DE2140657C - Induktionsheizeinrichtung zur Beheizung von Apparaten fur die chemische und verwandte Industrie - Google Patents

Description

Die F.rfindung betrilit eine Induktionsheizeinrichtung zur Beheizung von Apparaten für die chemische und verwandte Industrie mit einer zwangsweise gekühlten Induktionsspule, die aus einer Mehrzahl von aufeinanderliegenden Windungen aus einem allseilig isolierten Aluminiumband besteht und insgesamt gegenüber dem induktiv zu beheizenden Teil und einer die Induktionsspule umgebenden Magnetflußführung durch eine Isolierschicht abgeschlossen ist.

Bei den bekannten Induktionsheizeinrichtungen zur Beheizung von Apparaten der chemischen und verwandten Industrie werden überwiegend Induktionsspulen aus Kupfer verwendet, die von einem Keramikmantel oder einer Asbesthülle umgeben und mit Kunstharz vergossen sind, um die erforderliche Isolierwirkung zu erreichen. Da mit derartigen abgeschlossenen Spulen wegen der Gefahr der Verzunderung des Kupfers und der daraus resultierenden Oueischnittsverminderurig bzw. wegen der Temperaturempfindlichkeit der Kunstharzisolation nur niedrigere Temperaturen dauerhaft erzeugt werden können, sind Induktionsheizeinrichtungen geschaffen worden, deren Spulen durch Wasser gekühlt werden. Während bei den aus Kupfer bestehenden Induktionsspulen Hohlleiter verwendet werden, die unmittelbar von dem Kühlwasser durchströmt werden, ist es bei einer Induktionsheizeinrichtung mit einer aus Aluminiumfolie bestehenden Induktionsspule bekannt, zwischen der induktiv zu beheizenden Einrichtung und der Induktionsspule eine von Wasser durchllossenc Kühlkammer aus rostfreiem Stahlblech anzuordnen.

Die aus wasserdurchflosscncn Hohlleitern bestehenden Kupferspulen können nur ab einer gewissen CJm(Ic verwendet werden, da die Herstellung derarti- *v:r Hohlleiter einen gewissen Mindestquerschnitt erfordert Außerdem muß ein erheblicher technischer Aufwand getriebe werden, um das von Strom durchflossene Wasser gegenüber den restlichen Teilen der He/-einrichtung und den Umwälzorganen elek'.isch zu isolieren. Derartige Spulen sind deshalb nur mit größeren Abmessungen und unter erheblichem technischem Aufwand herstellbar. Bei den aus Aluminiumfolie bestehenden Induktionsspulen, die durch eine Kühlkammer zwischen zu beheizender Einrichtung und Spule gekühlt werden, besteht ebenfalls die Notwendigkeit einer sorgfältigen elektrischen Isolation der SpulenwindUiigen gegenüber der Kühlkammer Bei dieser bekannten Ausführung einer Indukiionshcizeiiirichtung wird die Induktionsspule nicht gekühlt, so daß sich Gefügeänderungen im Aluminium vollziehen, wenn die Temperatur einen bestimmte;: Wen. der bei cm 35(V Γ liegt, übersteigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ei Induktionshei/cinnditung der eingangs genannt. Art mit einer jus Aluminiumba.,u bestehendi Induktionsspule /u schallen, mit der bei geringe: technischen Aufwand und geringem Raumbedn durch hohe Ströme im Aluniiniumband hohe Tempi raturen in dem induktiv /u beheizenden Teil erzeiu; werden können, ohne daß die Gefahr von Gefü^ änderungen im Aluminium besteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden gemäß d*, Hrfindung die einzelnen oder mehrere zu einem Stoi'. zusammengefaßten Windungen der Induktionsspul. mit Kühlluftkanülcn umgeben, die durch nichtleitende Abstandshalter und oder Windungsabschnitte mit i 11 Querrichtung verlaufenden Proti'ierungen gebildet sind.

Dadurch ist es möglich, Temperaturen in dem induktiv zu beheizenden Teil zu erzeugen, die oberhalb 350 C liegen, da die Windungen der Induk tionsspule infolge der zwangsweise durch die Kühlluftkanäle geführten Luft Gefügeänderungen im Aluminium mit Sicherheit ausschließen. Durch die Verwendung nichtleitender Abstandshalter oder in Querrichtung verlaufender Profilierungen des Aluminiumbandes ist nicht nur eine sehr intensive Kühlung der einzelnen Windungen möglich, sondern es ergibt sich darüber hinaus eine konstruktiv einfache und preiswert herzustellende Ausführung, die schließlich einen geringen Raumbedarf besitzt, so daß sie auch bei Heizeinrichtungen geringerer Abmessungen verwendet werden kann.

Für eine spezielle Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Induktionsheizeinrichtung wird vorgeschlagen, die voneinander durch Isolierschichten getrennten Windungen der Induktionsspule durch mindestens zwei Lagen aus Aluminiumband zu bilden, von denen mindestens eine Lage aus in Querrichtung profiliertem Aluminiumband besteht. Bei dieser Ausführung, bei der jede einzelne Windung aus mindestens zwei Lagen besteht, ergibt das in Querrichtung profilierte Aluminiumband pro Windung mindestens einen Kühlluftkanal, so daß eine besonders gute und intensive Kühlwirkung erreicht wird.

Wenn für den erforderlichen Windungsquerschnitt eine Lage eines Aluminiumbandes ausreicht, ist es nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, die Windungen in an sich bekannter Weise aus einem allseitig durch eine Oxydschicht isolierten Aluminiumband zu bilden, da die Oxydschicht einen sehr hohen Schmelzpunkt besitzt, zur Erzielung einer ausreichenden Isolierwirkung nur eine geringe

Schichtdicke erfordert und auch bei hohen Temperaturen eine hohe Durchschlagspannung aufweist. Eventuell .«im Wickeln der Induktionsspule auftretende Risse in der Oxydschicht sind unerheblich, da bei Rißbildungcn auftretende Risse nicht aufeinander liegen, so daß stets zumindest eine Oxydschicht als Isolation vorhanden ist.

Auf der Zeichnung sind die verschiedenen Ausgestaltungen der erfindungsgemüßen Induktionsheizeinrichtung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel der Induktionsheizeinrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie H-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Induktionsspule und

F i g. 4 einen der F \ g. 3 entsprechenden Querschnitt durch eine weitere Ausführungsmöglichkeit. Die erste Ausgestaltung läßt gemäß den Fig. 1 und 2 erkennen, daß die Induktionshei: -inriciitung ringförmig ausgebildet ist und die aufzuheizende Wand 1 eines Apparates umgibt. Die Induktionsheizeinrichtung besitzt eine Induktionsspule 2, die mittels einer Isolierschicht 3 gegenüber der aufzuheizenden Wand 1 und mittels einer weiteren Isolierschicht 3 gegenüber einem Mantel 4 aus Elektroblechen zur Führung des Magnetflusses isoliert ist.

Um die Induktionsspule 2, deren Windungen aus Aluminiumband bestehen, gegen Uberhitz.ungen zu schützen, sind zwischen den einzelnen oder zu mehreren Lagen zusammengefaßten Windungen der Induktionsspule Kählluftkanäle 5 angeordnet. Die Zufuhr der Kül jluft geschieht durch einen Luftzufuhranschluß 6, der im unteren Teil der F i g. 1 zu erkennen ist; ein entsprechender Lufiabfuhranschluß 7 ist im oberen Teil der Induktionsheizeinrichtung ausgebildet. Die Induktionsspule 2 ist zwischen den beiden Isolierschichten 3 mittels eines unteren und eines oberen Tragringes 8 gelagert, die jeweils mit LvftdurchtrittsöPnungcn 9 versehen sind, wie insbesondere aus F i g. 2 hervorgeht.

Dabei können die Windungen der Induktionsspule 2 ieweils u einem Stoß aus fünf Windungen,zusammen-St sein. Die Windungen sind gegeneinander ,sofen beispielsweise durch eine allseitige A um.n.un,-

wfcrhicht Die Kühlluftkanäle 5 werden durch Ä-Sc Abstandshalter IO gebildet, die zwischen nieiHieiieuue . _d benachbarten Isolier-

ScS'; ^lÄwieausFig-^enor-Sht besitzen diese Abstandshalter IO geringe Abm.«,mpen und sind darüber hinaus jeweils Zwisten rSlrU^n 9 in den Tragringe. 8 aigeordnet, um die durchströmende Kuhlluft mc« iinnötiii /u behindern. .

Tn Fi R 1 ist ein Ausschnitt aus einer Indukt.orsspule 2 iezeiul. deren Windungen aus jeweils drei Sen eines Aluminiumbandes bestehen, jvobe, ,,, einzelnen

durch Isolationsschichten ί 1

getrennt sind. IJn: MmlluftkanUle 5 werden durch i^;:- jeweils mutiere Lage der Altinv iumbiuidcr gebili! diese Lage ist mit in Querrichtung verlaufenden I" filierungen (im vorliegenden Fall in Wellenform) \·. sehen, so daß -»ich /wischen den beiden UuLWk

mittleren Lage jeder Windung parai;

iegende Kühlluflkanäle S ergeben. i> von der zwangsweise durch die Induktionshei/eu richtung geführten Kühlluft durchflossen werden. M : dieser Ausführung ist bei raumsparender Anordnuiy eine gute Kühlwirkung gewährleistet.

In Fig. 4 ist schließlich die Verwendung ein. Aluminiumbandes gezeigt, daß abschnittsweise mit n< Querrichtung verlaufenden Profilierungen verseher, ist, so daß sich beim Wickeln der Induktionsspule 2 zwischen glattwandigen Windungen jeweils eine Windung aus profiliertem Aluminiumband ergibt. Au! diese Weise wird bei der Verwendung eines einlagigen Aluminiumbandes eine allseilige Kühlung der ein/el· nen Windungen erreicht. Zur elektrischen Isolierung benachbarter Windungen wird das Aluminiumband allseitig mit einer Oxydschicht versehen, so daß besondere Isolationsschichten wie bei der Ausgestaltung nach F i g. 3 entfallen können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Induktionshcizcinrichtung zur Beheizung von Apparaten für die chemische und verwandte Industrie mit einer zwangsweise gekühlten Induktionsspule, die aus einer Mehrzahl von aufeinanderliegendcn Windungen aus einem allseitig isolierten Aluminiumband besteht und insgesamt gegenüber dem induktiv zu beheizenden Teil und einer die Induktionsspule umgebenden Magnetnußführung durch eine Isolierschicht abgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen oder n^ehrere zu einem Stoß zusammengefaßten Windungen der Induktionsspule (2) von Kühlliiftkanälen (S) umgeben sind, die durch nichtleitend Abstandshalter (10) und oder WindungsabschiuUe mit in Querrichtung verlaufenden I'rofiücrungcn gebildet sind.

2. Induktionsliei/cinrichtung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander durch Isolationsschichten (11) getrennten Windungen der Induktionsspule (2) durch mindestens zwei Lagen aus Aluminiumband gebildet sind, von denen mindestens eine lage aus in Ouerrichtung profiliertem Aluminiumhand besteht.

3. lndukiionshcizciiirichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die allseitige Isolierung des Aluminiuml'undes ':\ einer Oxydschicht besieht.