DE509182C - Hochtemperatur-Ofen fuer Dreiphasenanschluss - Google Patents

Description

Widerstandsöfen für hohe und höchste Temperaturen wurden bisher fast nur für einphasigen Anschluß ausgeführt, weil die betriebssichere Herstellung eines Ofens für sehr hohe Temperaturen zum Anschluß an Mehrphasenströme außerordentlich große Schwierigkeiten bietet. Die öfen werden in den meisten Fällen für den Gießereibetrieb nicht einfach genug, also im Ersatz zu teuer, oder sie sind für die hohen Temperaturen nicht genügend zu isolieren usw.

Allerdings ist verschiedentlich versucht, dreiphasige öfen herzustellen, jedoch ohne praktischen Erfolg. Die Schwierigkeit lag besonders darin, daß die Art der Stromzuführung erhebliche Kontaktschwierigkeiten bereitet. Formt man den Heiztiegel derart, daß er z. B. direkte Elektroden- oder Anschlußkontakte erhält, so wird er unverhältnismäßig teuer bei verkürzter Lebensdauer. Setzt man den Heiztiegel aus mehreren Teilen zusammen, unter Einführung von besonderen Elektroden, so erhält man ein kompliziertes Gebilde, mit dem in der Praxis nicht viel anzufangen ist, weil gewöhnlich Lichtbogenbrände entstehen, die den Tiegel gar bald zerstören. Bedingung für einen brauchbaren Drehstromofen ist die möglichst größte Einfachheit im Aufbau.

Nach der Erfindung ist nun ein seit vielen Jahren praktisch ausprobierter Einphasenschmelzofen für sehr hohe Temperaturen (bis zu 3000 ° C) ohne wesentliche Änderung in seinem Aufbau für den Anschluß an drei Phasen, eines Drehstromnetzes oder an zwei verkettete Phasen eines Zweileiternetzes anschließbar, und zwar unter absolut gleichmäßiger Belastung aller Phasen.

In Abb. ι ist ein derartiger Ofen dargestellt, ß und a' sind wassergekühlte Elektroden, die an den Enden eines Kohlenzylinders oder Kohletiegels b liegen. Konzentrisch zum Zylinder b liegt in einem gewissen Abstand ein zweiter Zylinder c aus Kohle oder einem anderen hochhitzebeständigen Leiter. Zur Isolierung dieses Zylinders von den Elektroden a-af dienen die hochhitzebeständigen Scheiben g-g'. Der Zwischenraum d zwischen den Zylindern b und c ist mit Kohlegrieß oder einem gleichwertigen leitenden Stoff ausgefüllt, der eine Verbindung zwischen den beiden Zylindern herstellt. Um den Zylinder c ist nun eine dritte Elektrode e gelegt, die ebenfalls wassergekühlt sein kann. Um den Zylinder c und die Elektrode e herum ist noch einmal Kohlegrieß gepackt, und zwar hauptsächlich als Mittel zur Erreichung eines genügend großen Temperaturabfalles. Ein Isoliermantel f aus hochhitzebeständigem Stoff schließt den Teil des Ofens ab, der leitendes Material für höchste Temperaturen enthält. Nach außen erhält der Ofen noch mehrere Schichten für Temperaturgefälle und Wärmeisolation.

Das wesentlich Neue an diesem Ofen ist die dritte Elektrode c bzw. e. Während das eigentliche Heizrohr durch die Elektroden a-a' mit den Phasen R und T des Drehstrom-

netzes verbunden ist, wird die Phase ,S¹ an die dritte Elektrode e geführt. Diese Elektroden bildet die Zuleitung zu dem Kohlegrießmantel. Die Elektrode e erreicht nicht die Temä peratur des Heizrohres b, sondern vielleicht nur die Hälfte derselben. Es findet also innerhalb der Kohlegrießschicht d ein starker Temperaturabfall von b nach c statt. Durch die Kohlegrieß schicht d läßt sich eine Regulierung der Leistung aller drei Phasen erreichen. Die Schicht kann mehr oder weniger stark gehalten werden, der Kohlegrieß kann in seiner Körnung verändert werden, er kann einen mehr oder weniger hohen spezifischen Widerstand haben und anderes mehr. Es ist durch diese Mittel möglich, den Ohmschen Widerstand zwischen 6" und T bzw. S und R gleich dem Widerstand zwischen R und T zu machen. Rein schematisch ist dies in Abb. 2

ao angedeutet. Dadurch ist aber eine ganz gleichmäßige Belastung aller drei Phasen R-S-T erreicht.

Statt der Kohlegrießschicht kann man natürlich auch andere Leiter oder Halbleiter

as oder auch Scheiben, Ringe o. dgl. aus Kohle verwenden. Man kann ferner, wie dies in Abb. 2 angedeutet ist, dem Heizzylinder b einen dreieckigen Ringquerschnitt geben oder dem Heizzylinder in der Mitte einen Ring aufsetzen (ähnlich der Elektrode S in Abb. i), der die dritte Elektrode bildet. Aber alle diese Ausführungen verlieren wieder an Einfachheit.

Ein Wärme- oder Energieverlust gegenüber dem Einphasenofen ist bei dieser Ausführung nicht vorhanden. Während beim Einphasenofen die ganze Energie durch die Elektroden a-a' dem Heizrohr zugeführt wird, wird dieses viel stärker beansprucht, als wenn man beim Drehstromofen dem Heizrohr nur einen Teil dieser Energie direkt zuführt und den Rest durch die Elektrode e und die Kohlegrießschicht d. Hierbei spielt die gegenseitige Anwärmung eine große Rolle. Während beim Anschluß an eine Phase z. B. das Heizrohr b eine Temperatur von 2000° C hat und dadurch das Rohr c auf etwa 1000⁰ C erhitzt, wird beim dreiphasigen Anschluß das Rohr c durch den Strom auf etwa 1000⁰ C und das Heizrohr 6 durch die geringere eigene und 5" die zusätzliche Energie im Kohlegrieß auf etwa 2000⁰ C gebracht. Bei gleicher Wärmeisolation und gleicher Energiezufuhr bleiben die Wärmewerte die gleichen bei beiden Ofenarten.

Bei der einfachen Tiegelform kann man direkt in dem Tiegel ohne Verwendung eines Einsatztiegels schmelzen, während dies bei früheren Konstruktionen nicht möglich war. Dadurch erreicht man die wärmetechnisch höchsten Werte und damit die geringsten Betriebskosten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hochtemperatur-Ofen für Dreiphasenanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen zwei Elektroden (Abb. 1, a-a') an einer Phase (R-T) liegendes Heizrohr (&) aus Kohle, Graphit oder anderem hochhitzebeständigem Widerstandsmaterial konzentrisch von einer dritten Elektrode (c) aus hochhitzebeständigem Leitmaterial umgeben ist und daß der Raum zwischen Heizrohr und dritter Elektrode durch Kohlegrieß (d) oder gleichwertiges Material ausgefüllt ist, derart, daß diese Zwischenschicht infolge ihrer Veränderungsmöglichkeit zur Einstellung der gleichmäßigen Belastung aller drei Phasen dient und gleichzeitig einen Wärmeschutz für das Heizrohr (b) darstellt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen