DE677405C - Wirbelstromheizeinrichtung zur Beheizung magnetisch leitfaehiger Massen, z.B. in Form von Gefaessen - Google Patents

Description

• Wirbelstrornheizeinrichtung zur Beheizung magnetisch leitfähiger Massen, z. B. in Form von Gefäßen Die Erfh-idung bezieht sich auf eine Wirbelstroinheizeinrichtung zur Beheizung inagnetisch leitfähiger Massen, z. B. in Form von Gefäßen, bei der die zu beheizende Masse den Polen einer mit mehrphasigem Wechselstrom -espeisten Elektromagnetanordnung als magnetischer Rückschluß vorgelagert ist. Die Elektroniagnetanordnung kann hierbei beispielsweise nach Art einer flach ausgerollten Ständerwicklung eines Induktiolismotors aus-,gebildet werden. Es können aber auch. mehrere baulich voneinander getrennte Elektromagnete vorgesehen werden, die alas j# einem Eisenkern und einer auf diesen aufgebrachten Erregerwicklung bestehen.
• Die Wirk-ungsweise dieser bekanntenHeizeinrichtungen besteht darin, daß die in dem Eisen der Magnetanordnung erzeugten magnetischen Kraftlinien in einem gegebenen Augenti t' blick- aus einem der Magnetpole heraustreten, die den Polen vorgelagerte, zu beheizende Masse durchlaufen und in einen der anderen Magnetpole wieder eintreten. Beim Durchlaufen der zu beheizenden Masse erzeugen die magnetischen Kraftlinien Wirbelströme, die ihrerseils :eine Wärmebildung hervorrufen. Die zu beheizende Masse kann, beispielsweise die Wandun- eines Gefäßes oder -c-ebenenfalls auch eine Heizplatte eines Heiz- und Kochuntersatzes sein.
• Bei der geschilderten Anordnung der Pole zu der zu beheizenden Masse tritt die Erscheinung auf ', daß entsprechend der Änderung der Kraftflüsse von einem positiven Höchstwert durch Null zu einem ne- gativen Tiefstwert auch die magnetisch angreifenden Zugkräfte diesem Verlauf des Kraftflusses von einem Höchstwert auf Null folgen. Es treten daher in der zu beheizenden Masse mechanische Schwingungen. auf, die eine starke Erschütterung und Geräuschbildung zur Folge haben.
• Diese Geräuschbildung ist nicht nur mit der wechselnden Stärke des magnetischen Kraftflusses zu begründen, sondern in einer una,leichmäßi-en. Verteilun- des Kraftilusses über die gesamte Fläche. Ist beispielsweise die Elektromagnetanordnung, wie erwilnit, Z, nach Art einer flach ausgerollten Ständerwicklung eines Induktionsmotors ausgebildet, :Z ZD wobei die Erregerwicklungen mit ihren. Wikkelköpfen seitlich ins. dem Magneteisen, herausragen, so ergibt sich, daß der -wirksame Kraftfluß nach den nicht von Eisen umgebenen Wickelköpfen zu infolge magnetischer Streuung geringer ist. Der Kraftfluß der be-ZD 0 kannten Anordnung ist also nicht symmetrisch über die Polflächen verteilt. Diese Unsymmetrie der Kraftflußverteilung bleibt auch dann bestehen, wenn die Elektromagnetanordnung mehrphasig erregt wird.
• Außerdem tritt noch die weitere ungünstige Erscheinung auf, daß von der Magnetanordnung auf die zu beheizende Masse elektrodynamische Kräfte ausgeübt werden, die eine seitliche Bewegung der Masse, also quer zu den Magnetpolen verursachen. Ist die zu beheizende Masse beispielsweise -ein auf einen Magnetuntersatz aufgestelltes Kochgefäß, so wandert dieses langsam seitlich weiter und fällt schließlich von dem Untersatz herab, wenn es nicht durch zusätzliche Haltevorrichtungen an seiner Wanderung gehindert wird.
• Erfindungsgemäß wird die mit mehrphasigem Wechselstrom gespeiste Elektromagn etanordnung derart ausgebildet, daß die an. gegeneinander verschobene Netzphasen angeschlossenen Erregerwicklungen konzentrisch zueinander angeordnet und durch magnetisch miteinander verkettete Poleisen voneinander -etrennt sind. Besonders vorteilhaft ist cliese Ausbildung der Wirbelstromheizeinrichtung, wenn die zueinander kon7,entrisch angeordnet eil E # rre-erx#-ickILin,-en eine Kreisringform haben. Weitere Einzelheiten der Erfindurig werden .in Hand eines in der Zeichnung in den Fig. i und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Fig. i zeigt in einem serikrechten Schnitt ein zu beheizendes Kochgefäß, welches auf einen elektromagnetischen Untersatz auf-Uestellt ist, und Fig. 2 zeigt den Untersatz im Grundriß. - In dem magnetischen, aus Blechen zusameng,-setzten Eisenkörper i sind die drei konzentrisch zueinander angeordneten Erregerwicklung gen2a, 211 und 2c eingehettet, welche zum Anschluß an die Phasenleitungen eines Drehstromnetzes bestimmt,sind. Die konzentrische Anordnung, der Wicklungen geht zius der Figg. 2 hervor. Die durch die drei Wicklun-en fließenden 2#la##netisiertin-sströme sind in. ihrer Phase z. B. um je 126' (Drehstrom) ,gegeneinander verschoben. Oberhalb der Pole )efindet sich die zu beheizende l#Iasse in Form eines Gefäßbodens,3. Der Gefällboden st zur Erhöhung der Wärmebildun,- mit einer Schicht 4 aus einem elektrisch gut leitenden Metall bzw. einer Metalle#,icruiicr versehen. Die Wirbelstrombilduno- tritt hierbei besoliders in der Metallschicht auf, während der magnetische CefiBboden 3 vornehnilich als magnetischer Rückschluß dient.
• D#r Verlauf des magnetischen Kraftflusses st in der Fig. i nach Lage und Richtung für einen Augenblickswert eingezeichnet. Es geht daraus hervor, daß, wenn die Phase 211 den Null"vert des Stromes erreicht hat, die Phase 2b und 2c noch eine Zu.-kraft auf die Masse 3 ausübt. Die Wirkung ist um so ,günstiger, 'je öfter die zeitlich verschobenen Phasen. miteinander verkettet sind.
• Bei einer derartigen konzentrischen Ausbildung der Erregerwicklungen fällt die resultierende Zugkraft der einzelnen Teilkräftc :eines jeden Poleisens in die g#oilietrische Achse der ringförmigen Wicklungen. Die Kräfteverteilung ist daher bei der Einrichtun- nach der Erfindung vollkommen symmetrisch. Die symmetrische Verteilung des Kraftflusses und somit der Zugkräfte ist um so Clünstiger, als die zueinander korizentrischen Z, t> Erregerwicklungen durch innere und äui.)ere magnetisch miteinander verkettete Poleisen umschlossen sind. Durch die vollkommen symmetrische Kräfteverteilung wird aber eine Erschütterung der zu beheizenden Masse infolge ungleichmäßig an-reifender Kräfte und somit eine Geräuschbildung praktisch vollkommen vermieden.
• Zur Verminderung der Strahlungsverluste ist #es erwünscht, die Heizwirkung in der Mitte des Gefäßbodens zu verstärken und nach außen hin abzuschwächen. Auch dies läßt sich bei der ringförinigen Ausbildung der Erregerwicklungen besonders einfach erreichen. Der Heizeffekt ist dem Quadrat der magnetischen Dichte an den Polflächen proportional. In der Fi-. 2 sü-ld die einzelnen Polflächen mit 5a, 5b und 5c bezeichnet. Gemäß der weiteren Ausbildung der Erliiidung wird daher die magnetische Dichte im Pol 5a größer gewählt als etwa im Pol 5i" d.h. also, die magnetische Dichte wird von innen nach außen heruntergestuft.
• C

Claims (2)

1. PATEN T AN' SPRÜ CII E: i. Wirbelstromheizeinrichtung zur Beheizung magnetisch leitfähiger Massen, z. B. in Form von Gefäßen, bei der die zu beheizende TNIasse den Polen einer mit mehrphasigem Wechselstrom gespeisten Elektromagnetanordnung als magnetischer Rückschluß vorgelagert wird, wobei ge- gebenenfalls zwischen der Elektromagnetanordnung und der magnetischen -Massenoch eine elektrisch gut leitende Metallschicht vorcreschen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die an gegeneinander vorschobene Netzpliasen angeschlossenen Er-z, regerwicklungen konzentrisch zueinander Z, angeordnet und durch magnetisch miteinander verkettete Poleisen voneinander getrennt sind.
2. 2. I#--illriclitiiiilc,)- nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklungen durch innere und äußere magnetisch miteinander verkettete Polcisen umschlossen sind. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzcl-Z, nen Erregerwicklungen und die Poleis,en k-reisringförmig ausgebildet sind. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Ab- stufung der Wärmeleistung der einzelnen konz#entrischen Poleisen gegeneinanderihre magnetische Dichte von innen nachaußen heruntergestuft ist.