DE627342C

DE627342C - Verfahren zum Herstellen elektrischer Heizkoerper

Info

Publication number: DE627342C
Application number: DES105463D
Authority: DE
Inventors: Reinhold Reichmann
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1932-07-16
Filing date: 1932-07-16
Publication date: 1936-03-13

Description

Verfahren zum Herstellen elektrischer Heizkörper Elektrische Widerstandsöfen für hohe Temperaturen, bei denen der Widerstand ohne ein besonderes Schutzgas verwendet werden kann, hat man bisher betriebssicher im wesentlichen nur für Temperaturen bis etwa i i oo° C herstellen können. Selbst die schwer schmelzbaren Metalle oxydieren an der Luft bei hoher Temperatur sehr schnell, so daß die im allgemeinen dünnen Widerstandsdrähte bald zerstört werden. Zwar hat man mit Platin als Widerstandsmaterial höhere Temperaturen als mit anderen Stoffen erzielen können. Eine ausgedehnte Verwendung des Platins verbietet aber sein hoher Preis und die Eigenschaft, bei hoher Belastung zu verdampfen und sich zu rekristallisieren, so daß auch das Platin als elektrischer Heizwiderstand nur eine beschränkte Haltbarkeit zeigt.
Man hat ferner vorgeschlagen, Heizkörper für hohe Temperaturen dadurch herzustellen, daß der Heizwiderstand mit loser; feinkörniger Tonerde umgeben, in eine Form eingebracht und durch Hindurchleiten eines elektrischen Stromes durch den Leiter die umgebende Tonerde zu einer festen Schutzhülle zusammengesintert wird. Auf diese Weise läßt sich aber ein vollkommenes Durchsintern der Tonerde bei genügender Stärke der Schutzhülle nicht erreichen. Das lose aufgeschüttete Pulver sintert außerdem nicht so fest zusammen, daß ein gasdichter Körper entsteht; die Heizkörper können infolgedessen auch nicht zum Erwärmen von Flüssigkeiten oder Schmelzen dienen, aus denen schädliche Gase frei werden; es ist auch auf diese Weise nicht möglich, die Schutzhülle vollkommen dicht an dem Heizwiderstand anliegend herzustellen; entweder bleibt ein Zwischenraum, wodurch die Wärmeübertragung leidet und der Zutritt von Luft oder Gas von der Stirn. seite nicht zu vermeiden ist, oder die Hülle kann sich beim Sintern nicht vollständig zusammenziehen und wird infolgedessen rissig.
Man hat auch bereits einen Heizwiderstand aus Platin mit einer keramischen Schutzhülle umgeben unter Verwendung einer nicht bleibenden Zwischenschicht.
Die Stärke dieser Zwischenschicht wurde aber so gewählt, daß der Heizwiderstand nach dein Glühen m einem engen Kanal liegt, so daß er sich beliebig ausdehnen und zusammenziehen kann.
Auch hat man Heizwiderstände beispielsweise aus Eisen in Zement eingebettet; da Zement aber sehr porös ist, wurde die Anordnung m einer die äußeren Einflüsse abhaltenden Schutzhülle eingeschlossen.
Nach der Erfindung erhält man einen vollkommenen Schutz für Heizwiderstände dadurch, daß man den Heizwiderstand mit einer feuerfesten Schutzhülle nach keramischen Methoden umgibt, die mit dem Heizwiderstand keine Reaktion eingeht, und die Stärke der Zwischenschicht derart wählt, claß sie der Schwindung der Schutzhülle beim Brennen entspricht. Durch Behandeln der Gesamtanordnung bei Temperaturen über 16o0° C wird die Schutzhülle nach Verdampfen der nicht bleibenden Schicht so weit gesintert, daß sie in sich vollkommen dicht wird und den Heizdraht gasdicht einschließt.
Als Stoffe für die Schutzhülle eignen sich insbesondere die hochschmelzenden Metall ' Oxyde, insbesondere die Oxyde des Aluminiums; Berylliums, Chroms, Mangans, Magnesiums, Zirkons, Hafniums, oder Mischungen oder Verbindungen solcher Oxyde. Die Stoffe müssen insbesondere frei sein von tonhaltigen und kieselsäurehaltigen Zusätzen, damit keine Reaktionen mit dem Widerstandsmaterial entstehen. Das Aufbringen der Schutzhülle erfolgt z. B. durch Umpressen des Widerstandsdrahtes und einer :aus Metalloxyd bestellenden Masse, die gegebenenfalls geringe Mengen eines beim Brennen sieh verflüchtenden Bindemittels enthält, oder durch Umgießen mit einem durch verdünnte Säuren aktivierten Schli,cker in .saugfähige Formen. Das Auf- -bringeneiner Zwischenschicht auf dem Heizwiderstand ermöglicht,ein vollkommen dichtes Anliegen. der Schutzhülle a .n -dem elektrischen Widerstand. Beim Sintern brennt die Zwischenschicht weg: Für die Zwischenschicht eignet sich Wachs, Paraffin, Lack, Ciellulose, Seide o. dgl. Als Heizwiderstände können alle hochschmelzenden Metalle, insbesondereWolf@ ram und Molybdän oder Legierungen von Wolfram und Molybdän, benutzt werden. Als besonders geeignet hat sich eine Legierung von Wolfram und Molybdän gezeigt, deren Ausdehnungsziffer der Ausdehnungszifter der. Schutzh'ü'lle sehr nahekommt. Es sind infolgedessen nachteilige Veränderungen des Heiz. widerstandes im Betriebe, die infolge ungleichmäßiger Ausdehnung oder Zusammenziehung vön Heizwiderstand und Schutzhülle entstehen -können, weitgehend. vermieden.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können elektrische Heizkörper beliebiger Form hergestellt werden. Man kann- auch Heizkörper zum Eintauchen in Flüssigkeiten oder Schmelzen herstellen. Es- lassen sich ferner plattenförmige Heizkörper ausbilden, die z. B. als lochplatten benutzt werden können und bei denen. die vollkommen dicht gesinterte Schutzhülle mit den zu beheizenden Gegenständen unmittelbar in Berührung gebracht werden kann. Infolge ihrer dichten Sinterung ist ein Zutritt von Feuchtigkeit zum Heizleiter unmöglich. Die hochgesinterten schwer schmelzbaren Metalloxyde haben außerdem die Eigenschaft, auch bei hohen Temperaturen noch ausreichend ,elektrisch isolierend zu sein; sie haben eine große Temperaturwechselbeständigkeit und gute Wärmeleitfähigkeit, so daß,ein gutes Anheizen möglich ist und eine ständige gute Wärmeübertragung erfolgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen elektrischer Heizkörper mit Heizwiderständen, die in eine feuerfeste Schutzhülle eingebettet sind unter Verwendung einer nicht bleibenden Schicht zwischen Heizwiderstand und Schutzhülle, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand nach keramischen Methoden mit der Schutz hülle, die mit dem Heizwiderstand keine Reaktionen eingeht, insbesondere durch Umgießen mit einem mit verdünnter Säure aktivierten. Schlicker in-saugfähigen Formen, umgeben wird und die Stärke der Zwisehensk~hicht derart gewählt wird, daß sie der Schwindung der Schutzhülle beim. Brennen .entspricht, und daß durch Behandeln der Gesamtanordnung bei Teinperaturen über i6oo° die Schutzhülle nach Verdampfen der nicht bleibenden Schicht so weit gesintert wird, daß sie in sich vollkommen dicht -wird und den Heizdraht gasdicht einschließt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Heizdraht eine hochschmelzende Legierung verwendet wird, die den gleichen Ausdehnungskoeffizienten hat -wie die gesinterte Schutzhülle.
3. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch i hergestellter elektrischer Heizkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizwiderstand aus Wolfram, Molybdän oder einer Wolfram-Molybdän-Legierung besteht mit :einer Sehutzhülle,aus hochgesintertem Metalloxyd.