DE2228892A1 - Induktionsofen - Google Patents

Description

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Vereinigte Metallwerke Ranshofen-Berndorf Aktiengesellschaft, Braunau am Inn, Österreich

Induktionsofen

Bei jeder Art von induktiv-beheizten Wärmeanlagen wird grundsätzlich zur Energieübertragung eine Spule verwendet, die das für das induktive Erwärmen erforderliche magnetische Wechselfeld erzeugt. Diese Spulen werden thermisch sowohl durch die Joul'sehen Verluste der Wicklung selbst als auch durch die Wärmeabgabe des zu erwärmenden Gutes beansprucht. Zur Abführung der auftretenden Wärme werden Spulen, die im allgemeinen aus Kupfer hergestellt werden, luftgekühlt oder wassergekühlt ausgeführt. In den meisten Fällen ist es notwendig, auch die Luftkühlung durch Verwendung von Ventilatoren zu intensivieren. Die Spulen dürfen entsprechend der verwendeten Isolationsklasse des Isoliermaterials keine unzulässigen Temperaturen annehmen. Bei den bekannten und derzeit genormten Isolationsklassen ist die höchstzulässige Temperatur für die Isolation und damit für die Spule bei der Isolationsklasse H gegeben, wo eine maximale Temperatur von 18o° C zugelassen wird.

Durch die intensive Kühlung der Spule, insbesondere bei der Wasserkühlung, bei der vor allem mit Rücksicht auf Kalksteinbildung und Dampfbildung die Temperatur der Spule weit unter 1oo° C gehalten wird, wird dem Ofen eine entsprechende Wärmemenge entzogen. Dies drückt sich darin aus, daß flüs-

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sigkeitsgekühlte Induktoren gegenüber luftgekühlten Induktoren nennenswert größere Verluste aufweisen. Dadurch wird der Ofenleerwert ungünstig beeinflußt.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß die Spule zur Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes durch eine durch Anodisieren eines Aluminiumleiters erzeugte hochtemperaturbeständige Isolierschicht isoliert ist.

Es ist allgemein bekannt, daß die durch Anodisieren behandelte Oberfläche von Aluminium ein guter Isolator ist. Spezielle Untersuchungen des Erfinders haben die Brauchbarkeit anodisierter Bänder für Aluminiumwicklungen im Hinblick auf mechanische und thermische Beanspruchung unter Beweis gestellt. Spulen, die aus anodisierten Aluminiumbändern hergestellt wurden, wurden dauernd mit einer Temperatur von über 4oo° C beansprucht. Durch die Verwendung von Induktorspulen mit hoher Temperaturbeständigkeit wird das Temperaturgefälle zwischen dem zu erwärmenden Gut und der Spule verringert, wodurch der Wärmestrom nach außen kleiner wird. Dies bedingt, daß der Ofen insgesamt einen geringeren Leerwert aufweist. Überdies ist die Verwendung von flüssigkeitsgekühlten Spulen im Bereich von erschmolzenen Metallen qin sicherheitstechnisches Problem, da bei Ofendurchbrüchen, bei denen das flüssige Metall in Verbindung mit Wasser kommt, Explosionsgefahr besteht. Dieser Nachteil ist bei den erfindungsgemäßen Spulen nicht gegeben, Weiters kosten die Spulen aus anodisiertem Aluminium nur einen Bruchteil von Spulen der üblichen Bauweise.

Durch die Wahl einer entsprechenden Stromdichte ist es möglich, mit Hilfe der Joul¹sehen Wärme die Spulentemperatur und damit den Wärmestrom zwischen dem zu erwärmenden Gut und der Spule zu steuern. Für die Verwendung der anodisierten Aluminiumspule bieten sich u.a. drei spezielle Mög-

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lichkeiten an, diese sind in den Figuren beispielsweise dargestellt. Dabei zeigt Fig. 1 einen Tiegelofen im Aufriß während die Fig. 2 und 3 zwei Varianten eines Rinnenofens zeigen. Wie man aus Fig. 1 ersieht, kann beim Tiegelofen die Ausmauerung 1, die das Schmelzgut 3 aufnimmt eventuell unter Zwischenlegung einer entsprechenden Dämmschicht, direkt an die Spule 2 gestampft werden; eine Außenform für die Ausmauerung erübrigt sich hiermit.

Beim Rinnenofen gemäß Fig. 2 besteht ebenfalls die Möglichkeit, daß an den äußeren Umfang der Spule 2 die Ausmauerung 1 - wie oben beschrieben - gestampft wird. In diesem Fall wird die Kühlluft zwischen Eisenkern 4 und innerem Umfang der Spule 2 geführt (Luftkanal 5).

Bei Induktionsrinnenöfen gemäß Fig. 3 kann die Spule 2 auch so, wie es in vielen Fällen üblich ist, sowohl über den äußeren als auch über den inneren Umfang geführt werden, wenn das Mauerwerk gegen einen zusätzlich anzuordnenden Zylinder gestampft wird.

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Claims (4)

- 4 Patentansprüche

1. Induktionsofen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule zur Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes durch eine durch Anodisieren eines Aluminiumleiters erzeugte hochtemperaturbeständige Isolierschicht isoliert ist.

2. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenausmauerung direkt an den inneren Umfang der Spule gestampft wird.

3. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenausmauerung direkt an den äußeren Umfang der Spule gestampft wird.

4. Induktionsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte in der Spule so gesteuert wird, daß die Temperaturerhöhung der Spule durch die Joul'sche Wärme das Temperaturgefälle zwischen dem zu erwärmenden Gut und der Spule auf ein für die Isolation der Spule und der Art der Ausmauerung entsprechendes Maß gehalten wird.

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