DE387901C - Einrichtung zur Erzeugung sehr hoher Temperaturen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Einrichtungen zur Erzeugung sehr hoher Temperaturen, bei denen die von einer Wärmequelle, beispielsweise von einem elektrischen Lichtbogen, ausgehenden Strahlen einem zu erwärmenden Stoffe durch einen Hohlspiegel zugeführt werden. Im besonderen sind solche Einrichtungen ins Auge gefaßt, bei denen der Hohlspiegel von einem Rotationskörper mit einer oder zwei spiegelnden ίο Rotationsflächen gebildet und so angeordnet ist, daß die Rotationsachse mit der Verbindungslinie von Wärmequelle und Stoff ungefähr zusammenfällt, wobei die Anwendung zweier spiegelnder Rotationsflächen in der Weise verstanden ist, daß ein Hohlspiegel aus Glas oder einem ähnlichen Baustoff mit belegter Rückseite benutzt ist. Bekanntlich eignen sich für solche Einrichtungen besonders Hohlspiegel, bei denen die Meridiankurven der spiegelnden ao Flächen Ellipsen sind, da bei einer Ellipse die von dem einen Brennpunkt ausgehenden Strahlen nach der Spiegelung im anderen Brennpunkt vereinigt werden. Bei den bisher bekannten derartigen Einrichtungen werden jedoch ellipsoidische Hohlspiegel mit verhältnismäßig großer Exzentrizität verwendet. Dieser Umstand bedingt eine schlechte Ausnutzung der Wärmestrahlung hinsichtlich der Vereinigung der gespiegelten Strahlen auf dem zu erwärmenden Stoffe. Es entspricht nämlich im Hinblick auf die praktisch stets vorhandene endliche Ausdehnung der Wärmequelle die durch den Hohlspiegel bewirkte Strahlenvermittlung einer Abbildung der Wärmequelle auf die Oberfläche des zu erwärmenden Stoffes, und da bei ellipsoidischen Spiegeln mit großer Exzentrizität infolge der großen Entfernung zwischen Wärmequelle und Stoff die einzelnen Spiegelelemente sehr verschiedene Abstandsverhältnisse von Wärmequelle und Stoff besitzen, so entstehen am Ort des Stoffes Bilder der Wärmequelle von entsprechend verschiedener Größe. Die Folge davon ist, daß durchaus nicht eine etwa der Größe der Wärmequelle entsprechende Oberfläche des Stoffes gleichmäßig bestrahlt wird, sondern nur im Brennpunkt eine vollständige Strahlenvereinigung und damit eine entsprechend hohe Temperatur erreicht werden I kann, während mit zunehmendem Abstand j vom Brennpunkt die Wärmewirkung rasch abnimmt.

Nach der Erfindung läßt sich eine wesentlich stärkere Wärmewirkung erzielen, wenn man den Hohlspiegel in der Weise gestaltet und anordnet, daß bei großem Öffnungswinkel die einzelnen Spiegelelemente sämtlich ungefähr gleiche Abstände sowohl von der Wärmequelle wie auch von dem zu erwärmenden Stoffe besitzen, so daß die vom Hohlspiegel bewirkte Abbildung der Wärmequelle auf dem Stoffe durch alle Spiegelelemente ungefähr mit derselben Vergrößerung erfolgt. Man hat also im j Gegensatz zu den bisher bekannten Einrichj tungen Wärmequelle und zu erwärmenden Stoff in möglichst kleinem Abstand voneinander symmetrisch zum Spiegelmittelpunkt aufzu- ! stellen und dementsprechend als spiegelnde ' Flächen Rotationsflächen zu verwenden, die der Kugelform sehr nahekommen, also zweckmäßigerweise Ellipsoidflächen mit kleiner Exzentrizität. Dadurch kommen, auch bei einem großen Öffnungsverhältnis, das man mit Rücksicht auf eine gute Ausnutzung der Wärmequelle bei solchen Einrichtungen stets anstreben wird, die einzelnen Elemente des Hohl- spiegeis sämtlich in ungefähr gleiche Entfernung von Wärmequelle und Stoff, und infolgedessen werden die gespiegelten Strahlen fast vollständig auf einer der Größe der Wärmequelle gleiche Fläche des zu erwärmenden Stoffes vereinigt. Unter Umständen kann die Strahlenvereinigung auch schon in genügend gutem Maße erreicht werden, wenn man als spiegelnde Flächen Kugelflächen verwendet oder bei Hohlspiegeln aus Glas oder ähnlichen Stoffen, die auf der Rückseite einen Spiegelbelag tragen, beispielsweise eine Ellipsoidfläche und eine Kugelfläche.

Handelt es sich um die Erwärmung eines Gegenstandes mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen, so läßt sich auf einfache Weise eine weitere Steigerung der Wärmewirkung erzielen, wenn man die vom Hohlspiegel zurückgeworfenen und an dem Gegenstand vorbei- oder durch denselben hindurchgegangenen Strahlen für die Erwärmung der dem Hohlspiegel abgewandten Seite des Gegenstandes nutzbar

ίο macht. Dies geschieht dadurch, daß man . gegenüber dem Hohlspiegel hinter dem zu erwärmenden Gegenstand einen ungefähr kugelförmig gekrümmten Hilfsspiegel anordnet, der die auf ihn. treffenden Strahlen auf die'Rückseite des Gegenstandes spiegelt.

Ferner läßt sich eine verstärkte Wärmewirkung auch dadurch erreichen, daß man zwei der geschilderten Einrichtungen zu gemeinsamer Wirkung verbindet, in der Weise, daß der gleiche Stoff auf der einen Seite mit dem einen Hohlspiegel und auf der andern Seite mit dem zweiten Hohlspiegel bestrahlt wird. Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsmöglichkeiten der- Erfindung durch je einen schematischen Längsschnitt veranschaulicht.

Beim ersten Beispiel (Abb. 1) ist auf einer Grundplatte α eine die Wärmequelle bildende elektrische Bogenlampe b aufgestellt, deren positive Kohle b¹ lotrecht und deren negative Kohle δ² wagerecht angeordnet ist. Seitlich von der Lampe b befindet sich auf einer Unterlage c¹ ein gestrichelt angedeuteter Körper c, dessen zu erwärmende Oberfläche mit dem Lichtbogen in der gleichen Höhe liegt. Über der Lampe b und dem Körper c ist, auf Stützen d, gelagert, ein Glashohlspiegel e aufgestellt, dessen Spiegelflächen Rotationsellipsoide sind, und zwar ist der Hohlspiegel e durch seine Fassung in einer solchen Lage gehalten, daß die Rotationsachse der Spiegelflächen mit der Verbindungslinie von Lichtquelle und der zu erwärmenden Stelle des Körpers c zusammenfällt und der Spiegelmittelpunkt in der Mitte dieser Verbindungslinie liegt. Die Abstands-Verhältnisse der einzelnen Spiegelelemente bezüglich Wärmequelle und dem zu erwärmenden Körper c sind also trotz des gewählten großen Öffnungsverhältnisses des Spiegels e überall ungefähr die gleichen, so daß alle Spiegelelemente die Lichtquelle ungefähr in gleicher Größe auf dem Körper c abbilden.

Das zweite Beispiel (Abb. 2) zeigt im wesentlichen die gleiche Anordnung wie das erste Beispiel (die entsprechenden Teile tragen die gleichen Bezeichnungen wie in Abb. 1), nur mit dem Unterschied, daß unterhalb des zu erwärmenden, an einem Gestell f befestigten Körpers c noch ein kugelförmig gekrümmter Hilfsspiegel g angeordnet ist, der die an dem Körper c vorbeigegangenen Strahlen auf die Rückseite desselben spiegelt.

Beim dritten Beispiel (Abb. 3) sind zwei der Abb. ι entsprechende Einrichtungen miteinander vereinigt in der Weise, daß ein zwischen zwei Hohlspiegeln e befindlicher Körper c mit Hilfe von zwei elektrischen Bogenlampen b von beiden Seiten bestrahlt werden kann, wobei die beiden Hohlspiegel e im Bereich der Bogenlampen b entsprechend ausgespart sind.

Claims (5)

Patent- Ansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung sehr hoher Temperaturen, bei der die von einer Wärmequelle ausgehenden Strahlen einem zu erwärmenden Stoffe durch einen Hohlspiegel zugeführt werden, der von einem Rotationskörper mit einer oder zwei spiegelnden Rotationsflächen gebildet und so angeordnet ist, daß die Rotationsachse mit der Verbindungslinie von Wärmequelle und Stoff ungefähr zusammenfällt, gekennzeichnet durch eine derartige Form und Anordnung des Hohlspiegels, daß bei großem Öffnungswinkel die einzelnen Spiegelelemente sämtlich ungefähr gleiche Abstände sowohl von der Wärmequelle wie auch von dem zu erwärmenden Stoff besitzen, so daß die vom Hohlspiegel bewirkte Abbildung der Wärmequelle auf dem Stoffe durch alle Spiegelelemente ungefähr mit derselben Vergrößerung erfolgt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel eine ellipsoidische Form mit kleiner Exzentrizität besitzt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlspiegel wenigstens eine spiegelnde Kugelfläche besitzt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber dem Hohlspiegel hinter dem zu erwärmenden Stoffe ein ungefähr kugelförmig gekrümmter Hilfsspiegel angeordnet ist, der die vom Hohlspiegel zurückgeworfenen und an dem Stoffe vorbei- oder durch denselben hindurchgegangenen Strahlen auf die dem Hohlspiegel abgewandte Seite des Stoffes spiegelt.

5. Einrichtung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß zwei solcher Einrichtungen zu gemeinsamer Wirkung verbunden sind, in der Weise, daß der gleiche Stoff auf der einen Seite mit dem einen Hohlspiegel und auf der anderen Seite mit dem zweiten Hohlspiegel bestrahlt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.