DE564693C - Spulenanordnung fuer Hochfrequenz-Induktionsoefen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spulenanordnung für Hochfrequenz-Induktionsöfen. Bei dsrartigen öfen ist es vorteilhaft, die Spulen leicht zugänglich zu machen, so daß man sie bequem ausbessern oder auswechseln kann, wenn sie beschädigt oder zerstört sind.

Diese leichte Zugänglichkeit der Hochfrequenzspulen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Induktionswicklung im Innern eines aus Quarz oder ähnlichem Material bestehenden, vom Ofenboden in den Herd hineinragenden Hohlkörpers derart angeordnet wird, daß die Induktionswicklung von der Unterseite des Ofens zugänglich ist. Die Anordnung gemäß der Erfindung hat außer der leichten Zugänglichkeit noch weitere wesentliche Vorteile. So braucht man vor allem bei der Auswechselung der Spulen den Ofen selbst nicht auseinanderzunehmen oder die im Innern des Ofens befindlichen zu behandelnden Materialien zu entfernen. Man kann daher die Auswechselung der Spulen sogar während des Betriebes vornehmen. Auch ist es möglich, die Lage der Spulen im Innern des Hohlkörpers zu verändern, um auf diese Weise den Induktionsfluß je nach der Höhe der Charge zu regeln. Auch die Kühlung der Induktionsspule ist bei Anwendung der Erfindung in einfachster Weise durchführbar. Schließlich ist auch die Anordnung gemäß der Erfindung für die Ofenkonstruktion selbst in vieler Beziehung vorteilhaft.

Es sei darauf hingewiesen, daß es bei Niederfrequenzöfen bekannt ist, Magnete mit Eisenkernen zu verwenden, die zur Erzeugung von Wirbelströmen im Gut dienen und die in Ausnehmungen des Bodens angeordnet sind. Diese bekannten, nur für Niederfrequenzöfen angewendeten Einrichtungen stellen aber keine Lösung der dem Erfindungsgegenstand zugrunde liegenden Aufgabe dar. Denn bei den bekannten Einrichtungen ist der Kern der Induktionsspule von dem Eisen vollkommen ausgefüllt, so daß von einer leichten Zugänglichkeit oder Auswechselbarkeit der Induktionsspule bei den bekannten Niederfrequenz-Induktionsöfen nicht die Rede sein kann.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι den Ofen im Querschnitt, wobei der Querschnitt durch die Achse eines Induktionselementes gelegt ist.

Abb. 2 veranschaulicht einen gemäß der Erfindung eingerichteten Induktionsofen im Horizontalschnitt.

Der in der Zeichnung dargestellte Ofen stellt einen Induktionsofen für hochfrequente Ströme dar, und zwar ist der Ofen beispielsweise mit drei Induktionselementen versehen. Der Ofen selbst besteht aus einem Gehäuse b dessen Boden c gleichzeitig der Boden des Schmelzbades ist. Das Gehäuse b ist in seinem oberen Teil durch einen Deckel α verschlossen,

in welchem die zur Beschickung des Ofens dienenden Öffnungen angeordnet werden können. Die drei Induktionselemente, welche durch hochfrequenten Wechselstrom gespeist werden, ragen aus der Ebene des Bodens des Gehäuses b in den Herd hinein, so daß sie die Masse des zum Schmelzen bestimmten Materials durchdringen und in an sich bekannter Weise gänzlich oder wenigstens teilweise von dem zu behandelnden Material umgeben werden.

Gemäß der Erfindung bestehen die Induktionselemente aus in den Herd, hineinragenden Hohlkörpern, die in ihrem Innern die Erregerwicklung g tragen. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Erregerwicklung^ auf der Innenwandung einer Hülse e befestigt, die aus Quarz oder einem anderen geeigneten Material besteht Die Wicklung g kann aus einer Schnecke oder Spirale, die aus einem massiven Band- oder Stangenmatefial gebildet ist, bestehen. Es kann aber auch eine aus leitendem Material bestehende Röhre, die schraubenförmig gewunden und unter Umständen gekühlt wird, zur Herstellung der Wicklung dienen. Die Spule wird durch das Zuführungskabel h und das Ableitungskabel h¹ mit der Stromquelle verbunden. Die Zuführungs- und Ableitungskabel werden von dem Ofengehäuse b beispielsweise durch Hülsen k, k¹ isoliert. Zum Halten der Schutzhülsen k, k¹ dient eine ortsfeste Platte 1. · Die Quarzröhre e ist auf ihrer ganzen Höhe von einer feuerfesten Schutzhülse m umgeben. Die ³S obere Öffnung der Schutzhülse m wird durch einen Deckel ρ verschlossen. Zwischen der Quarzröhre e und der Schutzhülse m befindet sich vorteilhafterweise eine pulverförmige Substanz q, welche u. a. aus Ruß, Zirkonium, Aluminium und ähnlichem besteht. Die Entleerungsöffnungen für das geschmolzene Metall' können wie üblich oberhalb des in dem Schmelzofen befindlichen Materials angeordnet werden. Die Entleerungsöffnungen sind ^4ί> in Abb. 1 mit t bezeichnet. Die Anordnung der Öffnungen oberhalb des zu schmelzenden Materials ist natürlich nur dann möglich, wenn es sich um einen Kippofen handelt, sonst wird der Ofenboden durchbohrt, und die so entstehenden Öffnungen werden mit einer geeigneten Vorrichtung verschlossen.

Die obenerwähnten Vorteile der Erfindung ergeben sich auch aus der vorstehenden Darstellung des Ausführungsbeispieles. Weiteres hin sei noch darauf hingewiesen, daß in dem Fall, in welchem mehrere Induktionselemente für einen Ofen Verwendung finden, die genannten Elemente unabhängig voneinander oder in Gruppen zusammengefaßt mittels ein- oder mehrphasiger Hochfrequenzströme gespeist werden können, wobei entweder ein einziger oder mehrere Stromkreise Anwendung finden. Ein weiterer Vorteil besteht in der Anordnung der Schutzhülse, welche das Induktionselement gegen die im Ofen erzeugte Hitze schützt und gleichzeitig dieselbe Rolle spielt wie der Herd bei den gewöhnlichen Hochfrequenz-Induktionsöfen. Während jedoch bei letzteren der Herd während der Heizung entsprechend der Ausdehnung des Materials Ausdehnungsbeanspruchungen unterworfen ist, wird die Schutzhülse Druckbeanspruchungen ausgesetzt, wodurch die Lebensdauer der Schutzhülse günstig beeinflußt wird. Ferner können sich die erhitzten Materialien, welche auf der Außenseite der Schutzhülse m verteilt sind, ohne Schädigung für die Ofenkonstruktion ausdehnen.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die obenerwähnten Anwendungsgebiete und Ausführungsformen. Sie umfaßt vielmehr auch andere Ausführungsmöglichkeiten, insbesondere braucht das zu erhitzende Material nicht nur die Induktionselemente von außen zu umgeben, sondern es kann gleichzeitig auch im Innern der Induktionswicklung angeordnet sein. Für den Erfindungsgedanken ist es gleichgültig, auf welche Weise die Induktionselemente im Innern des Ofens angeordnet sind. Ferner kann die Induktionswicklung statt einer Schraubenform oder spiraligen Form jede beliebige Gestaltung erhalten und kann auch unter Umständen völlig in die leitende Masse, welche man erhitzen will, eingetaucht werden.

In dem Fall schließlich, in welchem die Wärme wegen der schlechten Leitfähigkeit des zu heizenden Materials ihm durch Zwischenschaltung eines heizenden Elementes übermittelt wird, wird dieses Element zweckmäßig aus einem die Elektrizität gut leitenden Stoff hergestellt; insbesondere eignen sich dafür Metalle, Graphit, Retortenkohle o. a. Dieses heizende Element wird zwischen dem zu erhitzenden Material und der Induktionswicklung angeordnet.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   τ. Spulenanordnung für Hochfrequenz-Induktionsöfen, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Quarz oder ähnlichem Material bestehender, vom Ofenboden in den Herd hineinragender Hohlkörper in seinem Innern die Induktions wicklung derart tragt, daß sie von der Unterseite des Ofens zugänglich ist.
2. 2. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (e) von einer feuerfesten Schutzhülle (m) umgeben ist, und daß zwischen dem Hohlkörper und der Schutzhülle eine

   Schicht aus pulverförmigem Material, wie Ruß. Zirkonium, Aluminium u. dgl., vorgesehen ist.
3. 3. Spulenanordnung für Hochfrequenz-Induktionsöfen nach Anspruch 1 zum Erhitzen von Massen aus schlecht leitendem Material, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zu erhitzenden Material und der Induktionsspule gut leitendes Metall (Molybdän u. dgl.) oder Graphit, Retortenkohle o. dgl. angeordnet ist.
4. 4. Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu erhitzende Masse die Induktionselemente von außen umgibt und sich gleichzeitig im Innern einer Induktionswicklung befindet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen