DE1056298B

DE1056298B - Vakuuminduktionsofen

Info

Publication number: DE1056298B
Application number: DES51169A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Busch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-11-07
Filing date: 1956-11-07
Publication date: 1959-04-30

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuuminduktionsofen mit einer im Innern des Vakuumbehälters angeordneten Induktionsspule.

Bei sogenannten Vakuuminduktionsöfen, d. h. öfen, bei denen das Gut und die Induktionsspule in einem Unterdruckraum angeordnet sind, bestehen bezüglich der Wahl der Spannungshöhe insofern Schwierigkeiten, als bei höheren Spannungen leicht Sprühentladungen zwischen den einzelnen Windungsgliedern der Spule auftreten können. Die Betriebsspannungen bei den bisher bekannten Vakuuminduktionsöfen sind daher auf maximal 300 V_eff begrenzt. Hierdurch ergibt sich der Nachteil, daß insbesondere bei größeren Ofenleistungen sehr hohe Spulenblindströme auftreten, zu deren Kompensation kostspielige Kondensatorbatterien benötigt werden. Außerdem steigen die Spulenverluste an, die sich bekanntlich im Quadrat der Stromstärke ändern. Hinzu tritt noch, daß auch die vakuumdichten Durchführungen bei hohen Stromstärken wesentlich aufwendiger und komplizierter werden. Es sind daher bereits Vorschläge gemacht worden, nach denen die Spule außerhalb des Unterdruckraumes angeordnet wird. Dabei ergibt sich aber ein schlechter Wirkungsgrad auf Grund des schlechten Kopplungsfaktors zwischen Spule und Gut.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Vakuuminduktionsofen zu schaffen, bei dem der prinzipielle Aufbau nach rein elektrischen Gesichtspunkten erfolgen kann, ohne daß man in der Wahl der Spannungshöhe wesentlich eingeengt ist.

Auch bei dem Vakuuminduktionsofen nach der Erfindung ist die Induktionsspule im Innern des Unterdruckraumes angeordnet. Gemäß der Erfindung ist jedoch die Spule in einen vakuumdichten, elektrisch nichtleitenden Mantel eingehüllt, in dem vorzugsweise Normaldruck aufrechterhalten wird. Dadurch kann eine wesentliche Erhöhung der Spannungsfestigkeit der Spule auch im Unterdruckraum erreicht werden. Es kann ferner zweckmäßig sein, in dem Mantel einen höheren als den Normaldruck aufrechtzuerhalten. Ferner kann es günstig sein, ein vorzugsweise gasförmiges Medium laufend durch den Mantel durchzulesen, so daß nicht nur eine Erhöhung der Spannungsfestigkeit, sondern auch eine verbesserte Kühlung der Spule erreicht wird.

Eine weitere wesentliche Verbesserung der Erfindung kann man noch dadurch erreichen, daß der bzw. die einzelnen Leiter der Induktionsspule jeweils mit einem vakuumdichten Schlauch umgeben werden, wobei wiederum im Innern des Schlauches Normaldruck aufrecht erhalten wird. Durch eine derartige Ausbildung der Vakuuminduktionsöfen kann man die Betriebsspannung auf 500 bis 1000 Y_ejf heraufsetzen. Als Folge davon erhält man kleine Kondensatorbatterien,

Anmelder:

Siemens-Sdiuckertwerke
Aktiengesells chaft,
Berlin und Erlangen,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Hans Busch, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

und — was ferner für die wirtschaftliche Bedeutung der Erfindung sehr wesentlich ist — man kann Kondensatoren, wie z. B. Ölstyroflexkondensatoren, verwenden, die wesentlich wirtschaftlicher in der Anschaffung und im Betrieb sind. Als Schlauchmaterial für die Umhüllung der Induktionsspule kann man bekannte Kunststoffe mit niedrigem Dampfdruck verwenden. Zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Druck- und Wärmeeinflüsse ist es zweckmäßig, den Schlauch mit einem Glasseiden- oder ähnlichen wärmebeständigen Band zu bandagieren oder aber den Kunststoffschlauch mit einem Glasseidenschlauch zu umhüllen. Da im Unterdruckraum die Wärme hauptsächlich durch Strahlung übertragen wird, ergibt sich hiermit eine gute Wärmeisolierung.

Um auch Rückstrahlungen des Tiegels auf die Spule zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, zwischen Spule und Tiegel in an sich bekannter Weise verspiegelte Quarz- oder Keramikschirme anzuordnen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Vakuuminduktionsofen dargestellt, bei dem im Innern des Druckgehäuses 1 der Tiegel 2 angeordnet ist. Dieser Tiegel ist von einer Induktionsspule 5 umgeben, die in einen Kunststoffmantel 4 eingehüllt ist. 7 und 8 sind die elektrischen Zuführungen für die Induktionsspule, die zugleich auch das Kühlmittel für diese Spule führen können. 6 stellt die vakuumdichte Durchführung des Mantels und damit auch der Spulenleiter in dem Druckraum dar. Zwischen Mantel und Tiegel ist noch ein wärmedämmender bzw. strahlungsreflektierender Schirm 3 vorgesehen.

909' 505/369

Claims

In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einem Ausschnitt dargestellt. Die gleichen Teile haben dabei gleiche Bezugszeichen wie in der Fig. 1. Die einzelnen Leiter der Spule 5 sind jedoch jeder für sich mit einem vakuumdichten Schlauch 9 umgeben, wobei im Innern des Schlauches vorzugsweise Normaldruck aufrechterhalten wird. Zur Vermeidung von Wärmerückstrahlung ist auch in diesem Falle der Mantel mit einer wärmedämmenden Bandage umgeben. PaTENTANSPKÜCHE:

1. Vakuuminduktionsofen mit einer im Innern des Unterdruckraumes angeordneten Induktionsspule, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule in einem vakuumdichten Mantel aus elektrisch nichtleitendem Material eingehüllt ist, in dem vorzugsweise Normaldruck aufrechterhalten wird.

2. Vakuuminduktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die einzelnen Leiter der Induktionsspule jeweils mit einem vakuumdichten Schlauch elektrisch nichtleitenden Materials umgeben sind, in dessen Innerem vorzugsweise Normaldruck aufrechterhalten wird.

3. Vakuuminduktionsofen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Gasführungsvorrichtung, die laufend ein vorzugsweise gasförmiges Medium durch den Mantel bzw. Schlauch fördert.

4. Vakuuminduktionsofen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstufung der Druckunterschiede die einzelnen Leiter gemäß Anspruch 2 mit einem vakuumdichten Schlauch umgeben sind und daß zusätzlich die Gesamtspule in einen vakuumdichten Mantel eingehüllt ist.

5. Vakuuminduktionsofen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vakuumdichte Mantel bzw. Schlauch gegen Erwärmung durch Strahlung mit einer Bandage aus wärmedämmendem und/oder strahlungsreflektierendem Material geschützt ist.

6. Vakuuminduktionsofen nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vakuumdichte Mantel bzw. Schlauch gegen Wärmerückstrahlung des Tiegels durch wärmedämmende, strahlungsreflektierende, elektrisch nichtleitende Schirmteile geschützt ist, die sich zwischen Spule und Tiegel befinden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen