DE628433C

DE628433C - Flachspule zur Wirbelstromheizung

Info

Publication number: DE628433C
Application number: DE1930628433D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-12-31
Filing date: 1930-12-31
Publication date: 1936-04-04

Description

Flachspule zur Wirbelstromheizung Es ist mehrfach vorgeschlagen worden, Flachspulen zur Erzeugung elektromagnetischer Wechselfelder zum Glühen oder Schmelzen von Metallen und anderen Materialien zu. benutzen. Nun hat aber eine Flachspule den Nachteil, daß ihre Selbstinduktion erheblich geringer ist als die einer Zylinderspule gleicher Windungszahl und gleichen Querschnitts, selbst wenn die Zylinderspule nur eine verhältnismäßig geringe Höhe hat. Aus praktischen _Vründen, wie Rücksicht auf die Tiegelgröße des Schmelz-, Glüh- oder Härteofens, die Breite der Blechbahnen in Walzwerken usw., kann man vielfach nicht über einen gewissen Spulenquerschnitt hinausgehen. andererseits erfordert der gewollte Heizeffekt eine bestimmte Mindestgröße des magnetischen Kraftflusses, der abhängig ist von der Selbstinduktion der Spule, der Frequenz und Stärke des Stromes. Besonders wenn es sich um die Anwendung niederer Frequenzen, z. B. von 5o Perioden, handelt. ist es vielfach unmöglich. mit einer geringen Selbstinduktion den erforderlichen Kraftflußzu erzeugen, -wenn man nicht übermäßig starke Ströme anwenden will. Letztere machen weite Rohrquerschnitte der Spulenwindungen nötig; um für ausreichende Kühlung durch fließendes Wasser Sorge zu tragen. Bei vorgegebenem Spulenquerschnitt ist aber eine Rohrerweiterung gleichbedeutend mit einer Herabsetzung der Spuleninduktivität. die zur Erzielung eines bestimmten Kraftflusses wieder eine Stromerhöhung notwendig macht usw. Ein weiterer Nachteil geringer Selbstinduktion der Spule ist das Erfordernis großer Kapazitäten, die namentlich bei Verwendung von niederfrequentem Speisestrom eine erhebliche Kapitalinvestierung bedeuten. Auch ist ein aus einer großen Kapazität und- einer kleinen Selbstinduktion bestehender Schwingungskreis bekanntlich viel stärker gedämpft als ein solcher mit kleiner Kapazität und großer Induktivität. Aus allen diesen Gründen ist die Verwendung normaler Flachspulen bisher nur in beschränktem Umfange möglich.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine solche Ausgestaltung der Flachspulen, daß ihre Selbstinduktion ganz beträchtliche Werte annehmen kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß man den Raum zwischen den Einzelwindungen der Spule mit fcrromagnetischein Material ausfüllt, und zwar in der einfachsten Weise mit dünnen Eisenbändern von gleicher Höhe wie die Spulenwindungen. Dabei können zwischen je zwei Windungen mehrere Eisenbänder angeordnet sein, die zur Isolierung gegeneinander und gegen die stromführenden Windungen mit einer Oxydschicht oder einem feuerfesten Lack- oder Emailüberzug versehen sein können. Besonders vorteilhaft ist das überziehen der Windungen selbst mit einer genügend starken Schicht von Weicheisen, z. B. auf elektrolytischem Wege, da dann die Kühlung auch des Eisens zuverlässig durch das in den als Rohre ausgebildeten Windungen fließende Kühlwasser gesichert ist_ eben der Erhöhung der Selbstinduktion hat die Erfindung den weiteren Vorteil, daß sie iii noch weit besserem Maße ein beliebiges Spulenfeld auszubilden gestattet, als es durch entsprechende Verteilung der Wicklungsdichte der Spulen möglich ist. Um z. B. ein möglichst über den ganzen Querschnitt einer Schmelze konstantes Magnetfeld zu erzeugen, ist vorgeschlagen worden, eine Flachspule ohne ferromagnetische Einlagen mit nach außen zunehmender Wicklungsdichte unter oder über der Schmelze anzuordnen. Die gleiche Feldverteilung läßt sich bei einer Flachspule mit konstanter Wicklungsdichte dadurch erreichen, daß man sie gemäß der Erfindung ausbildet und die Schichtdicke des eingelegten ferromagnetischen Materials nach außen stetig zunehmen läßt. Soll das über der Spule erzeugte magnetische Wechselfeld nach außen an Stärke zunehmen, so wird dies durch eine gleichsinnige Zunahme sowohl der Wicklungsdichte als auch der Schichtdicke des ferromagnetischen Materials bewirkt. Änderung der Schichtdicke des ferromagnetischen Materials wirkt also gleichsinnig wie die entsprechende Änderung der Windungsdichte, so daß beide Maßnahmen sich gegenseitig vertreten oder ergänzen können.
Obwohl das Hauptanwendungsgebiet der Erfindung bei niederen Frequenzen des Speisestromes liegt, kann sie auch bei hohen Frequenzen finit Nutzen dienen. Nur ist dann durchVerwendung möglichst dünner, hysteresefreier Eisenbänder, z. B. sog. silicierter Hochfrequenzbleche oder gepreßten, zweckmäßig schwach gesinterten Eisenpulvers, für weitgehende Herabsetzung der Kupfer- und Eisenverluste Sorge zu tragen.
Der Spulenform entsprechend werden die Windungen zweckmäßig aus Rohren von angenähert rechteckigem Querschnitt mit im Verhältnis zur Breite großer Höhe hergestellt. Die Kühlung der Windungen .geschieht in der üblichen Weise durch -Wasser oder durch Kohlensäure, die aus dem flüssigen Zustande oder dem hoher Verdichtung unmittelbar in die Rohrleitungen eingeführt wird.

Claims

PATENTr1NSPIZÜCIIE: i. Flachspule zur Wirbelstromheizung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ihren Windungen ferromagnetisches Material angeordnet ist.
2. Flachspule nach Anspruch i. dadurch ,gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material aus dünnen, hohen Bändern besteht.
3. Flachspule nach Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material aus gepreßtem, zweckmäßig schwach gesintertem Pulver besteht.
4:. Flachspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenwindungen mit ferromagnetischem Material überzogen sind.
5. Flachspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des ferromagnetischen Materials zwischen den Einzelwindungen verschieden ist.