DE819874C

DE819874C - Electric heater for high temperatures

Info

Publication number: DE819874C
Application number: DER1378A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Hecke
Original assignee: RUHSTRAT GEB
Current assignee: RUHSTRAT GEB
Priority date: 1950-03-29
Filing date: 1950-03-29
Publication date: 1951-11-05

Description

Elektrischer Heizkörper für hohe Temperaturen Elektrische Heizkörper zum Gebrauche bei hohen Temperaturen über etwa goo° C, die hauptsächlich aus einem beheizten Teil und mindestens aus einem Einführteil für den Heizstrom bestehen und wobei der beheizte Teil eine röhrenförmige Verkleidung von hochfeuerfestem, elektrisch isolierenden und gasdichten Material erhält, sind bekannnt.Electric radiators for high temperatures. Electric radiators for use at high temperatures above about goo ° C, consisting mainly of a heated part and at least consist of an insertion part for the heating current and the heated part being a tubular cladding of highly refractory, electrical insulating and gas-tight material are known.

Es ist auch bekannt, bei elektrisch beheizten Industrieöfen für Temperaturen bis etwa 1100° C metallische Heizleiter zu verwenden, während darüber hinaus bis etwa 1300° C Silitstäbe der Temperaturerzeugung dienen.It is also known to use electrically heated industrial furnaces for temperatures Use metallic heating conductors up to about 1100 ° C, while beyond that up to about 1300 ° C silicon rods are used to generate the temperature.

Für Temperaturen bis etwa 16oo° C werden wiederum metallische Heizleiter, meist aus Molybdän oder Wolfram bestehend, in Verbindung mit Schutzgas benutzt. Dem Schutzgas, das hierbei zumeist denOfennutzraum ausfüllt, kommt dieAufgabe zu, die Lebensdauer der Heizleiter dadurch zu verlängern, daß es dem Luftsauerstoff den Zutritt verwehrt. Bei Temperaturen von etwa i8oo bis zooo° C und noch höher ist dagegen als Heizleiterwerkstoff nur noch Kohle oder Graphit brauchbar, wobei Schutzgase, wie Wasserstoff oder Formiergas, den Nutzraum ausfüllen müssen, um eine möglichst lange Lebensdauer des Heizkörpers herbeizuführen. Das Arbeiten unter Schutzgas ist jedoch für den Benutzer meist mit Unbequemlichkeiten verbunden, und außerdem führt die Anwendung von Schutzgas zu einer kostspieligen Bauweise der Industrieöfen.For temperatures up to about 1,600 ° C, metallic heating conductors, mostly made of molybdenum or tungsten, used in conjunction with protective gas. The task of the protective gas, which mostly fills the usable furnace space, is to extend the service life of the heating conductor by giving it to atmospheric oxygen denied entry. At temperatures of around 180 to zooo ° C and even higher on the other hand, only carbon or graphite can be used as heating conductor material, whereby Protective gases, such as hydrogen or forming gas, have to fill the usable space in order to obtain a to bring about the longest possible service life of the radiator. Working under protective gas however, it is mostly inconvenient for the user, and besides the use of protective gas leads to an expensive construction of the industrial furnaces.

Der Gedanke, aus Kohle oder Graphit bestehende Heizkörper in einem keramischen Schutzrohr luftdicht einzuschließen, scheitert daran, daß die Ausdehnungskoeffizienten von Kohle und Graphit einerseits und den keramischen Stoffen andererseits verschieden sind, so daß Undichtigkeiten auftreten und dadurch die Lebensdauer eines so hergestellten Heizkörpers wesentlich beschränkt wird. Für die oben angegebenen Zwecke waren daher bisher diese Werkstoffe nicht im Gebrauch.The idea of a radiator made of carbon or graphite in one To enclose ceramic protective tube airtight, fails because the expansion coefficient different from carbon and graphite on the one hand and ceramic materials on the other are, so that leaks occur and thereby the life of a manufactured in this way Radiator is substantially limited. For the purposes indicated above, therefore, these were previously Materials not in use.

Nach der Erfindung kann man, nunmehr die Vorzüge von Kohle und Graphit als Werkstoff für Heizleiter verwenden und gleichzeitig die oben geschilderten Nachteile beseitigen.According to the invention, you can now enjoy the benefits of carbon and graphite use as a material for heating conductors and at the same time the disadvantages outlined above remove.

Als Heizleiter wird ein Kohle- oder Graphitstab verwendet, der zwischen verstärkten Enden oder Elektroden angeordnet ist und wobei der Durchmesser der Elektroden geringer ist als der Innendurchmesser des nunmehr einseitig offenen keramischen Schutzrohres. Das eine Ende des Heizkörpers bzw. Stabes ist mit keramischem Kitt mit dem Schutzrohr fest verbunden und daher abgedichtet, das andere Ende dagegen erfährt eine lose Abdichtung gegen das keramische Schutzrohr z. B. in Gestalt einer Vorlage aus Graphitpulver oder einer aus diesem bestehenden Buchse. Durch diese Verbindung der Teile kann sich der Heizkörper in seiner Längsrichtung ausdehnen, ohne daß Luftsauerstoff in das Innere des keramischen Schutzrohres gelangt.A carbon or graphite rod is used as the heating conductor, between reinforced ends or electrodes is arranged and wherein the diameter of the electrodes is smaller than the inner diameter of the ceramic which is now open on one side Protective tube. One end of the radiator or rod is covered with ceramic putty firmly connected to the protective tube and therefore sealed, the other end against it experiences a loose seal against the ceramic protective tube z. B. in the form of a Template made of graphite powder or a socket made of this. Through this When the parts are connected, the radiator can expand in its longitudinal direction, without atmospheric oxygen getting into the interior of the ceramic protective tube.

Anstatt, wie bisher, den Ofennutzraum mit Schutzgas zu füllen, schlägt die Erfindung vor, das keramische Rohr als Führungsrohr für ein in sein Inneres geleitetes Schutzgas zu verwenden, falls aus irgendwelchen baulichen Gründen dies erforderlich sein sollte.Instead of filling the usable furnace space with protective gas, as before, hits the invention proposes the ceramic tube as a guide tube for a inside to use conducted protective gas, if this is for any structural reasons should be required.

Die freien Enden der Elektroden des Heizstabes können nach der Erfindung mit Luft oder Wasser gekühlt oder mit Anschlußelektroden versehen werden, die eine solche Kühlung zulassen. Es gibt eine Fülle von Möglichkeiten, um diese Kühlung durchzuführen.The free ends of the electrodes of the heating rod can according to the invention be cooled with air or water or provided with connection electrodes, the one allow such cooling. There are plenty of ways to get this cooling perform.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. In der Abbildung ist b der aus Kohle oder Graphit bestehende Heizkörper. Seine beiden als Elektroden ausgebildeten Enden c sind verstärkt. Der Durchmesser dieser Verstärkung ist geringer als der Innendurchmesser des keramischen Rohres a, das zumeist aus Tonerde (A12 03) oder Beryllerde (Be0) besteht.The drawing shows an embodiment of the invention. In The illustration shows the radiator made of carbon or graphite. His two Ends c designed as electrodes are reinforced. The diameter of this reinforcement is smaller than the inner diameter of the ceramic tube a, which is mostly made of Alumina (A12 03) or Beryl Alumina (Be0).

Die untere Elektrode des Heizstabes ist bei d mit dem keramischen Schutzrohr fest verkittet. Die obere Elektrode ist durch das offene Ende des Schutzrohres a hindurchgeführt. Zur losen Abdichtung dient die Vorlage e aus Graphitpulver oder gleichartigem Werkstoff, die auch durch eine Buchse aus Graphitpulver ersetzt werden kann. Der Heizstab kann sich nunmehr ausdehnen, ohne daß Luftsauerstoff zu ihm gelangen kann.The lower electrode of the heating rod is at d with the ceramic one Protective tube firmly cemented. The top electrode is through the open end of the protective tube a passed through. The template e made of graphite powder or serves as a loose seal similar material, which can also be replaced by a bushing made of graphite powder can. The heating rod can now expand without oxygen from the air reaching it can.

Durch diese Vereinigung an sich zum Teil bekannter Elemente ist auch in besonders gelagerten Fällen die Möglichkeit gegeben, Schutzgas durch das keramische Schutzrohr zu leiten, so daß in jedem Falle die Lebensdauer des Heizkörpers gewährleistet ist. Das Einführen von Schutzgas in den Nutzraum des Ofens, soweit es sich um die Verlängerung der Lebensdauer des Heizkörpers handelt, erübrigt sich daher. Die Zuführung und Ableitung des Schutzgases ist mit einfachen Mitteln möglich.Due to this combination of elements that are known per se is also In special cases, given the option of shielding gas through the ceramic To conduct protective tube, so that the service life of the radiator is guaranteed in any case is. The introduction of protective gas into the usable space of the furnace, as far as the Extending the service life of the radiator is therefore unnecessary. The feed and discharge of the protective gas is possible with simple means.

Die Enden der Elektroden lassen sich leicht mit Luft oder Wasser kühlen, insbesondere dann, wenn man Anschlußelektroden vorsieht, die hierfür in beliebiger Weise eingerichtet sein können.The ends of the electrodes can be easily cooled with air or water, especially if one provides connection electrodes, which for this purpose in any Way can be set up.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric radiator for high temperatures, in which the radiator in a gas-tight, non-conductive and highly heat-resistant, z. B. made of alumina (Al, 03) or beryllium (Be O) existing ceramic protective tube is stored with great thermal shock resistance, characterized in that the heating element (b) consists of graphite or carbon and is arranged between the reinforced ends or electrodes (c) The diameter of the ends or electrodes (c) is kept slightly smaller than the inner diameter of the protective tube (a), which is open on one side, so that the heating element (b) can expand in its longitudinal direction and the passage of one end (c ) of the radiator (b) through the pipe (a) firmly (at d) and that of the other end loosely (at e) is sealed against the ingress of atmospheric oxygen.

2. Electric radiator according to claim i, characterized in that the air seal of the protective tube (a) by a Bush or template (s) made of graphite powder or similar material.

3. Electrical radiator according to claims i and 2, characterized in that the protective tube (d) is also the guide tube for an introduced protective gas.

4. Electrical radiator according to claims i to 3, characterized in that the free ends of the electrodes (c) of the radiator (b) cooled with air or water are.

5. Electrical radiator according to claims i to 4, characterized in that that the free ends of the electrodes (c) can be cooled by air or water , connection electrodes are provided.