DE635685C

DE635685C - Kernloser Induktionsofen zum Betrieb mit Drehstrom

Info

Publication number: DE635685C
Application number: DEH137928D
Authority: DE
Original assignee: Heraeus Vacuumschmelze AG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1933-10-29
Filing date: 1933-10-29
Publication date: 1936-09-24

Description

Es besteht das Streben in der Technik, insbesondere zum Erhitzen und Schmelzen von Metallen und Legierungen, Induktionsöfen zu verwenden, die mit Drehstrom betrieben werden. Es sind bereits verschiedene Vorschläge für die Ausgestaltung derartiger Öfen bekannt. Am zweckmäßigsten hat sich eine Bauweise erwiesen, bei der gewölbte Flachspulen symmetrisch zueinander und der Form des Schmelzraumes angepaßt um diesen angeordnet sind.

Der Bau und Betrieb von Drehstromöfen ist auch dann besonders vorteilhaft, insbesondere mit Rücksicht auf den Leistungsfaktor des Ofens, wenn man unabhängig von der Spulenform den Ofen mit einem in sich geschlossenen Eisenjoch versieht, dessen Pole zentralsymmetrisch zu einem schüsseiförmigen Herdraum angeordnet und diesem angepaßt

ao sind und erfindungsgemäß die Stirnflächen dieser Pole nach unten in Richtung auf das Schmelzbad zu verschmälert, wodurch ein möglichst günstiger magnetischer Fluß erreicht wird.

Eine Anordnung der Pole gemäß der Erfindung ist aus den Abb. 1 bis 3 ersichtlich. In Abb. ι ist im Horizontalschnitt ein Ofen gezeichnet, der ein schüsseiförmiges Schmelzbad^ besitzt, das von einem ringförmigen Eisenjoch B umgeben ist, das die drei Pole C₁ C₂, C₃ trägt. An Stelle von drei Polen kann der Ofen auch mit einer anderen durch drei

teilbaren Zahl von Polen ausgerüstet sein, die symmetrisch zum Schmelzbad liegen. Abb. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen der PoIeC und durch das Schmelzbad A. Es ist daraus ersichtlich, daß der Pol C der Form des schüsseiförmigen Schmelzraumes A angepaßt ist. Abb. 3 zeigt die Ansicht eines Poles nach der Erfindung von oben her gesehen. Der Pol ist nach unten in Richtung auf das Schmelzbad zu (d.h. nach der Spitze zu entsprechend dem Vertikalschnitt der Abb. 2) verschmälert, damit nicht die magnetischen Kraftlinien in den einander zunächst liegenden Ecken der Pole zu stark zusammengedrängt werden.

Wird die Verschmälerung so gewählt, daß in allen Horizontalschnitten die Abstände der einander zunächst gelegenen Polkanten gleich groß sind, so wird dadurch erreicht, daß bei schüsseiförmiger Gestalt des Herdes das Schmelzbad in allen Horizontalebenen von einem annähernd gleich starken magnetischen Fluß durchsetzt wird.

Die Spulen, die von Primärstrom gespeist werden, können dabei in verschiedener Weise ausgestaltet werden. Wie aus Abb. 1 hervorgeht, können sie als Zylinderspulen D auf das Joch B aufgewickelt sein. Dabei kann entweder zwischen je zwei Polen nur eine Spule liegen, die dann von einer der drei Stromphasen durchflossen wird, oder es können zwischen je zwei Polen z. B. zwei Spulen ge-

maß Abb. 4 (D₁ bis D₆) angeordnet sein. Daraus ergeben sich, eine größere Anzahl von Schaltmöglichkeiten, durch die die Wirbelung im Schmelzbad A beeinflußt werden kann. Damit ein solcher Ofen eine möglichst große Leistung aufnimmt, können neben dj zylinderförmigen Spulen auf dem den Oferi umgebenden Joch, noch Flachspulen an den Polenden angeordnet sein. Sowohl die zylinderförmigen Spulen als auch die Flachspulen werden dabei von Primärstrom so durchflossen, daß sich die Magnetfelder der Flachspulen und der Zylinderspulen an den Polen addieren.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, statt eines ringförmigen Joches ein solches zu wählen, dessen zwischen den Polen liegende Teile geradlinig ausgeführt sind, um auf diese Teile des Joches bequem zylinderförmige Primärspulen aufschieben zu können. Bei einem Öfen mit sechs PoIeIiC₁ bis C₀ empfiehlt sich, dann ein Joch, wie es beispiels- ^ weise in Abb. 5 dargestellt ist. Ein solches Joch kann leicht aas einzelnen"" Stanzteileff aufgebaut werden, ein solcher Teil C₆ ist in Abb. 5 schraffiert- dargestellt. Urn das Joch, und die Spule vor unzulässiger Erwärmung zu schützen, ist es zweckmäßig, vor den Polen des Joches und gegebenenfalls auch, vor den Primärspulen besondere Kühlvorrichtungen anzubringen.

Diese Kühlvorrichtungen bestehen aus dicht gelegten Metallröhrchen, die von einem Kühl· . mittel durchflossen werden. Besonders wiehtig ist es, diese Röhrchen vor- den Stirn;· flächen der Pole anzubringen. Eine; besonders zweckmäßige Ausführungsform für die ■Anordnung dieser Kühlröhr chen zeigt Abb. 6. Die KüWröhrchenJiC₁ bis /C₀- treten am Ofenboden zu und werden von dort aus zwischen den Primärspulen und-dem Ofenherd spiralförmig eng nebeneinander nach dem oberen Rand des Schmelzgefäßes geführt. "Um mit Rücksicht auf eine ausreichende. Kühlung die einzelnen Röhrchen nicht zu lang und den erforderlichen Druck nicht zu hoch werden zu lassen, führt man eine genügende Anzahl solcher Röhrchen nebeneinander 'spiralförmig vom Boden des Ofens zum oberen Rand des Schmelzgefäßes. Die Kühlröhrchen sollen das Schmelzgefäß zweckmäßig entweder vollständig oder nahezu vollständig umhüllen und eine. Art Mantel oder Korb für den Herd bilden. ' "-.·.'.

Wenn durch eine solche korbartige Kühlanordnung die vom Bad ausstralilende Wärme nicht nur von den Stirnflächen der Pole, sondern auch von den Primärspulen abgehalten wird, kann die Kühlung der Primärspulen wesentlich schwächer gehalten werden, so daß sie nur die reine, in 'den Spulen entwickelte Stromwärme abführt und dadurch ein größerer Teil des von den Primärspulen eingenommenen Raumes mit Kupfer erfüllt 'wird, wodurch der Wirkungsgrad des Ofens 'verbessert wird.

»\'.In manchen Fällen kann es auch aus-' reichend sein, das geschichtete Eisenjoch in einzelne Pakete zu unterteilen und flache Kühlkasten zwischen den einzelnen Blechpaketen an den Stirnflächen des Joches anzubringen. Diese Kühlkästen können an den Frontflächen der Pole mit übergreifenden Rändern versehen sein.

Claims

Patentansprüche:

ι. Kernloser Induktionsofen zum Betrieb mit Drehstrom mit einem den Herdraum des Ofens nicht durchdringenden, außerhalb des Herdraumes in sich geschlossenen Eisenjoch mit Polen, die zentralsymmetrisch zu einem schüsseiförmigen Herdraum angeordnet und diesem angepaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Pole nach unten in Riehtung auf das Schmelzbad zu verschmälert sind,-
2. Kernloser Induktionsofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den einander nächstgelegenen "Kanten je zweier benachbarter Pole in allen Horizontalebenen des Ofens gleich groß ist.
3. Kernloser ■ Induktionsofen nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Pole verbindenden Jochteile zwischen zwei Polen je eine zylinderförmige Spule tragen, die vom Primärstrom durchflossen wird.
4. Kernloser Induktionsöfen nach Anspruch ι und 2, -dadurch gekennzeichnet, daß die die Pole verbindenden Jochteile zwischen zwei Polen mehrere zylinderförmige Spulen tragen.
5. Kernloser Induktionsofen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben den zylinderförmigen Spulen noch Flachspulen auf den Polenden angeordnet sind und beide Arten von Spulen derart vom Primärstrom durchflossen no werden, daß sich die Magnetfelder der Zylinderspulen und der Flachspulen addieren.
6. Kernloser Induktionsofen nach Anspruch, ι bis S mit Kühlvorrichtungen zwischen dem Ofenherd und den Primärspulen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtungen aus dicht gelegten, von einem Kühlmittel durchflossenen Metallröhren bestehen.
7. Kernloser Induktionsofen nach. Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

Kühlröhrchen am Ofenboden zutreten und von dort aus zwischen den Primärspulen und dem Ofenherd spiralförmig eng nebeneinander korbartig nach dem oberen Rand geführt sind.
8. Kernloser Induktionsofen nach Anspruch ι bis 5, gekennzeichnet durch flache Kühlkästen zwischen den einzelnen Blechpaketen an den Stirnflächen des Joches. g. Kernloser Induktionsofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkasten an den Frontflächen der Pole mit übergreifenden Rändern versehen sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen