NO148056B - Oerepluggkonstruksjon. - Google Patents

Abstract

Ørepluggkonstruksjon.

Description

Induksj onssmelteovii.

Denne oppfinnelse angår ovner som er basert på induksjonsvarmeprinsippet.

De induksjonsovner som for tiden er i vanlig bruk, bygger på to ulike prinsipper: 1. Det materiale som skal oppvarmes, plasseres i det magnetiske vekselfelt inne i en induksjonsspole. Det vil da induseres en vekselstrøm i det metal-liske materiale som skal oppvarmes og denne strøm forårsaker oppvarmnin-gen. 2. Det materiale som skal oppvarmes, anordnes som en sammenhengende ring omkring en induksjonsspole på en jernkjerne. Denne ringen representerer en kortsluttet sekundærkrets på en trans-formator, og strømmen i ringen fører til den ønskede oppvarmning.

Disse to prinsipper for induksjonsopp-varming kan brukes både for oppvarmning med varmebehandling eller varmebe-arbeiding som formål, såvel som for smelt-ing. Foreliggende oppfinnelse angår en induksj onssmelteovn.

En smelteovn etter prinsipp 1 med en ildfast sylindrisk digel inne i en sylindrisk induksjonsspole kalles en digelovn. Forde-lene med en ovn av denne type er følgende: Digelen har en enkel åpen form som er billig å lage og lett å kontrollere og ut-bedre.

Digelen er åpen slik at ovnen kan startes fra kald tilstand ved chargering av grovt skrot eller en forstøpt startblokk. Ovnen er konstruktivt sett meget enkel og kompakt.

Manglene ved denne ovnstype er: Dårlig magnetisk kobling som fører til en effektfaktor på 0,1 til 0,2. Det nødven-dige kondensatorbatteri for kompensering er derfor omfattende og kostbart.

Ovnen er i sitt prinsipp et enfasean-legg, det må derfor brukes et spesielt symmetreringsanlegg for tilknytning til trefasenettet.

Både kompensering og symmetrering krever justering under driften. Regule-rings- og koblingsanlegget for en digelovn er derfor meget omfattende og kostbart.

Ved bruk av nettfrekvens må effekten begrenses for ikke å gi for sterk badbeve-gelse.

En smelteovn etter prinsipp 2 med smeltet metall i en renne rundt induksjons-spolen har etter dette fått navnet renne-ovn. Denne induksjonsovnen har følgende fordeler: Smeiten i rennen får en god magnetisk kobling med spolen, med derav følgende god effektfaktor på 0,3 til 0,7.

Det nødvendige kondensatorbatteri er derfor beskjedent, og det betyr sterk reduksjon i prisen for det komplette anlegg. Renneovnen lar seg enkelt tilpasse trefasenettet ved bruk av to renner og Scottskoblet trans-formator, eller ved bruk av tre renner på en ovn. Løsningen er ikke enkel og elegant, men brukes mye.

Manglene ved renneovnen består i: Ovnsrommet utstyres med én eller flere renner som er lukket, utilgjengelig for inspeksjon og utbedring.

Strømningen i den trange rennen er utilstrekkelig, slik at temperaturen bakerst i rennen gjerne blir høy så levetiden for den ildfaste foringen her blir kort.

Ovnen opptar ikke effekt uten at det finnes metall for en sammenhengende ring i rennen. Da en ikke kan la denne ovn fryse til med en metallsump i ovnen, må en fylle på ovnen fra en annen smelteovn om den skal startes kald, eller når en skal gå over til annen legeringstype.

Foreliggende oppfinnelse angår en induksjonssmelteovn av den type som omfatter en jernkjerne med utpregede poler som hver er forsynt med sin skiveformede induksjonsspole. Disse poler og induksjonsspoler er anordnet inntil ovnens digel. Det særegne ved ovnskonstruksjonen ifølge oppfinnelsen er i første rekke at digelen i området mellom polene og induksjonsspolene er utformet med et tungeformet ef-fektutviklingskammer med tilnærmet pa-rallelle hovedbegrensningsflater og med liten tykkelse i magnetfeltets hovedretning sammenlignet med effektkammerets ut-strekning vinkelrett på denne retning, idet de i og for seg kjente skivespoler er utformet og anordnet tilnærmet parallelt og konformt med ytterveggen av effektkammeret.

Ovnen kan også utføres som trefase-induksjonssmelteovn av den type som har en jernkjerne med tre utpregede poler som hver er forsynt med sin skivespole, idet polene og skivespolene er anordnet inntil ovnens digel. En slik ovn er ifølge oppfinnelsen karakterisert ved at digelens effektkammer har form av tre fra midtpartiet av effektkammeret radialt utadrettede, tungeformede delkamre, idet de tre utpregede poler med sine spoler utenfra rager inn i mellomrommene mellom de nevnte utadrettede, tungeformede delkamre.

De forsøk som gikk forut for og resul-terte i foreliggende oppfinnelse hadde som formål å undersøke mulighetene for å bygge en trefase-induksjonsovn for drift uten symmetreringsanlegg med krav om en åpen, over alt tilgjengelig digel som kan startes med grovt skrot eller med en forstøpt startblokk, og bedre effektfaktor enn kjente digelovner med besparelse av kondensato-rer samt redusert behov for regulering under drift.

Undersøkelsen begynte med at en flat renne ble anordnet om midtbenet på en sluttet jernkjerne med en skivespole på hver side av rennen. Målingene av den magnetiske fluks i midtbenet viste at det midtre parti av dette, (partiet innenfor rennen), var lite utnyttet. Midtdelen av dette benet på jernkjernen ble derfor kuttet bort for å danne en luftspalt. Det materi-alet som skal oppvarmes, kan da anta for-men av en sammenhengende skive mellom skivespolene i luftspalten i midtbenet. Ut-ført som smelteovn kan et tungeparti som stikker ned eller ut fra bunnen av ovnsrommet, føres inn i luftspalten mellom skivespolene. Tykkelsen av metalltungen kan fordelaktig velges 2 til 10 cm for å oppnå en optimal effektutvikling. Varmen vil utvikles i metallet som er i den tungeformede del av digelen, og når metallet er flytende, vil det oppstå en strømning på grunn av det magnetiske trykk som vil drive smeiten inn i ovnsrommet. Metallet i tungen, hvor effektoverføringen skjer, står altså under et forholdsvis stort statisk trykk som gir betingelser for stor effektkonsentrasjon. Den ildfaste foring for en ovn etter prinsippet er tilgjengelig over alt. Dessuten er det muligheter for lettvint plassering av en startblokk eller grove start-biter i det tungeformede partiet ved kald-start.

Istedenfor en flat tunge som stikker ned i luftgapet i en enfaseovn som beskre-vet, kan tungen gis kløverbladform og stik-kes ned i luftgapet mellom tre skivespoler som ligger om hver sin pol på en trebent jernkjerne. Over denne kløverbladformede del, hvor varmeutviklingen skjer, anordnes det sylindriske ovnsrommet hvor det vesentligste av ovnsinnholdet er. Når det gjel-der statisk trykk, effektkonsentrasjon og vedlikehold av digelen under drift, vil man her ha de samme muligheter som nevnt for enfaseutførelsen. Med denne trefase-konstruksjon vil det være full symmetri uansett driftstilstand. Kompenseringen (som funksjon av fyllingsgrad og belast-ning) behøver heller ikke justeres nøyaktig som ved digelovnen, da man her i alle til-feller har full symmetri.

Utførelseseksempler for oppfinnelsen skal idet følgende kort beskrives under hen-visning til tegningene av hvilke: Fig. 1 viser en noe forenklet ovn ifølge oppfinnelsen i vertikalsnitt etter linjen I—I på fig. 2. Fig. 2 viser et horisontalsnitt etter

linjen II—II på fig. 1.

Fig. 3 viser noe forenklet en ovn i tre-faseutførelse ifølge oppfinnelsen i vertikalsnitt etter linjen III—III på fig. 4 og

fig. 4 viser en ovn i trefaseutførelse, delvis i grunnriss og delvis i snitt etter linjen IV—IV på fig. 3.

I den på fig. 1 og 2 viste utførelsesform betegner 1 ovnens ildfaste foring med en sylinderformet øvre del med plass for den vesentligste del av smeiten 4. Den nedre

del har form av en smal tunge (effektut-viklingskammer) som stikker ned i en

spalte i jernkjernens midtre ben 5 som bæ-rer de skiveformede induksjonsspoler 3.

På fig. 3 og 4 er det vist en utførelses-form av en ovn ifølge oppfinnelsen tilpas-set for drift med trefasestrøm. Digelen 1

har i dette tilfelle et øvre sylindrisk ovns-rom og et nedre parti (effektutviklings-kammer) med trekløverformet tverrsnitt

som stikker ned i en jernkjerne 2 med tre

symmetriske poler i en innbyrdes avstand

som gir plass for ovnens nedre parti. Til-formede skivespoler 3 er anbragt på utsiden

av nedre digeldel og montert på polene.

Det vil selvsagt forståes at de på tegningene viste ovner har de vanlig kjente

anordninger for chargering, uttapning og

strømforsyning, men da disse anordninger

ikke utgjør noen del av foreliggende oppfinnelse er de utelatt fra tegningene.

Claims (3)

1. Induksjonssmelteovn av den type

som omfatter en jernkjerne med utpregede poler, hver med sin skiveformede induksjonsspole, hvilke poler og induksjonsspoler er anordnet inntil ovnens digel, karakterisert ved at digelen (1) i om- rådet mellom polene og induksjonsspolene (3) er utformet med et tungeformet effekt-utviklingskammer med tilnærmet paral-lelle hovedbegrensningsflater og med liten tykkelse i magnetfeltets hovedretning sammenlignet med effektkammerets utstrek-ning vinkelrett på denne retning, idet de i og for seg kjente skivespoler (3) er utformet og anordnet tilnærmet parallelt og konformt med ytterveggen av effektkammeret.

2. Induksjonssmelteovn ifølge påstand 1, karakterisert ved at det nevnte effektkammer er anordnet under eller ut til siden ved bunnen av en ovnsherd med vesentlig større volum enn effektkammeret.

3. Trefase-induksjonssmelteovn ifølge påstand 1 med en jernkjerne med tre utpregede poler, hver med sin skivespole, hvilke poler og skivespoler er anordnet inntil ovnens digel, karakterisert ved at digelens effektkammer har form av tre fra midtpartiet av effektkammeret radialt utadrettede, tungeformede delkamre, idet de tre utpregede poler (6) med sine spoler (3) utenfra rager inn i mellomrommene mellom de nevnte utadrettede, tungeformede delkamre.