DE2234127A1

DE2234127A1 - VACUUM OR PROTECTIVE GAS OVEN FOR HIGH TEMPERATURES

Info

Publication number: DE2234127A1
Application number: DE19722234127
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Rer Nat Semmler
Original assignee: Sigri GmbH
Current assignee: Sigri GmbH
Priority date: 1972-07-12
Filing date: 1972-07-12
Publication date: 1974-01-24
Also published as: DE2234127B2

Description

Vakuum- oder Schutzgasofen für hohe Temperaturen Gegenstand der Erfindung ist ein Vakuum- oder Schutzgasofen für Temperaturen bis etwa 30000C mit Heizspule und Frequenzgenerator oder -umformer. Zur induktiven Erwärmung von festen oder flüssigen Stoffen auf hohe Temperaturen geeignete Öfen bestehen aus einem Heizinduktor und einer zwischen den Induktor und dem aufzuheizenden Stoff angeordneten elektrisch nicht leitenden Isolierschicht, die den Induktor gegen Wärmestrahlung des erhitzten Stoffes abschirmt Zur Erzielung von hohen Temperaturen, etwa oberhalb 0 von 2000°C sind große Leistungsdichten erforderlich und die in der Spule entstehende Joulesche Wärme muß durch Kühlen der Spulen abgeführt werden Ein weiterer Nachteil der bekannten Öfen besteht d-arin, daß die bei Temperaturen oberhalb von 20000C beständigen Isolierstoffe ein schlechtes elektrisches Isoliervermögen aufweisen, So daß unerwünschte Induktionsströme in der Isolierschicht nicht vollständig zu vermeiden sind.Vacuum or protective gas furnace for high temperatures is the subject of the invention is a vacuum or protective gas furnace for temperatures up to about 30000C with heating coil and frequency generator or converter. For inductive heating of solid or liquid Furnaces suitable for high temperatures consist of a heating inductor and one between the inductor and the material to be heated electrically non-conductive insulating layer that protects the inductor from heat radiation from being heated Shields the substance to achieve high temperatures, e.g. above 0 of 2000 ° C high power densities are required and the Joule generated in the coil Heat must be removed by cooling the coils. Another disadvantage of the known Ovens consist of insulating materials that are resistant to temperatures above 20000C have poor electrical insulation properties, so that undesirable induction currents cannot be completely avoided in the insulating layer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen für die Erwärmung von Stoffen auf Temperaturen 0 bis etwa 3000 C geeigneten Vakuum- oder Schutzgasofen anzugeben, in dem die in der Induktorspule entstehende Joulesche Wärme zur Erwärmung der Stoffe genutzt wird. Der erfindungsgemäße Ofen ist dadurch gekennzeichnet,- daß der zu erhitzende Stoff in einer gleichzeitig als Heizinduktor und Strahler dienenden Graphitspule angeordnet ist und eine aus Kohlenstoff- oder Graphit bestehende Isolationsschicht die Graphitspule umgibt Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht die Isolationsschicht aus Graphitfolien und Kohlenstoff- oder Graphitfilz-Lagen Die Vorteile eines erfindungsgemäßen Ofens bestehen insbesondere darin, daß durch Übertragung der in der Induktorspule entstehenden Jouleschen Wärme insbesondere durch Strahlung eine schnellere Erhitzung des aufzuheizenden Stoffes ermöglicht wird unter gleichzeitiger Verminderung der Verlustwärme Der Wegfall der Wasserkühlung ermöglicht darüberhinaus einen sichereren Ofenbetrieb, da die Zerstörung der Isolationsschicht durch Leckagen im Kühlsystem ausgeschlossen ist.The present invention has for its object to provide a for Heating of materials to temperatures from 0 to about 3000 C suitable vacuum or Specify protective gas furnace in which the Joule heat generated in the inductor coil is used to heat the fabrics. The furnace according to the invention is characterized by - that the substance to be heated in one at the same time as a heating inductor and radiator serving graphite coil is arranged and one made of carbon or Graphite insulation layer that surrounds the graphite coil According to a preferred one Execution of the invention, the insulation layer consists of graphite foils and carbon or graphite felt layers. The advantages of a furnace according to the invention exist in particular in that by transferring the Joule heat generated in the inductor coil faster heating of the material to be heated, especially by radiation is made possible while reducing the heat loss The elimination of the In addition, water cooling enables safer furnace operation, since the destruction the insulation layer is excluded by leaks in the cooling system.

Besonders geeignete Isolierschichten bestehen nach der Erfindung aus einer der Spule zugekehrten Lage aus Graphitfolien, die ein günstiges Reflexionsvermögen aufweist und darüberangeordneten Lagen aus Kohlenstoff- oder Graphitfilz.According to the invention, particularly suitable insulating layers consist of a layer of graphite foil facing the coil, which has a favorable reflectivity has and overlying layers of carbon or graphite felt.

Der Ofen nach der Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 beispielhaft beschrieben.The furnace according to the invention is exemplified below with reference to FIG described.

Figo 1 ist ein Schnitt durch einen Ofen gemäß der.FIG. 1 is a section through an oven according to FIG.

Erfindung. An dem gegebenenfalls außen mit Kühlschlangen versehenen Stahlmantel ist eine Lage aus Kohlenstoff-Filz 2 geklebt, die zum Ofenraum hin durch eine ebenfalls mit einem temperaturbeständigen kohlenstoffhaltigen Kitt aufgeklebten Läge aus Graphitfolie 3 begrenzt ist. Der Ofenraum wird durch die eine Bohrung 4 aufweisenden-Graphitstopfen 5 und 6 abgeschlossen 7 sind Graphitstutzen, an die zeichnerisch nicht dargestellte Schlauchverbindungen zu einer Schutzgasanlage oder Vakuumpumpe angeschlossen sind.Invention. On the outside with cooling coils if necessary Steel jacket is a layer of carbon felt 2 glued, which through to the furnace chamber one also with a temperature resistant carbonaceous Putty glued-on length of graphite foil 3 is limited. The furnace chamber is through the graphite plugs 5 and 6, which have a bore 4, are closed 7 are graphite nozzles, to the hose connections, not shown in the drawing, to a protective gas system or vacuum pump are connected.

Die Spule 8, deren Anschluß an einen Frequenzgenerator ebenfalls nicht dargestellt ist, besteht aus einem gewendelten Graphitrohr mit einem Rohrdurchmesser von 10 mm und einer Wandstärke von 2 mm. Innerhalb der Spule ist ein zylindrischer, auf dem Abstandshalter 9 ruhender zu erhitzender Körper 10 angeordnet. Beim Betrieb des Ofens wird der Heizinduktor 8 -durch Joulesche Wärme aufgeheizt, die durch Strahlung auf den Körper 10 übertragen wird. Die ein großes Reflektionsvermöqen sowie eine sehr kleine Wärmeleitfähigkeit senkrecht zur Folienebene aufweisende Graphitfolie 3 steht im StrahlungsgIeichgewicht mit dem Heizinduktor und reflektiert ein Großteil der Strahlungsenergie auf den Körper 10 zurück.The coil 8, whose connection to a frequency generator is also not shown consists of a coiled graphite tube with a tube diameter of 10 mm and a wall thickness of 2 mm. Inside the coil is a cylindrical, The body 10 to be heated resting on the spacer 9 is arranged. During operation of the furnace, the heating inductor 8 is heated by Joule heat, which is heated by radiation is transferred to the body 10. A great reflectivity as well as a Graphite foil with very low thermal conductivity perpendicular to the plane of the foil 3 is in radiation equilibrium with the heating inductor and reflects a large part the radiation energy back onto the body 10.

Die Erfindung ist nicht auf die beispielhafte Ausführung gemäß Fig. 1 beschränkt. Insbesondere können als Heizinduktoren anstelle von rohrförmigen Graphitwendeln wendelförmig geschlitzte Graphitrohre verwendet werden.The invention is not limited to the exemplary embodiment according to FIG. 1 limited. In particular, heating inductors can be used instead of tubular graphite coils helically slotted graphite tubes can be used.

2 Patentansprüche 1 Figur2 claims 1 figure

Claims

Patent claims 1. Vacuum or protective gas furnace for temperatures up to 30000C with heating coil and frequency generator or converter, thus g e k e n n z e i c h n e t that the substance to be heated in one at the same time as a heating inductor and radiator serving graphite coil is arranged and one made of carbon or Graphite insulation layer surrounding the graphite coil 2. Vacuum or protective gas furnace according to claim 1, characterized in that the insulation layer from a combination of graphite foils and carbon or graphite felt layers consists.