DE2107834C2 - Lichtbogenheizeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenheizetarichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer aus der US-PS 34 45 191 bekannten Lichtbogenheizeinrichtung dieser Gattung sind die Gaseinleitungskanäle jeweils in flanschartigen Radialansätzen der beiden Elektroden selbst gebildet, die zwischen sich einen axialen Ringspalt großer Spaltweite begrenzen. Dies hat bei der bekannten Einrichtung eine verhältnismäßig komplizierte Ausbildung der Elektroden zur Folge, und auch der Zwischenring zwischen den beiden Elektroden der bekannten Anordnung ist als verhältnismäßig kompliziertes, mehrteiliges Bauteil ausgebildet

Im Hinblick darauf, daß die Elektroden im Betrieb einem beträchtlichen Verschleiß durch den Lichtbogen unterliegen, ist es wünschenswert, einerseits die verschleißbehafteten Elektroden selbst als möglichst einfache, billig herzustellende Bauteile auszubilden und andererseits die ganze Lichtbogenheizeinrichtung derart zu gestalten, daß das relativ häufig erforderliche Auswechseln der Elektroden mit dem dazu erforderlichen Demontieren der Einrichtung mit möglichst geringem Aufwand durchführbar ist

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lichtbogenheizeinrichtung der eingangs genannten Gattung im Hinblick auf die Möglichkeit einer wenig aufwendigen Ausbildung der dem Verschleiß unterliegenden Elektroden und auf eine leichte Demontierbar- keit der Einrichtung zwecks Austausche der Elektroden zu konstruieren.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene s Anordnung gelöst

Damit wird erreicht, daß sich die gesamte Einrichtung leicht demontieren läßt, ohne daß hinsichtlich der elektrischen Zuleitungen oder der Gaszuleitungen Probleme entstehen, und daß die Elektroden, die selbst kerne Gas kanäle enthalten, sehr einfach gestaltet werden können und auch der isolierende Zwischenring ein ganz einfaches Bauteil sein kann. .

Vorteilhafte Ausgestaltungen der die Gaseinleitungskanäle enthaltenden Bauteile bzw. der Elektroden

is sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Anordnung der Elektroden mit einer eine lichtbogenseibstzündung sicherstellenden engen Spaltweite an sich im Zusammenhang mit den erforderlichen Verfahrensparametern (Spannung, Gasgeschwindigkeit) geht bereits aus dem älteren Patent 20 00 869 hervor.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigen F i g. 1 eine Lichtbogenheizeinrichtung nach der Er findung irr Axialhalbschnitt,

Fig.2 einen Verteilerring der Lichtbogenheizeinrichtung in schematischer Stirnansicht, und

Fig.3 eine abgewandelte Ausführungsform einer Lichtbogenheizeinrichtung.

F i g. 1 zeigt im Axialhalbschnitt den Mittelteil einer Lichtbogenkammer 20, die von zwei im wesentlichen hohlzylindrischen Elektroden 21 und 27 begrenzt ist Die beiden Elektroden 21 und 27 weisen an ihren einander zugewandten Enden jeweils einen sich an den zy- lindrischen Elektrodenteil 22 bzw. 28 anschließenden, kragenförmig gekrümmten Obergangsabschnitt 23 bzw. 29 auf, der in einen radial nach außen weisenden Endabschnitt 24 bzw. 26 übergeht Die beiden Elektroden begrenzen zwischen sich einen vehältnismäßig engen axialen Ringspalt 25.

An ihren radial nach außen weisenden Endabschnitten 24, 26 sind die beiden Elektroden jeweils mit einer Ringschulter 46 bzw. 47 versehen, auf welche jeweils ein Verteilerring 53 bzw. 54 mit darin gebildeten radialen Schlitzen 55 bzw. 56 aufgesetzt ist, wobei die radialen Schlitze als Gaseinleitungskanäle zum Einleiten eines Gases in den Ringspalt 25 zwischen den beiden Elektroden dienen. Die beiden Verteilerringe 53 und 54 sind beiderseits eines als Isolierring ausgebildeten Zwischenrin- ges 51 angeordnet, an welchem sie jeweils stirnseitig anliegen und mit welchem zusammen sie die Gaseinleitungskanäle begrenzen. Der Zwischenring 51 hält die beiden Elektroden in dem zur Bildung des axialen Ringspalts 25 gewünschten Axialabstand voneinander.

Der eine Verteilerring 53 ist in F i g. 2 in Stirnansicht

. dargestellt, so daß man seine mit gegenseitigen Umfangsabständen angeordneten, die Gaseinleitungskanäle bildenden Radialnuten 55 erkennt Gemäß F i g. 1 weist jeder Verteilerring radial innen eine ringförmige Rippe 58 bzw. 59 auf, mit welcher er sich an der Schulter 46 bzw. 47 der betreffenden Elektrode abstützt, und jede Elektrode weist eine radial auswärts ragende ringförmige Rippe 48 bzw. 49 auf, die einen zwischen die Elektrode und den zugehörigen Ver teilerring eingelegten Dichtungsring 61 bzw. 62 axial ab stützt

Die durch die Radialnuten 55, 56 der Verteilerringe 53, 54 gebildeten Gaseinleitungskanäle stehen radial

außen mit zwei Verteüerkammern 71 und 72 in Verbindung, die über Einlasse 73 und 74 mit Druckgas gespeist werden.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, erstrecken sich die Radialnuten 55 und 56 nicht über die gesamte radiale Ausdehnung der Verteilerringe, sondern enden in Ringkammern 76 bzw. 77, aus welchen das Gas durch sehr enge Ringspalte 78 bzw. 79 in einen radial außerhalb des Ringspalts 25 gelegenen Ringraum und aus diesem durch den Ringspalt 25 hindurch in die lichtbogenkammer einströmt

Die beiden Elektroden 21 und 27 sind jeweils von einem äußeren, aus elektrisch leitendem Material bestehenden Mantel 112 bzw. 137 unter Freilassung eines Zwischenraumes 64 bzw. 67 umschlossen, welch letzterer von einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser, durchströmt wird, das durch einen Verteilerkopf 65 bzw. 68 mit nicht dargestelltem Einlaß zugeführt wird. Der Mantel 112 bzw. 137 ist mit seinem Radialflansch 105 bzw. 171 mit einem nicht dargestellten elektrischen Anschluß verbunden und dient über seinen Axialflansch 126 bzw. 168 und den betreffenden, daran anliegenden und elektrisch leitfähigen Verteilerring 53 bzw. 54 als elektrische Zuleitung zu de betreffenden Elektrode.

Jeder der beiden Elektroden 21 und 27 sind Magnetfeldwicklungen 129,130 bzw. 141,142 mit elektrischen Anschlüssen 132, 133, 134, 135 bzw. 143,144, 145, 146 zugeordnet, die zwischen dem der betreffenden Elektrode zugeordneten Mantel 112 bzw. 127 und einem Wicklungsgehäuse 82 bzw. 91 untergebracht sind.

Im Betrieb der Lichtbogenheizeinrichtung wird in dem engen Ringspalt 25 ein Lichtbogen 104 gezündet, der einerseits unter dem Einfluß der Magnetfeldwicklungen ständig umläuft, um örtliche Überhitzungen der Elektroden zu vermeiden, und andererseits infolge des durch den Ringspalt 25 schnell einströmenden Gases weiter in die Lichtbogenkammer hineingeblasen wird und sich dadurch so weit verlängert, bis die Lichtbogenspannung die für den Funkenüberschlag im Ringspalt erforderliche Spannung übersteigt, wodurch ein neuer Lichtbogen gebildet wird und der erste Lichtbogen erlischt Dieser Wechsel zwischen Verlängerung und Neuzündung aufeinanderfolgender Lichtbogen wiederholt

ίο sich während des Betriebs ständig.

Die Form der Elektroden ist sehr einfach, so daß sie billig herstellbar sind. Nach öffnen der Lichtbogenkammer durch axiales Auseinanderziehen der durch die Elektroden mit den jeweils zugeordneten Bauteilen gebildeten Elektrodenanordnungen lassen sich die Elektroden aus den Elektrodenanordnungen herausziehen und einfach auswechseln.

Fig.3 zeigt ein etwas abgewandeltes Ausführungsbeispiel mit zwei zwischen sich einen axialen Ringspalt

327 bildenden Elektroden 325 und 326, denen jeweils eine Magnetfeldwicklung 328 bzw. 329 zugeordnet ist Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der jeder Elektrode zugeordnete Mantel 330 bzw. 331 an seinem dem Übergangsabschnitt der Elektrode zugewandten Ende mit

einer Axialrippe 334 bzw. 335 ausgestattet, die im Bereich der engsten Stelle des Ringspalts 327 sehr nahe an die betreffende Elektrode heranreicht, so daß dort eine Verengung 332' bzw. 333' und dadurch eine Intensivierung der Wärmeabführung von den Elektroden an die-

ser Stelle entspricht Im übrigen sind für bezüglich des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 gleiche oder entsprechende Bauteile in F i g. 3 die gleichen Bezugszeichen verwendet

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Lichtbogenheizeinrichtung mit einer Lichtbogenkammer und mit zwei durch einen Zwischenring voneinander isoliert in gegenseitigem Axialabstand gehaltenen, die lichtbogenkammer umschließenden und im wesentlichen hohlzylindrischen Elektroden, die zwischen sich einen axialen Ringspalt begrenzen, in welchen Gaseinleitungskanäle ausmünden, die in zwei axial beiderseits des Zwischenrings gelegenen Gruppen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (25) mit einer eine Lichtbogenselbstzündung sicherstellenden engen Spaltweite ausgebildet ist und daß die Gaseinleitungskanäle (55,56) in zwei beiderseits des als Isolierring ausgebildeten Zwischenringes (51) angeordneten Bauteilen (53,54) gebildet sind, die elektrisch leitfähig sind, mit jeweils einer der beiden Elektroden (21, 27) lösbar verbunden sind und als elektrische Zuleitung zu diesen dienen.

2. Lichtbogenheizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Gaseinleitungskanäle (55, 56) aufweisenden Bauteile (53, 54) als Verteilerringe mit jeweils einer Vielzahl von stirnseitig mit gegenseitigen Umfangsabständen angeordneten, zusammen mit dem Isolierring (51) die Gaseinleitungskanäle bildenden und sich vollständig durch einen radialen Verteilerringabschnitt hindurcherstreckenden Radialnuten ausgebildet sind.

3. Lichtbogenheizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (21, 27) an ihren einander zugewandten Enden jeweils einen kragenförmig gekrümmten Übergangsabschnitt (23,29) aufweisen, der jn einen radial nach außen weisenden Endabschnitt (24,26) übergeht