DE531409C - Anordnung zum unmittelbaren Anschliessen eines eisenlosen Induktionsofens an ein Drehstromnetz - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGF^EN AM
10. AUGl T1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 531409 KLASSE 21h GRUPPE

Hirsch, Kupfer- und fflessingwerke Aktiengesellschaft

in Messingwerk b. Eberswalde*)

an ein Drehstromnetz

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. März 1928 ab

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen eisenlosen Induktionsofen zum Schmelzen oder Erwärmen von Metallen und Erzen. Die bis jetzt zum Schmelzen oder Erwärmen von Metallen und Erzen verwendeten elektrischen eisenlosen Induktionstiegelöfen sind meistens mit Strömen hoher Frequenzzahl betrieben worden, weshalb sie auch als Hochfrequenzofen bezeichnet worden sind.

Ein soldier Ofen besteht im wesentlichen aus ~inem Schmelztiegel, der außen von einer 'uft- υιler wassergekühlten Spule umgeben ist. Da bei den Hochfrequenzöfen zu der Erzeugung des Stromes von hoher Frequenz ein L'mformeraggregat erforderlich ist, welches beispielsweise aus einem Antriebsmotor und dem Hochfrequenzgenerator besteht, so kann durch Verwendung eines Drehstromantricfosinotors der Anschluß an ein Drelistromnetz erfolgen. Es hat sich nun gezeigt, daß es technisch möglich und wirtschaftlich vorteilhaft ist, derartige öfen auch mit Strömen normaler Periodenzahl (50 bis 60 Perioden in der Sekunde) zu betreiben. Ebenfalls ist der Betrieb derartiger Ofen mit Frequenzen von 2 X 50 = 100 bzw. 3 X 50 ==•150 Perioden in der Sekunde erwogen worden. Da beim elektrischen eisenlosen Induktionstiegelofen bei Verwendung der Xormalfrequenz ein Umformeraggregat nicht erforderlich ist, müßte nach bisheriger Gepflogenheit der Anschluß dieses Ofens bei vorhandenem Drehstromnetz an eine Phase desselben erfolgen. Hierdurch wird die Drehstromanlage ungünstig belastet, was sich ganz besonders bei dem einphasigen Anschluß von Öfen größerer Leistung durch zusätzliche Verluste in der Anlage bemerkbar macht.

Die Erfindung betrifft einen eisenlosen Induktionsofen, bei dem diese Nachteile beseitigt sind. Den Gegenstand der Erfindung bildet ein eisenloser Induktionsofen, dessen Primärspule aus zwei Teilen besteht, die in Scottscher Schaltung miteinander verbunden sind. Diese Spule kann daher unter symmetrischer Belastung .des Netzes an jedes vorhandene Drehstromnetz unmittelbar angeschlossen werden. Die zwei Spulenteile bz_w. zwei Spulen lassen sich um den Schmelztiegel ohne irgendwelche Beeinträchtigung der elektrischen Werte des Ofens anordnen, so daß hierbei keinerlei Verschlechterung der Betriebsverhältnisse des Ofens gegenüber der üblichen Ausbildung mit einer Hochfrequenzspule in Kauf zu nehmen ist, wie dies z. B. bei der.Anordnung dreier übereinanderliegender, an je eine besondere Phase des Netzes anzuschließender Spülen der Fall wäre.

Die magnetische Trennung der beiden Spulen erfolgt durch zwei Eisenringe, welche

' *; Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden :

Fnvi\ Linnhoff in Ebersivalde.

aus einzelnen voneinander isolierten Blechringen zusammengesetzt sind. Zwischen diesen Eisenringen befindet sich ein Luftraum oder eine aus unmagnetischem Material bestehende Zwischenlage.

Infolge des guten magnetischen Schlusses wird sich das Feld der oberen Stromkreise durch den oberen Eisenring und das Feld der unteren Stromkreise durch den unteren Eisenring nach außen schließen. Der Luftraum zwischen diesen beiden Eisenringen ist praktisch frei von Kraftlinien. Die Trennung der bei der Scottschen Schaltung um 90⁰ gegeneinander versetzten Felder der oberen und der unteren Stromkreise sowie der im Schmelzbad fließenden Ströme wird noch dadurch vollkommener gestaltet, daß der Durchmesser des Unterofens kleiner gehalten wird als der des Oberofens. Durch diese Anordllung wird die magnetische Schirmwirkung der beiden Eisenringe verstärkt, da dieselben sowohl senkrecht zur Hittelachse als auch parallel dazu eine Schirmwirkung ausüben. Die Eisenringe können auch einen kleineren inneren Durchmesser erhalten, als die untere Spule hat. wodurch die Schirmwirkung der Eisenringe noch weiter verstärkt wird. Dieses ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da ja die sekundären Ströme nur an der Pefipherie des Schmelzbades fließen, die erzeugten Felder also vorwiegend an der Peripherie des Bades nahe den Eisenringen bestehen und nach der Mitte des Schmelzbades hin sehr stark abfallen.

Durch angebrachte Anzapfungen an einer oder an beiden Spulen kann die Leistungsaufnahme reguliert werden. Soll z. B. während der Raffinationsperiode mit einer kleineren Leistung gefahren werden, so kann auch durch einen angebrachten Schalter die obere Spule ganz abgeschaltet werden, so daß nur die untere Spule eingeschaltet bleibt. Durch Kondensatoren wird, wenn es die Verhältnisse erfordern, in gleicher-Weise eine Phasen- kompensation erreicht wie bei den Hochfre-. qtienzöfen. ■

Auf der Zeichnung ist diese Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. A stellt einen Schmelztiegel im Schnitt dar. der von den beiden Spulen B und C aus Flachkupfer oder Kupferrohr umgeben ist. Die beiden Spulen sind in Scottscher Schaltung miteinander verbunden. Zwischen den Spulen B und C befinden sich die beiden Ringe D und E, welche aus Transformatorenblecllen hergestellt und vorteilhaft durch Distanzstücke aus unmagnetischem Material voneinander getrennt werden. Zwischen dem Tiegel A und den Spulen B und. C be- : findet sich eine Wärmeisolierschicht G und ein Zylinder H aus elektrischem Isoliermaterial. Das gleiche elektrische Isoliermaterial kann auch als Zwischenlage: für die einzelnen Spulenwindungen verwendet werden. Auch die Zwischenlagen zwischen den Spülen und den Eisenringen bzw. den Spulen und den Spuienverspannungen können aus gleichem Material, in der Zeichnung mit H₁ bezeichnet, hergestellt werden. Der Ofen ist durch einen Deckel J aus feuerbeständigem Material, wie Schamotte o. dgl., abgedeckt. Aus dem glei- · chen Material kann der Boden k hergestellt werden. . Der Deckel ruht auf Ringsegmenten L, Das Kippen des Ofens erfolgt um eine Achse M, welche sich unterhalb der Gießschnauze befindet. Der Anschluß der beiden Spulen an das vorhandene Drehstiomnetz erfolgt durch den dreipoligen Schalter N. Durch den Umschalter O kann die untere Spule entweder ganz oder teilweise angeschlossen werden, wodurch die Leistungsaufnahme des Ofens eingestellt werden kann. Durch den Schalter P wird die Einschaltung der oberen Spule bewirkt.

Die Bezeichnung »eisenloser Induktionsofen« ist für den Erfindungsgegenstand gewählt worden, obgleich streng genommen ein Teil des magnetischen Weges mit Eisen belegt ist. Vorläufig gibt es aber für derartige Öfen keine andere Bezeichnung) und daher ist diese bisher für Hochfrequenzofen , übliche Ausdrucks weise beibehalten worden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum unmittelbaren Anschließen-eines eisenlosen Induktionsofens an ein Drehstromnetz, vorzugsweise beim Betrieb mit niedrigen Frequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schmelztiegel umgebende Primärspule aus zwei Teilen besteht, die in Scottscher Schaltung miteinander verbunden sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den beiden Spulen Ringe aus isolierten Eisenblechen befinden, die durch einen Luftraum oder durch unmagnetisefies Material voneinander getrennt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere no Teil des Ofens einen kleineren Durchmesser hat als der obere Teil.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen

. Spulenteile getrennt zu- und abschaltbar ' sind. ^;

Hierzu τ Blatt Zeichnungen