DE612766C - Kernloser Induktionsofen mit einer Vorrichtung zur Waermeisolation induktiv beheizter Koerper - Google Patents

Description

Die Erfindung hat einen kernlosen Induktionsofen zum Gegenstand mit einer Vorrichtung zur Wärmeisolation induktiv beheizter Körper durch ein System konaxialer gegeschlitzter Metallzylinder mit Wolframwolle zwischen den Zylindern. Beim Beheizen auf induktivem Wege bis zu sehr hohen Temperaturen (z.B. 2400 bis 3000° C), wie sie etwa zum Sintern von Wolframstäben erforderlich sind, bietet die Wärmeisolation des zu erhitzenden Körpers bedeutende Schwierigkeiten. Denn einerseits gibt es keine keramischen Materialien, die diesen Temperaturen widerstehen können, andererseits ist auch bloßes Vakuum als isolierendes Medium ungeeignet, weil bei so hohen Temperaturen die abgestrahlte Wärme, die proportional der vierten Potenz der Temperatur ansteigt, ungeheure Beträge erreicht.

ao Man hat sich daher bei anderen Beheizungsarten (z. B. bei elektrischer Widerstandsheizung) dadurch zu helfen gesucht, daß man den zn erhitzenden Stab mit einer Hülle von zwei konzentrischen Wolframblechzylindern umgab, die vom Stab und voneinander durch einen gewissen Abstand getrennt waren, wobei der Zwischenraum zwischen den beiden Blechzylindern durch dicht gepackte Wolframwolle ausgefüllt wurde.

Diese Anordnung diente als Strahlungsschutz und die Wolle verhinderte auch unerwünschte Konvektionsströme des gasförmigen Mediums.

Wollte man diese Art des Wärmeschutzes unverändert bei induktiver Beheizung verwenden, so käme man nicht zum Ziel, da durch das magnetische Wechselfeld die Wolframwolle oder eine sonst geeignete Metallwolle schon bei mäßigen Frequenzen (etwa 10 000 Hertz und weniger) sehr bald glühend wird· und zusammensintert.

Erfindungsgemäß wird nun diese Schwierigkeit dadurch behoben, daß die Wolframwolle in zum Magnetfeld parallelen Strähnen angeordnet und der durch sie gebildete Ring im Anschluß an die Schlitze in den Zylinderwänden unterbrochen wird.

Die neuartige Wärmeisolation mittels Wolframwolle, deren Strähnen parallel den magnetischen Kraftlinien angeordnet sind, hat mit der Anordnung vieler Transformatorenbleche, deren Lamellen ebenfalls parallel zum Kraftlinienfluß angeordnet sind, nichts zu tun, da diese bekannten Einrichtungen der Abschirmung des Streufeldes und somit der Steigerung der Energieausbeute dienen. Die Verwendung- eiserner Lamellen an Stelle der Wolframsträhnen würde nicht zu brauchbaren Resultaten führen können, da Eisenlamellen niemals als Wärmeisolation benutzt

*) Von dem Patentsitcher ist als der Erfinder angegeben worden:

Wilhelm Esmarch in Berlin-Charlottenburg.

werden können und schon bei sehr viel niedrigeren Temperaturen verändert werden würden als bei denen der neue Ofen benutzt werden soll.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Fig. ι einen senkrechten Längsschnitt und Fig. 2 einen Grundriß des Ofens gemäß der Erfindung.

ίο Der Ofen besteht aus zwei konzentrisch angeordneten Zylindern b_it b₂ aus Wolframblech. An der Außenseite des Zylinders b₂ ist — nur durch dünne Glimmerblättchen getrennt — unmittelbar anliegend die Primärwicklung p angeordnet, die aus einem Kupferrohr rechteckigen Querschnitts besteht, durch das ein Kühlmittel, insbesondere Kühlwasser, geleitet wird. Zwischen den Zylindern b_lt b₂ ist eine lose Packung von Wolframwolle w angeordnet, deren Strähnen sich im wesentlichen in senkrechter Richtung, also parallel zur Längsachse des Ofens, erstrecken. Sowohl die Bleche 6_1} b₂ als auch die Wolframpackung sind an einer Stelle durch einen Schlitze unterbrochen, um die Entstehung von Sekundärströmen in diesen Teilen zu verhindern. Die Schlitze können offen sein. Die Wolframsträhnen dürfen sich jedoch an dieser Stelle nicht berühren. In die Trennstelle kann auch eine Platte aus hochisolierendem Material, beispielsweise Thorium-Oxyd, eingelegt sein.

Der zu erhitzende Körper, beispielsweise ein zu sinternder Wolframstab w, wird in den inneren Zylinder b_± eingehängt. Die Länge der Schutzwände des Ofens ist so reichlich bemessen, daß dieser in vielen Fällen ohne Abdeckung an den Stirnwänden betrieben werden kann. Sonst kann man auch ein Bodenstück und einen Deckel verwenden, die aus radial geschlitzten Platten bestehen und mit einer Zwischenlage von Wolframwolle, die ebenfalls radiale Schlitze aufweist, versehen sind.

Es ist notwendig, daß das äußerste Blech b₂ der das Schutzsystem bildenden Zylinderbleche b_t, b₂ unmittelbar von der Spule p gekühlt wird, also von dieser nur durch eine möglichst dünne, keine beachtenswerte Wärmestauung verursachende elektrische Isolationsschicht, etwa die schon erwähnten dünnen Glimmerblättchen g, getrennt ist. Würde um. den äußersten Blechzylinder etwa eine keramische Wärmeisolation angebracht werden, oder bliebe ein Luftspalt zwischen der Spule und dem äußeren Blechzylinder, so träte in dieser Schicht eine sehr starke Wärmestauung ein und die Temperatur dieses Zylinders würde sehr hoch, unter Umständen wenig niedriger als die des zu erhitzenden Körpers. Hierdurch würde aber die Wirksamkeit der Strahlungsschutzvorrichtung außerordentlich stark herabgesetzt. Es ist daher unerläßlich, den Blechzylinder b_z von der Ofenspule nur durch eine dünne Isolationsschicht zu trennen und darauf zu achten, daß die Isolationsschicht g und der Blechzylinder &₂ möglichst fest aufeinander und auf der Spule p aufliegen.

Es ist übrigens selbstverständlich, daß bei der beschriebenen Vorrichtung stattWolframwolle auch eine andere Metallwolle Verwendung finden kann. Auch muß die Dicke der verwendeten Bleche so gering sein, daß sie von dem magnetischen Wechselfeld der gegebenen Frequenz nicht merklich erhitzt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kernloser Induktionsofen mit einer Vorrichtung zur Wärmeisolation induktiv beheizter Körper durch ein System konaxialer geschlitzter Metallzylinder mit Wolframwolle zwischen den Zylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Wolframwolle in zum Magnetfeld parallelen Strähnen angeordnet und der durch sie gebildete Ring im Anschluß an die Schlitze in den Zylinderwänden unterbrochen ist.

2. Kernloser Induktionsofen nach An-Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das äußerste Zylinderblech nur durch eine möglichst dünne, die Wärme wenig stauende Isolationsschicht (Glimmerblättchen) getrennt an der inneren Spulenwand fest anliegt.

3. Kernloser Induktionsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Deckel- bzw. Bodenstück des Ofens die Strähnen der Wolframwolle zwischen zwei radial geschlitzten Blechplatten parallel zu dem benachbarten, im wesentlichen radial verlaufenden Teil des Kraftlinienflusses angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen