the figure. The tubular heating rod is denoted by 1 and its ends are closed by silicon carbide caps. Before the closure, the cavity has been filled with the substance 2, which should consist of carbon grit with a surface partially covered by silicon carbide.
The coal semolina, the surface of which is partially siliconized, has proven to be particularly suitable for the present purpose. The filling in the hollow space of the radiator can also consist of a mixture of coal and silicon dioxide.