DE429386C

DE429386C - Elektrischer Ofen mit Widerstandserhitzung

Info

Publication number: DE429386C
Application number: DEF57497D
Authority: DE
Original assignee: EDGAR FUCHS DR
Current assignee: EDGAR FUCHS DR
Priority date: 1924-12-05
Filing date: 1924-12-05
Publication date: 1926-05-26

Description

Elektrischer Ofen mit Widerstandserhitzung. Zur Widerstandserhitzung sind hochschmelzende Metalle, darunter auch Wolfram oder Molybdän., bereits vorgeschlagen worden; jedoch konnten diese beiden Metalle nur in solchen Fällen verwendet werden, in denen mit reduzierender oder indifferenter Gasatmosphäre oder im Vakuum gearbeitet werden. konnte. Daher war die Verwendung dieser hochschmelzenden Metalle zur Widerstandserhitzung nur in recht beschränktem Maße möglich.
Die vorliegende Erfindung eröffnet nun viel weitere Möglichkeiten für die Verwendung von Wolfram, Molybdän oder ähnlichen hochschmelzenden Metallen zur Widerstandserhitzung, ohne daß eine indifferente Atmosphäre besonders geschaffen zu werden braucht oder im Vakuum gearbeitet werden muß. In den gemäß der Erfindung gebauten Öfen können sowohl mäßige (Versuchs-) Temperaturen wie auch hohe Temperaturen (bis .etwa 24oo° (') innegehalten werden.
Das Wesen der Erfindung sei an dem in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Beispiel eines Röhrenofens mit Wolfram- oder Molybdändraht als Widerstand erläutert. Abb. i ist ein senkrechter Schnitt, Abb.2 ein Querschnitt.
Das Rohr I aus einer beliebigen feuerfesten keramischen Masse ist umwickelt mit den: Widerstandsdraht J aus Wolfram, Molybdän oder einem ähnlichen hochschmelzenden Metall; die Enden dieses Drahtes a und b sind durch Röhren aus ebenfalls feuerfestem keramischen Gut zu den Polen einer Stromquelle geführt. Als solches Gut kommt z. B. Magnesit, Zirkon, Marquardtsche Masse in Betracht.
Das Rohr I ist von einem Rohr II umgeben, das gleichfalls aus feuerfestem Material besteht und mit Bohrungen für die Schutzröhren a und b versehen ist. Auch dieses Rohr II trägt eine Umwicklung A aus ebensolchem Widerstandsdraht wie Rohr I, und die Enden dieses Drahtes c und d sind in gleicher Weise durch Röhrchen aus feuerfestem Gut zu den Polen einer Stromquelle geführt.
Dieses System I-II ist von einem dritten Rohr III umgeben, dessen Weite so gewählt ist, daß zwischen I I und 111 1 eine dem jeweiligen Zwecke entsprechende und genügende Ummantelung C mit Kohlengrieß, Kohlepulver (aschefreie Holzkohle) o. dgl. erzielt wird, das in geeigneter Weise, z. B. durch Öffnungen K, eingefüllt wird. Die Verbindung der Rohre I, II und III und damit der Abschluß kann in beliebiger Weise beispielsweise durch eine (keramische) Kittmasse hergestellt werden.
Die innere Wicklung J und die äußere A sind außerhalb des Ofensystems durch eine automatisch wirkende Einrichtung bekannter Art miteinander verbunden, dergestalt, daß der äußere Stromkreis, der zunächst bei Inbetriebsetzung des Ofens eingeschaltet wird, sich selbsttätig ausschaltet, sobald der Stromverbrauch infolge des bei höherer Temperatur (etwa goo bis iooo° C) eintretenden Leitvermögens der Kohlepackung erheblich ansteigt; gleichzeitig mit der Ausschaltung des äußeren Stromkreises erfolgt die Einschaltung des inneren Stromkreises J.
Die Rohre I und II können je nach den Anwenklungszwecken des Ofens auch durch. andere Behälterformen, wie z. B. durch Tiegel, ersetzt werden, so daß das zu erhitzende Gut unmittelbar eingebracht und der Wärmebehandlung unterworfen werden kann. ES bedarf keiner Erwähnung, daß zur Vermeidung von Wärmeverlusten .eine zweckmäßige Verpackung mit geeigneten Wärmeschutz- (Isolier-) Mitteln ausgeführt werden kann.
Die @Virkungswes-e dieser Einrichtung ,ist folgende: Wird bei Inbetriebsetzung des Ofens der äußere Stromkreis A eingeschaltet, so erhitzt sich allmählich der Kohlemantel C; der vorhandene Sauerstoff wird sehr schnell aufgesogen unter Bildung von Kohlenoxyd. Dieses wird sich infolge der weiteren Erwärmung ausdehnen und in den Raum zwischen I und 1I hineindiffundie@ren, während umgekehrt aus diesem Sauerstoff in- den mit Kohle gefüllten Mantelraum treten und dort weiter Kohlenoxyd bilden wird. Bei längerer Betriebsdauer diffundiert das Kohlenoxyd auch: in den Raum (Rohr, Tiegel o. dgl.) 1-I und verbrennt an den offenen Enden mit bläulicher Flamme. Steigt ,die Temperatur über iooo° C, so wird die Kohle merklich elektrisch leitend; der Stromverbrauch wird größer, und automatisch schaltet sich dann der innere Stromkreis J ein., während der äußere A geöffnet wird. Da in dem Raum I-II schon längst kein Sauerstoff mehr vorhanden ist, sondern nur indifferente Gasse, da ferner bei der fortschreitenden Erwärmung eine Abkühlung der Kohleschicht nicht eintreten kann, so ist auch eine Oxydation des Widerstandsdrahtes J ausgeschlossen.
Um ihn aber noch weiter vor jeglichem Angriff zu schützen., kann man ihn gegebenenfalls in bekannter Weise vorher mit einem Überzuge oder Mantel aus schwerschmelzbaren Oxyden, wie z. B. Zirkon- oder Thoroxyd, versehen, indem man ihn wiederholt mit einer stark konzentrierten Lösung .eines geeigneten Salzes, beispielsweise Nitrat, bedeckt oder bestreicht, trocknet und schwach glüht. Beim Arbeiten mit Temperaturen über 1700' C, d. h. solchen, bei denen die meisten keramischen. Massen anfangen, für den elektrischen Strom leitend zu werden oder weiterhin sogar einer Elektrolyse zu unterliegen, wird man entweder stärkere Formen benutzen oder dickeren Draht, Blech oder Bänder als Widerstand verwenden, ferner darauf achten, daß das Widerstandsmetall mit der keramischen Masse möglichst nur bei den Stellen der Zu- oder Ableitung des Stromes in Berührung kommt.
Die beschriebene Einrichtung ist auch noch in anderer Hinsicht beachtenswert. Sie stellt nämlich, rein physikalisch betrachtet, zwei übereinandergeschobene, elektrisch isolierte Spulen. dar. Wird nun z. B. der Stromkreis der inneren Spule geschlossen, so induziert er in der äußeren Spule, einen Strom, dessen Spannung und Stärke sich nach bekannten Gesetzen mit der Temperatur verändert, da der Widerstand ja ,ebenfalls von der Temperatur abhängt. Dies ermöglicht eine ziemlich einfache und genaue Messung der Temperatur des Ofens, die besonders wertvoll ist in den Temperaturgebieten über i 6oo° C, in denen die Thermoelemente als Mittel zur unmittelbaren Messung nicht mehr brauchbar sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Ofen mit Widerstandserhitzung, bei dem Wolfram, Molybdän oder ähnliche hochschmelzende Metalle zweckmäßig mit einem Überzuge aus einem sehr schwer schmelzenden Oxyde, wie z. B. Zirkon- oder Thoroxyd, in Forte von Draht, Blech oder Band als Widerstand verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einem auf der feuerfesten Wandung (I) außen angebrachten: Widerstand (J) versehene eigentliche Erhitzun;gsbehälter von einem entsprechend geformten, ebenfalls mit einem äußeren Erhitzungswiderstand (A) versehenen porösem. Behälter (II) umgeben ist, der von einem weiteren, mit Kohlepulver, -grieß o. dgl. gefüllten Mantel (III) umschlossen ist.
2. Ofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die von j e einer besonderen Stromquelle aus zu betätigenden Widerstandserhitzer (J und A) derart miteinander verbunden sind, daß der äußere; zuerst eingeschaltete Stromkreis bei Erreichung solcher Temperaturen, bei denen die Kohlepackung elektrisch leitend wird, selbsttätig ausgeschaltet, der innere Stromkreis aber gleichzeitig eingeschaltet wird.