DK149559B - Termostatstyret varmekammer - Google Patents

Description

U9559

Opfindelsen angår et lukket varmekammer med termostatstyring og dannet af mindst to dobbeltvægge-de, i forlængelse af hinanden placerede og elektrisk opvarmede varmetransportrør med kapillarstrukturer i 5 væghulrummene.

Når et varmekammer anvendes f.eks. som labora-torieovn, er det vigtigt, at temperaturen og temperaturfordelingen i kammeret er nøjagtigt indstillelige. I specielle tilfælde ønskes så vidt muligt 10 isotermisk temperaturfordeling over en stor del af kammerets indre. En sådan temperaturfordeling kan opnås i varmetransportrør, hvis anvendelse som ovne er beskrevet i tysk patentskrift nr. 2 110 685 og fransk offentliggørelsesskrift nr 2 183 120.

15 Tysk patentskrift nr. 2 110 685 beskriver et cylindrisk, dobbeltvægget varmetransportrør med kapillarstruktur, som er åbent i den ene eller begge ender og anbragt i en elektrisk opvarmet ekstra ovn, som holder varmetransportrøret på den ønskede temperatur.

20 Temperaturen styres ved hjælp af varmeeffekten.

Det franske offentliggørelsesskrift 2 183 120 beskriver et varmekammer, som opvarmes ved hjælp af parallelle kanaler, som med henblik på temperaturreguleringen er sluttet til et fælles gastrykstyresystem, 25 og som er åbne i mindst den ene ende.

Et varmekammer ifølge nærværende opfindelse er ejendommelig ved, at temperaturen i hvert væghulrum er individuelt indstillelig ved hjælp af et separat, til hulrummet sluttet gastrykstyresystem, og at varmeef-30 fekttætheden er indstillelig til forskellige værdier i hulrummenes længderetning.

Eksperimenter har vist, at der ved konstant varmetilførsel med tilnærmelse gælder følgende relation mellem temperaturen T og trykket P: 2 149559 ΔΤ = ο 1 ΔΡ Τ ' Ρ

Dette betyder, at det ønskede temperaturforløb kan indstilles hurtigt, præcist og meget stabilt.

Sammenhængen mellem temperaturen og trykket 5 afhænger af damptrykkurven for arbejdsmediet. Da absolutte tryk let kan måles, er temperaturerne i kammeret absolut reproducerbare.

Ved målinger af det absolutte tryk under anvendelse af kommercielt udstyr var den relative fejl 10 ^ af størrelsesordenen 10 ^. Den tilsvarende tempera- K AJ -5 turfejl -ψ var derfor af.størrelsesordenen 10

Varmeeffekttæthedens lokale 'indstillelighed i kammerets længderetning gør det muligt at forebygge uregelmæssigheder i temperaturfordelingen hidrørende 15 fra konstruktionsmæssige eller driftsmæssige årsager.

Den eksperimentelle bestemmelse af temperaturen i et varmetransportrør svarende til forskellige damptryk af et arbejdsmedium er beskrevet i tysk offentliggørelsesskrift nr. 1 473 739. Her anvendes et 20 varmetransportrør som damptrykmåler og kalorimeter ved høje temperaturer, idet man udnytter forskydningen af grænsefladen mellem arbejdsmediets gasfase og styregassen.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende 25 under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et længdesnit gennem en første udførelsesform for opfindelsen, og fig. 2 et skematisk længdesnit gennem en anden udførelsesform med flere varmekamre.

30 I fig. 1 er vist et varmekammer 1 omgivet af to varmetransportrør 2 og 3 med væghulrum 2a og 3a. Elektriske varmelegemer er angivet med 4a, 4b, 5a og 5b. Temperaturen i hvert hulrum 2a og 3a regule- 3 149559 res ved styring af trykket i en styregas, der ledes ind i det pågældende hulrum fra et tilsluttet gastrykstyresystem 6. Endvidere kan varmeafgivelsen fra varmelegemerne 4a, 4b, 5a og 5b reguleres individu-5 elt.

Varmetransportrøret 2 er en i den ene ende lukket, dobbeltvægget cylinder, som består af en bægerformet del 2c og en indsats 2d, og varmetransportrøret 3 er et hult dæksel for røret 2's åbne 10 ende. Dækslet 3 og delen 2c holder og centrerer indsatsen 2d ved hjælp af afstandsorganer 7.

Flanger på dækslet 3 og indsatsen 2d er forbundet gastæt ved hjælp af bolte 8. I et udførelseseksempel havde kammeret 1 en diameter på 20 cm og en anvende-15 lig længde på 50 cm. Hvis arbejdsmediet og konstruktionsmaterialerne er udvalgt på passende måde, kan kammeret dække et temperaturområde på op til 2000°C. I det viste eksempel i fig. 1 var væggene fremstillet af rustfrit stål, og arbejdsmediet var vand.

20 På oversiden af kammeret 1 er hulrummene 2a og 3a sluttet til hver sin af to kondensationskupler 9 og 10, som indeholder kølespiraler 9a og 10a, der gennemstrømmes af et kølemedium (f.eks. vand) i den med pile viste retning. I kondensationskuplerne udmun-25 der styregasledninger 11 og 12, som fører til de to styregassystemer 6.

Kondensationskuplerne 9 og 10 virker som variable termiske modstande, hvori der dannes grænseflader eller -lag mellem dampen og styregassen, f.eks.

30 argon. Returstrømningen af kondensat til varmekammeret fremmes ved hjælp af kapillarstrukturer 13, der består af flere lag af finmasket trådnet, som dækker hele U9559 4 indersiden af væghulrummene 2a og 3a. Lagene er indbyrdes forbundet ved hjælp af en bro 19, idet vindingsenderne i indsatsen 2d’s lag er bøjet radialt på en sådan måde, at de kommer i berøring med 5 bægerdelen 2c's lag. Herved forkortes kondensatets tilbagestrømningsbane.

Gastrykstyresystemerne 6 omfatter de førnævnte styregasledninger 11 og 12, trykmålere 11a og 12a, to par fint indstillelige nåleventiler 11b, 11c 10 og 12b, 12c, bufferlagre 14a og 14b, et gastil- førselslager 15 og de nødvendige forbindelsesledninger..! det omtalte eksempel var styregassens arbejds-temperatur maksimalt 250°C. Ændringer i styregastrykket resulterer i en forskydning af gas/væskefasegræn-15 sen i kondensationskuplen, hvorved den ønskede temperaturændring frembringes.

Placeringen af varmelegemerne 4a, 4b, 5a og 5b og indstilleligheden af deres varmeafgivelse er valgt således, at kapillarstrukturerne 13 under normal 20 funktion ikke kan tørre ud og derved frembringe overhedet damp. Varmelegemerne er anbragt i den.neder-ste del af varmekammeret og er af opvarmning s tekniske grunde lagt delvis på indersiden og delvis på ydersiden af væghulrummene under kapillarstrukturen.

25 Varmelegemerne er fremstillet af kommercielle

Thermocoax-kabler og er ført ud af kammeret gennem indsvejste rørstykker 16. Metalkappedelen er loddet eller svejst til det tilhørende rørstykke.

Varmekammeret 1 er som helhed omgivet af et 30 termisk' isolerende lag 17 af mineraluld.

Det hule dæksel 3 har aflukkelige gennemføringer 18, men disse påvirker ikke ensartetheden af temperaturen i varmekammeret. De anvendes f.eks. for måling og tilførsel.

35 I udførelseseksemplet ifølge fig. 2 er varme kammeret sammensat af tre indbyrdes forbundne, dob-

Claims (5)

149559 beltvæggede varmetransportrør 19, 20 og 21, der er åbne i begge ender, og to i den ene ende lukkede varmetransportrør 22 og 23. De øvrige henvisningsbetegnelser angår dele, som funktionsmæssigt svarer til 5 dele i fig. 1 med samme benævnelser. En temperaturgradient langs væghulrummene, som er adskilt ved hjælp af skillevægge, kan reguleres ved indstilling af det tilsvarende styregastryk i hvert hulrum. 10 PATENTKRAV

1. Lukket varmekammer (1) med termostatstyring og dannet af mindst to dobbeltvæggede, i forlængelse af hinanden placerede og elektrisk opvarmede varmetransportrør (2, 3) med kapillarstrukturer (13) i 15 væghulrummene (2a, 3a), kendetegnet ved, at temperaturen i hvert væghulrum (2a, 3a) er individuelt indstillelig ved hjælp af et separat, til hulrummet sluttet gastrykstyresystem (6), og at varmeeffekttæt-heden er indstillelig til forskellige værdier i 20 hulrummenes længderetning.

2. Varmekammer ifølge krav 1,. kendetegne t ved, at væghulrummene (2a, 3a) er sluttet til de respektive gastrykstyresystemer (6) gennem kondensationskupler (10, 9) på varmekammerets overside.

3. Varmekammer ifølge krav 1 eller 2, k e n- d'etegnet ved, at de to varmetransportrør er udformet henholdsvis som en i den ene ende lukket hulcylinder (2) og som et hult dæksel (3).

4. Varmekammer ifølge krav 2, kend. e te g- 30 net ved, at de elektriske varmelegemer (4a, 4b, 5a, 5b) er indbygget i væghulrummene (2a, 3a) modsat kondensationskuplerne (10, 9).

5. Varmekammer ifølge krav 4, kendetegnet ved, at varmelegemerne (4a, 4b, 5a, 5b) ligger