DE634510C

DE634510C - Kernloser Induktionsofen mit einem offenen, das zu erhitzende Gut ringfoermig umgebenden Eisenjoch

Info

Publication number: DE634510C
Application number: DES112788D
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Walter
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1934-02-07
Filing date: 1934-02-07
Publication date: 1936-08-29

Description

&■■·

Beim Induktionsofen wird bekanntlich die Wärme durch Wirbelströme erzeugt, die im Metall durch wechselnde elektromagnetische Kraftfelder verursacht werden. Die elektromagnetischen Kraftfelder dringen dabei von außen in das Metall ein, werden beim Eindringen in das Metall absorbiert und verlieren dabei ihre Energie, die sich im Metall als Wärme wiederfindet. Die Absorption dieser

ίο Wellenkräfte hängt ab von der Frequenz, der elektrischen Leitfähigkeit des Schmelzgutes und der Permeabilität des zu erhitzenden Stoffes. Diese drei Faktoren bestimmen auch die Tiefe des Eindringens des Kraftfeldes in den Stoff und beeinflussen damit die Ausbildung der Wirbelströme und die Energieumsetzung.

Die Entwicklung der Induktionsöfen hat

gezeigt, daß eine induktive Erhitzung nur dann wirtschaftliche Bedeutung erlangt, wenn die mittlere Energiedichte in dem Volumen des zu erhitzenden oder zu erschmelzenden Stoffes hoch genug gewählt wird. Die mittlere Dichte der Energie hängt, abgesehen von der Amplitude der elektrischen Schwingung, von der Verteilung der Wellenkräfte im Material, also von der Tiefe ihres Eindringens und von der Dicke des Materials ab. Die Dicke des Materials muß in bestimmten Grenzen gehalten werden, wenn die sich ausbreitenden elektromagnetischen Feldkräfte das Material in seiner gesamten Ausdehnung durchdringen sollen. Bei Induktionsöfen mit geschlossenem Metallring ist diese Voraussetzung für eine vorteilhafte Erwärmung infolge der geringen Breite des zu erhitzenden Ringes erfüllt.

Bei Induktionsöfen mit offenem Eisenkern und. größerem Fassungsvermögen ergeben sich aber Schwierigkeiten, die z. B. bei schalenförmigen Herden nicht einmal durch Verwendung gewölbter Tellerspulen gänzlich behoben werden konnten.

Die theoretische Voraussetzung für günstige Erwärmungsverhältnisse wird erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daß bei kernlosen Induktionsöfen mit offenem, das Heizgut ringförmig umschließendem Eisenjoch der Herdquerschnitt und die Außenwandung der Zustellung sternförmig ausgebildet werden und sich in die Einbuchtungen der Zustellung Pole des Eisenjoches erstrecken.

In der Figur ist ein Grundriß einer beispielsweisen Ausführung der Erfindung dargestellt, in der 1 die sternförmige Zustellung bedeutet, die im vorliegenden Falle von sechs Eisenpolen 2, die bei 3 wassergekühlt sind, magnetisch beeinflußt wird. Die Pole sind außen über Jochstücke S, auf denen die Zylinderspulen 6 angeordnet sind., ringförmig geschlossen. Die Eisenpole sind in den Ver-

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

Dr. Frits Walter in Berlin-Friedenau,

Claims

tiefungen der Zustellung angeordnet. Zweckmäßig sieht man zwischen den Polen unterteilte, gekühlte Armaturteile 4 an der Zustellung vor, die der mechanischen Stabilisier rung des Herdes an diesen hochbeanspruch,;· ten Stellen dienen. ■·':.

Im Interesse einer gleichmäßigen elektrischen Belastung des Einsatzes ist es zweckmäßig, die Zustellungsvertiefungen im Grundriß symmetrisch anzuordnen und ihren kleinsten radialen Abstand von der Mitte des Ofenraumes gleich oder kleiner als die Wellenlänge der Ausbreitung des elektromagnetischen Feldes im Einsatz zu wählen. Die

■ 5 Wellenlänge λ kann aus der EindringungstiefeZ._o nach der Formel

ΐ/ρ·ΐο

worin / die Frequenz in Hz; ρ den spezifischen Widerstand in Q/cm^s und μ die Permeabilität »bedeutet, berechnet werden.

Der in der Figur dargestellte Ofen läßt sich leicht an das Drehstromnetz arfschließen und ist deshalb mit einer Mehrzahl von - Polen ausgerüstet. Die zu verwendende Polzahl richtet sich nach der Phasenzahl des 'zu verwendenden Wechselstromes.

Als wesentlicher Vorteil der Erfindung kann angegeben werden, daß die Badbewegung sich auf den gesamten Schmelzraum erstreckt, so daß günstige Bedingungen für eine wirksame Raffinationsarbeit im Ofen gegeben sind.

.-, ■> Patentansprüche: „,

.,:;,-' I. Kernloser Induktionsofen mit einem '':'' offenen, das zu erhitzende Gut ringförmig umgebenden Eisenjoch, dadurch gekennzeichnet, daß sein Herdquerschnitt und die Außenwandung der Zustellung sternförrnig ausgebildet sind und sich in die Einbuchtungen der Zustellung Pole des Eisenjoches erstrecken.
2. Induktionsofen nach Anspruch I, gekennzeichnet durch unterteilte, gekühlte Armaturteile an denjenigen Teilen der Zustellung, die zwischen den Polen des Eisenjoches liegen.
3. Induktionsofen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zentrischsymmetrische Ausbildung des Zustellungsquerschnittes.
4. Induktionsofen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste radiale Abstand der Einbuchtungen der Zustellung von der Mitte des Ofeninnenraumes gleich oder kleiner als die Wellenlänge λ der Ausbreitungsbewegung des elektromagnetischen Feldes im Einsatz ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen