NO813130L - Apparat til fremstilling av metallpulver. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av metallpulver som avkjøles med høy hastighet.

Det er velkjent å fremstille metallpulver ved å helle smeltet metall på en roterende skive, hvorfra dråpene utslynges i et stort sett horisontalt plan til et bråkjølingskammer, gjennm konsentriske, ringformete tepper av kjølemedium som omgir den roterende skive. Idet dråpene av smeltet metall utslynges fra skiven og passerer gjennom kjølefluidet, avkjøles de meget hurtig og danner derved metallpartikler. Varmen som frigjøres fra de størknende partikler som løper radialt ut fra kanten på den roterende skiven, er en funksjon av det mate-riale som behandles, metalloverhetingen, partikkeldimensjons-fordelingen som forårsakes av den roterende skive, samt den radiale partikkelhastighet. Den frigjorte varmestrøm er vanlig-vis størst nærmest den roterende skive og avtar eksponentielt med økende radius. For å redusere strømmen av kjølegass for en gitt, tillatt kjølefluidumstemperaturstigning, bør masse-strømmen av kjølefluidet variere radialt på samme måte som den frigjorte varmestrøm fra partiklene. I tidligere kjente apparater innføres kjølefluidet i form av et antall konsentriske, vertikalt bevegelige, ringformete soner med innbyrdes ulike massestrømprofiler i tilnærmet og trinnvis motsvarighet til den radiale profil for den frigjorte varmestrøm fra partiklene .

Eksempler på kjent teknikk er omtalt i US-patentskrifter 4.053.264 og 4.078.873. Begge disse patentskrifter omhandler tre separate, ringformete kjølefluidumsmanifolder med tilknyt-tede dyser for leding av kjølefluidet i et ønsket mønster nedad i kjølekammeret rundt den roterende skive. Hastigheten av kjøle-fluidumstrømmen reguleres delvis ved justering av fluidumtrykket i de enkelte, ringformete manifolder. Det anvendes konsentriske, ringformete dyser og ringer-av sirkulære doseringshull for opprettelse av tre radiale soner med forskjellig massestrøm som tilnærmelsesvis motsvarer de nødvendige, radiale varmestrøm-variasjoner. Det kreves høye strømningshastigheter og trykkfall over doseringshullene og de ringformete dyser for å oppnå den ønskete, radiale og perifere regulering av massestrømmen, og for å sikre turbulent omblanding av fluidumstrømmene gjennom tilgrensende dyser, slik at partikkelbanen skjæres av et noen-lunde likeformet gassteppe og det oppnås gode kjøleresultater.

Ovennevnte apparat vil fungere tilfredsstillende, forut-satt at kjølefluidum under høyt trykk er tilgjengelig i store mengder. For å kunne spare kjølemedium og derved forbedre driftsøkonomien under pulverfremsti Ilingen, er det i høy grad ønskelig med et lukket kjølefluidumsystem. Et slikt system vil imidlertid kreve strømningshastigheter og trykktap som er vesentlig lavere enn det som er nødvendig ifølge kjent teknikk, hvorved kjølegassfordelingen og reguleringen vanskelig-gjøres. De enkle aksialstrømningsåpninger og de ringformete dyser ifølge den kjente teknikk er uegnet for systemer med lave trykkfall, idet fluidet som gjennomstrømmer disse åpninger med lav hastighet, har for -liten fremdrift og turbulens til å fylle sonene mellom åpningene og dysene.

Det er et formål ved oppfinnelsen å frembringe en forbedret apparatur for opprettelse av forutfastlagte soner av kjøle-fluidum i apparater til fremstilling av metallpulver ved hurtig-størkning av dråper av smeltet metall.

Et annet formål ved oppfinnelsen er å frembringe et kjøle-fluidumsystem av lave trykk for apparater til fremstilling av metallpulver ved hurtigstørkning av smeltede metallpartikler, hvor det fra en enkelt manifold under trykk fremføres kjøle-medium til et antall dyser som frembringer det ønskete strøm-ningsmønster for kjølefluidet.

Det er videre et formål ved oppfinnelsen å frembringe

et forbedret kjølefluidumstrømningsapparat for et system til fremstilling av metallpulver ved hurtigstørkning, som vil fungere effektivt ved lave strømningshastigheter, med lave trykktap og i et lukket kjølefluidumsystem.

Det er ifølge oppfinnelsen frembrakt et apparat for fremstilling av metallpulver ved hurtigstørkning av smeltede metallpartikler som innslynges i et bråkjølingskammer fra en roter ende skive og gjennom vertikale soner av kjølefluidum, hvor kjølefluidet ledes inn i kammeret fra et antall sylindriske rør som hvert for seg har et utløp som utmunner i kjølekammeret, og et innløp i en kjølefluidumsmanifold, og hvor hvert rør innbefatter midler for opprettelse, innvendig i røret, av en hvirvelstrøm av kjølefluidum som forlater rørutløpet i form av en ekspanderende kjegle av hvirvlende fluidum.

I en utførelsesform står samtlige rørinnløp i forbindelse med en felles kjølefluidumsmanifold. Rørene er anbrakt langs periferien av konsentriske sirkler i hensiktsmessig, innbyrdes avstand, og de hvirvlende kjølefluidumskjegler skjærer hverandre i bråkjølingskammeret i kort avstand under rørutløpene, hvorved det opprettes kontinuerlige, ringformete soner av kjølefluidum som forflyttes nedad gjennom kjølekammeret rundt den roterende skive.

Rørinnløpene består fortrinnsvis av gjennomgående rørvegg-slisser som forløper stort sett tangentialt til den sylindriske rørinnervegg. Disse slisser tjener for opprettelse av fluidum-hvirvelstrømmen i røret. Slissflaten som generelt er mindre enn rørets tverrsnittsflate, regulerer trykkfallet og hastigheten av fluidumstrømmen gjennom røret fra kjølefluidumsmani-folden til kjølekammeret. Hensiktsmessig dimensjonerte rør og slisser ,gir en ekspanderende, konisk hvirvelstrøm, ved lavt trykktap, fra hvert rørutløp.

Den foreliggende oppfinnelse vil således muliggjøre opprettelse av lave strømningshastigheter og lave trykkfall i rørene, idet det ikke kreves turbulent utstrømning fra rørut-løpene for gjenfylling av mellomrommene mellom innbyrdes tilgrensende rør. Det kan anvendes en felles kjølefluidumsmanifold for hele apparatet, da den nøyaktige regulering av trykkfallet gjennom hvert rør oppnås ved hensiktsmessig dimensjonering av rørinnløpsslissene. Den halve kjeglevinkel for fluidet som utløper fra rørene, er direkte avhengig av forholdet mellom innløpsslisseflaten og rørtverrsnittsflaten, og kan derfor uten vanskelighet bestemmes og forutvelges på slik måte, at vertikalbeliggenheten av kjeglenes skjæringspunkt kan beregnes nøyaktig og den riktige røravstand lettvint fastlegges.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 (Fig. IA og IB) viser et snitt av et apparat ifølge

oppfinnelsen, for fremstilling av metallpulver.

Fig. 2 viser et snitt langs linjen 2-2 i fig. IA.

Fig. 3 viser et snitt langs linjen 3-3 i fig. 2.

Fig. 4 viser et snitt langs linjen 4-4 i fig. 3.

Fig. 5 viser et skjematisk riss som illustrerer opprettel-sen av kjølefluidumsoner ved hjelp av apparatet ifølge oppfinnelsen .

Det er i fig. IA vist et apparat for fremstilling av metallpulver ved stor størkningshastighet som omfatter et ytterhus 10 med et løstakbart deksel 11 eller annen, hensiktsmessig anordning som gir adgang til det indre av ytterhuset. Ytterhuset 10 opptar en manifoldanordning 12 som innbefatter en sirkelformet dyseplate 14 hvis ytterperiferi 16 befinner seg i tett-ende inngrep med husets 10 sylindriske sidevegg 18, hvorved ytterhuset deles i et øvre kammer 20 og et nedre bråkjølings-kammer 22. Manifoldanordningen 12 innbefatter videre en øvre, sirkelformet plate 24 og en sylindrisk sidevegg 26 som, sammen med den underliggende dyseplate 14, avgrenser et manifoldrom eller trykkammer 28 for kjølefluidum. Gjennom fire tilførsels-ledninger 30 som er jevnt fordelt langs■veggens 26 periferi, fremføres kjølefluidum, fortrinnsvis heliumgass, til manifoldrommet 28 fra en toroideformet ledning 32 som omgir ytterhuset 10.

En fylletrakt 34 med en dyse 35 er anbrakt i det øvre kammer 20 i ytterhuset 10. Fylletrakten understøttes av den øvre plate 24 i manifoldanordningen 12. Fylletrakten oppvarmes ved egnete midler (ikke vist), f.eks. som omtalt i US-patentskrifter 4.053.264 og 4.078.873. Videre opptar det øvre kammer 20 en smelteovn 36 som (ved ikke viste midler) er dreibart opplagret i ytterhuset 10, for ihelling av smeltet metall i fylletrakten 34. Hverken fylletrakten, smelteovnen eller midlene for dreibar opplagring av smelteovnen ansees som nye trekk ved den foreliggende oppfinnelse. De kan f.eks. være konstruert på samme måte som kjent fra hvilket som helst av de ovennevnte US-patentskrifter 4.053.624 og 4.078.873.

En roterende, tallerkenformet skive 38 med en ytterkant

39 er dreibart opplagret i bråkjølingskammeret 22, umiddelbart under traktdysen 35, for opptakelse av smeltet metall fra smelteovnen 36. Den roterende skive understøttes mot oversiden av en oppadragende sokkel 40, og dreies ved egnete midler, eksempelvis en luftturbin (ikke vist) som er innmontert i sokkelen 40. Gjennom de viste rør 42 som utgår fra bunnen av sokkelen 40, leveres drivkraft for turbinen og kjølefluidum for avkjøling av den roterende skive. Sokkelen 40 er, ved hjelp av stivere 44, avstøttet og stillingsplassert i et traktformet hulrom 45 i bunnen av ytterhuset 10. Den roterende skive, midlene for dreining av skiven og midlene for avkjøling av skiven ansees ikke å være nye trekk ved den foreliggende oppfinnelse.

Det er i manifoldrommet 28 anbrakt et antall vertikal-stilte hvirvelrør 46, hvor det i rørveggene 48 er anordnet gjennomgående slisser 47 (fig. 3) for opprettelse av gassfor-bindelse mellom manifoldrommet 28 og det indre av rørene. I denne utførelsesform ligger rørene mellom den øvre og den nedre manifoldplate henholdsvis 24 og 14 og danner et mønster av fem konsentriske sirkler med felles sentrum i aksen for den roterende skive 38, som tydeligst vist i fig. 2. Disse ringer er, fra den største til den minste, betegnet henholdsvis a,

b, c, d og e. Selv om det foretrekkes at rørene er anordnet i konsentriske ringer, vil andre arrangement også kunne gi det ønskete kjølefluidums-strømningsmønster, og ansees derfor å omfattes av oppfinnelsens ramme.

Den øvre ende 50 av hvert rør er fastsveiset i en sirkelformet åpning 51 gjennom platen 24. Sveisesømmen danner en tetning rundt røret, mellom det øvre kammer 20 og manifoldrommet 28. Den nedre ende 52 av hvert rør 46 er likeledes fastsveiset langs periferien i en åpning 54 gjennom dyseplaten 14. Sveise-sømmen danner en tetning rundt røret, mellom manifoldkammeret 28 og bråkjølingskammeret 22. Utløpet 56 fra hvert rør 46 utmunner i bråkjølingskammeret 22 og forløper i denne utførelses-form stort sett i flukt med undersiden 58 av dyseplaten 14.

En plugg 60 som er anbrakt innvendig i den øvre ende 50 av røret 46, danner en tetning mellom det øvre kammer 20 og det indre av røret 46, under pluggen 60. Pluggen kan uten vanskelighet fjernes, for å lette rengjøringen av rørene. Manifoldens 12 og hvirvelrørenes 46 virkemåte og konstruksjon er nærmere beskrevet i det etterfølgende.

I denne foretrukne utførelsesform er kjølefluidumsystemet anordnet som et lukket resirkulasjonssystem hvor kjølefluidet består av heliumgass.Manifoldvolumet 28 er en felles trykkilde, og bråkjølingskammeret 22 danner et felles trykkavløp for samt lige rør. Trykkfallet i hvert rør, mellom rørinnløpet og -ut-løpet, er derfor det samme, og strømningshastigheten gjennom hvert rør kan lett reguleres gjennom rørinnløps- og -utløps-flåtene. Komplisert ventil- og trykkreguleringsutstyr som kreves ved kjente anordninger, for regulering av strømningshastigheter fra et antall dyser i tilknytning til forskjellige trykkamre,

er derfor unødvendig ved den foreliggende oppfinnelse.

Som vist i fig. IA og IB, ledes heliumgassen inn i manifoldrommet 28 gjennom tilførselsledningene 30, føres videre inn i hvert av hvirvelrørene 46 gjennom rørslissene 47, inn-strømmer i bråkjølingskammeret 22 gjennom rørutløpene 56, og forlater bråkjølingskammeret 22 (sammen med metallpulverpar-tiklene som dannes under prosessen) gjennom et utløp 68 som befinner seg ved bunnen av ytterhuset 10 og som er forbundet med en utløpsledning 70. Utløpsledningen 70 er tilkoplet en gruppepartikkelavskiller som er parallellkoplet og vist som en blokk 72. Ved hjelp av disse avskillere blir metallpartiklene utskilt fra heliumgasstrømmen og avsatt i en oppsamler 74 som, med henblikk på pulvertransportering, kan avstenges ved hjelp av en reguleringsventil 76.

Partikkelfri gass passerer gjennom en ledning 78 fra avskillerne 72, og videre inn i en første varmeveksler 80 som fjerner den varmeenergi som er overført til gassen av de varme partikler, slik at temperaturen ved inngangen til den etter-følgende kjølegasskompressor/sirkulasjonspumpe ligger fra 29 til 32°C under normal driftstemperatur. Kompressoren 82 øker kjølegasstrykket til ønsket driftsnivå, og denne trykkgass fremføres til en andre varmeveksler 84, hvori kompresjonsvarmen avledes og gasstemperaturen senkes til mellom 26 og 29°C, innen gassen overføres gjennom ledningen 86 til den toroideformete ledning 3 2.

Hvirvelrørenes 46 virkemåte og konstruksjon fremgår tyde-ligere av fig. 3 og 4. Oppfinnelsen forutsetter at kjølegassen forlater hvert rør 46 i bråkjølingskammeret 22 som en ekspanderende, hvirvlende kjegle 100, som vist i fig. 3. Dette oppnås ved at gassen i hvert rør formes til en hvirvelstrøm. I denne utførelsesform innbefatter rørene 46 eksempelvis ett eller to par diametralt motsatt beliggende, vertikaltforløpende og rektangulære slisser med høyde H og bredde W. Hvert av rørene 46 i sirklene a, b og c er utstyrt med to par og hvert av rørene

46 i sirklene d og e med ett par slisser. Det venstre rør 46

i fig. 3 og 4 tilhører sirkelen c, og innbefatter to par slisser henholdsvis 47A og 47B. Det høyre rør tilhører sirkelen d,

og er utstyrt med ett par slisser 47C. Som det fremgår av fig. 4, omfatter hver sliss et par parallelle sidevegger 102 og 104, hvor en av sideveggene 104 i hver sliss forløper stort sett tangentialt til hvert rørs 46 sylindriske innervegg 106. Kjølegassen som fra manifoldrommet 28 innstrømmer i røret,

ledes således praktisk talt i tangentretning mot veggflaten 106, og fremkaller derved den ønskete hvirvelstrøm i røret.

Forutsetningen for dannelsen av en kjegle av den beskrevne type ved utløpet 56 er en funksjon av 1) den tangentielle hastighet, målt ved veggflaten 106, av mediumstrømmen som innløper i slissene 47, 2) den aksiale hastighet av mediumstrømmen (som er lik forholdet mellom strømningsmengden og utløpets 56 tverrsnittsflate) og 3) forholdet mellom den effektive rørlengde L og rørinnerdiameteren D, hvor den effektive rørlengde L til-svarer aksialavstanden mellom rørutløpet og bunnen av slissen. For rør av de benyttede dimensjoner vil rørets lengde fra over-kanten av slissen 47 til pluggen 60 ikke i vesentlig grad inn-virke på hastigheten eller den måte hvorpå kjølefluidet strømmer gjennom røret. Men selv om dette var tilfelle, ville enhver innvirkning kunne oppheves ved å plassere pluggen 60 ved over-kanten av slissen 47.

For små verdier av forholdet L/D, f.eks. mindre enn 5,0, er det i det nedenstående angitt en tilnærmelsesvis nøyaktig bestemmelse av den halve kjeglevinkel <f> for kjeglen 100 av hvirvlende gass:

Ag er summen av rørslissenes tverrsnittsflater, hvor hver sliss-flate måles i et plan rettvinklet mot slisseveggflåtene 102 og 104, og parallelt med røraksen. A^er den innvendige tverr-snittsf late av røret 46, rettvinklet mot røraksen. For innbyrdes tilgrensende rør av kjent form vil skjæringspunktet for rørenes kjegler av kjølegass ligge i en avstand under rørut-løpene, som lett kan beregnes eller i hvert fall anslåes tilnærmelsesvis. Det henvises til en publikasjon, "Experimental Investigation of the Structure of Vortices in Simple Cylindrical

Vortex Chamber", Report No. 47, December 1962, av Donaldson

and Snedeker, Aero. Res. Associates of Princeton, for nærmere beskrivelse av strømningen fra utløpet av et sylindrisk hvirvel-rør.

Som tidligere omtalt er apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse innrettet for fremstilling av metallpulver ved hurtigstørkning av smeltede metalldråper. Dråpene frembringes ved uthelling av smeltet metall på en roterende skive hvorfra metallet slynges radialt utad i et stort sett horisontalt plan tilnærmelsesvis parallelt med skivekantens plan. Dråpene passerer gjennom kjølefluidum som omgir skiven, og avkjøles med en hastighet som bestemmes av massestrømmen av den kjølegass hvorgjennom dråpene passerer, og som fortrinnsvis varierer radialt på samme måte som den frigjorte varmestrøm fra partiklene. Ved den foreliggende oppfinnelse vil kjølingshastigheten i ethvert tilfelle bestemmes av hvirvelrørenes antall, dimen-sjon, konstruksjon og plassering. Uansett mønstret av kjølegass-strømmen fra rørene og inn i bråkjølingskammeret, er det kritisk at det, i planet for de vandrende metalldråper, forefinnes stort sett samme gasstrøm i samme radialsone 360° rundt skiven. I motsatt fall vil ulike partikler avkjøles i forskjellig tempo, og selv . partikler av samme størrelse vil ha forskjellige egenskaper.

Ifølge den foregående oppfinnelse vil mediumstrømmen

fra hvert hvirvelrør danne nedad ekspanderende kjegler. Det vil dannes gap mellom innbyrdes tilgrensende kjegler, ovenfor kjeglenes skjæringspunkt. Det er følgelig nødvendig at de rør som er anordnet langs den samme sirkel a, b, c, d eller e,

er slik atskilt at kjeglene fra innbyrdes nærmestliggende rør

skjærer hverandre i et punkt ovenfor metalldråpenes bevegelses-plan som tilnærmelsesvis sammenfaller med planet gjennom skiven 38. Under dette skjæringspunkt vil kjeglene danne en kontinuer-lig, vertikalt vandrende, sirkelformet ring, eller et teppe,

av kjølemedium hvorigjennom metalldråpene må passere. Likeledes må det være slik avstand mellom de konsentriske ringer a, b,

c, d og e av rør, at kjeglene fra innbyrdes tilgrensende, konsentriske ringer også skjærer hverandre ovenfor dråpenes beveg-elsesplan, for å forebygge gap i kjølegasstrømmen mellom de konsentriske, sirkelformete ringer av kjølemedium. Dette inne-bærer at hvis den hvirvlende fluidumkjegle fra hvert av rørene

skjærer kjeglene fra alle tilgrensende og omgivende rør i et punkt hvis vertikalavstand fra rørutløpenes plan er mindre enn den perpendikulære avstand mellom skiven og rørutløpsplanet, vil det, i metallpartiklenes bevegelsesplan, ikke forekomme gap i kjølefluidumstrømmen.

Det ovenstående er tydeligst illustrert i fig. 3 og 5, hvorav det fremgår at de kjegler som frembringes av rørene langs i de to ytterste, konsentriske sirkler a og b, skjærer hverandre på periferien av en sirkel AB. Kjeglene som frembringes av rørene langs de to sirkler b og c, vil på tilsvarende måte skjære hverandre på en sirkelperiferi CD, mens kjeglene som frembringes av rørene langs c og d, skjærer hverandre på

en sirkelperiferi CD. Det er åpenbart at rørene langs hver av sirklene a, b, c, d og e kan være slik konstruert, og dia-metrene av sirklene slik valgt, at skjæringssirklene AB, BC

og CD har forutvalgt diameter, og at sirklenes plan forløper i forutvalgt avstand (henh. X-j , X^ og X^ ) under rørutløpene 56. Videre kan rørene konstrueres, dimensjoneres og anordnes på slik måte, at visse eller samtlige skjæringssirkelplan for-løper i samme avstand (dvs. at X^= X^= X^ ) under rørutløpene 56, selv om dette ikke er nødvendig. Det er imidlertid en forut-setning at kjeglene skjærer hverandre ovenfor bevegelsesbanen for de smeltede partikler som utslynges i radial retning fra den roterende skive 38.

I det viste og foretrukne arrangement vil det opprettes ringformete soner av kjølefluidum (betegnet I, ,11, III og IV

i fig. 5) mellom de innbyrdes tilgrensende skjæringssirkler

(i denne utførelsesform betraktes sone IV som en kombinasjon

av kjølemediumstrømmen fra rørene langs sirklene d og e som er anordnet med meget lite mellomrom). Under avkjølingen må

de smeltede metallpartikler passere gjennom hver enkelt av disse sonér. Kjølehastigheten i hver sone reguleres av antallet rør i hver sone og av kjølefluidets strømningshastighet gjennom de enkelte rør. I denne utførelsesform er rørene langs hver av sirklene a, b, c, d og e identiske, men rørene kan variere fra sirkel til sirkel.

Det er i tabell I angitt dimensjonsdata og prosessdata for det apparat som er vist i tegningene. Oppgavene i tabell I gjelder en total heliumstrømningsmengde av 454 g/sek, en heliumstemperatur av 26,7°C i manifoldrommet, og et konstant trykk av 1,24 bar i manifoldtrykkammeret. Trykktapet for det lukkete system i sin helhet utgjør bare ca. 0,17 bar. Trykktapet fra tilførselsledningen 30 til bråkjølingskammeret 22

er ikke mer enn 0,06 bar. Til sammenlikning kan nevnes at heliumstrømningsmengden ved et system som kjent fra US-patent-skrift 4.078.873 var 454 g/sek og det totale trykktap 0,68 bar.

Det bør bemerkes at L/D-forholdet er liknende for samtlige rør, Forholdet At/Aser heller ikke meget forskjellig for rørene, slik at verdien av de halve kjeglevinkler $ blir tilnærmelsesvis den samme.

Dette spesielle apparat kan produsere nikkelbasert super- legeringspulver av det smeltede metall i en mengde av ca. 150 g/sek. Massestrømmen av kjølegassen i de fire avkjølingssoner I, II, III og IV nærmer seg trinnvis den radiale variasjon

av varmestrømmen som frigjøres fra det smeltede metall under behandlingsprosessen. En nøyaktigere tilnærmelse vil'selvsagt kunne oppnås ved opprettelse av flere sirkler av hvirvelrør,

men kostnadene i forbindelse med ytterligere rørsirkler vil til sist overskygge fordelene ved en bedre overensstemmelse mellom profilen for den frigjorte varmestrøm fra partiklene og profilen for kjølegassens radiale massestrøm.

Selv om oppfinnelsen er vist og beskrevet i forbindelse med foretrukne utførelsesformer av denne, vil det innses av den fagkyndige at det, innenfor oppfinnelsens ramme, kan foretas ulike forandringer og utelatelser.

Claims (9)

1. Apparat til fremstilling av metallpulver, karakterisert ved at det omfatter

et ytterhus (10) en skiveanordning (38) i ytterhuset, som er opplagret for rotasjon om en akse, en dyseplateanordning (14) i ytterhuset, midler (24 og 26) for avgrensning av et manifoldrom (28) for kjølefluidum på den ene side av platen, midler for avgrensning av et bråkjølingskammer (22) på den annen side av platen, og et antall sylindriske hvirvelrør (46) som hvert for seg innbefatter vegger som avgrenser en innvendig, sylindrisk veggflate (106), hvor i det minste en første del av hvert enkelt rør er anordnet i manifoldrommet, og hvor hvert enkelt rør innbefatter anordninger (47A, B, C) for fremføring av kjølefluidum fra manifoldrommet til rørene og for opprettelse av en hvirvelstrøm av nevnte fluidum i røret, og hvor hvert enkelt rør er utstyrt med et kjølefluidumsutløp (52) som utmunner i bråkjølingskammeret, idet rørene er konstruert, dimensjonert og plassert for frembringelse av et ønsket strømningsmønster for kjølefluidet fra utløpene i bråkjølings-kammeret rundt skiveanordningen.

2. Apparat i samsvar med krav 1, karakteriset ved at rørene (46) er anbrakt langs periferien av et antall konsentriske sirkler (a-e) hvis sentrum dannes av skiveaksen, for opprettelse av et antall konsentriske og ringformete soner (I-IV) av kjølefluidum som omgir skiveanordningen.

3. Apparat i samsvar med krav 2, karakterisert ved at antallet av rør (46) i hver sirkel, samt konstruksjonen og dimensjoneringen av hvert rør, er slik valgt at massestrømmen av kjølefluidet i bråkjølingskammeret (22) er trinnvis tilnærmet den radiale variasjon i den varmestrøm som antas å frigjøres fra metallet som skal behandles.

4. Apparat i samsvar med et av kravene 1-3, karakterisert ved at manifoldrommet (28) danner en felles trykkilde og bråkjølingskammeret (22) et felles trykkut-løp for samtlige rør.

5. Apparat i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at anordningene for tilførsel av kjølefluidum og for opprettelse av en hvirvelstrøm av nevnte fluidum i hvert enkelt rør innbefatter minst én sliss (47A, B, C) som forløper gjennom rørveggen, stort sett tangentialt mot rørets sylindriske innervegg, for fremføring av en kjøle-fluidumstrøm fra manifoldrommet og inn i røret, praktisk talt i tangentretning mot rørets innervegg.

6. Apparat i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at det omfatter et lukket tilbake-føringssystem for kjølefluidum, innbefattende anordninger (30) for innføring av kjølefluidum under trykk i manifoldrommet, anordninger (70) for avleding av kjølefluidum fra bråkjølings-kammeret, anordninger (80) for avleding av varme som, under drift av apparatet, overføres til kjølefluidet, og anordninger (82) for tilbakeføring av kjølefluidet.

7. Apparat i samsvar med et av kravene 1-6, karakterisert ved at rørutløpene (52) befinner seg ovenfor skiveanordningens plan, og at rørene er innstilt for å lede kjølefluidum fra utløpene nedad rundt skiveanordningen.

8. Apparat i samsvar med krav 7, karakterisert ved at rørene er anordnet langs periferien av et antall sirkler med skiveaksen som sentrum, at anordningene for tilførsel av kjølefluidum og opprettelse av en hvirvelstrøm av kjølefluidum i hvert rør (46) innbefatter slisser (47A,B,C) som forløper gjennom veggen på hvert rør, stort sett tangentialt mot rørets sylindriske innervegg (106), for fremføring av en kjølefluidumstrøm fra manifoldrommet (28) inn i røret, praktisk talt i tangentretning mot rørinnerveggen, idet antallet av rør i hver sirkel, samt konstruksjonen og dimensjoneringen av hvert rør er slik valgt at massestrømmen av kjølefluidum i bråkjølingskammeret (22) trinnvis vil tilnærmes den radiale variasjon i den varmestrøm som antas å frigjøres fra metallet som behandles, og at apparatet omfatter et lukket tilbake-føringssystem for kjølefluidum, innbefattende 1) anordninger (30) for fremføring av kjølefluidum under trykk til manifoldrommet, 2) anordninger (70) for avleding av kjølefluidum fra bråkjølingskammeret, 3) anordninger (80,,84) for avleding av varme fra kjølefluidet, og 4) anordninger (82) for tilbakeføring av kjølefluidet.

9. Apparat i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at rørene (46) er konstruert for frembringelse av ekspanderende kjegler av hvirvlende kjøle-fluidum fra utløpene (52) i bråkjølingskammeret, og at rørenes antall og plassering er slik at hver fluidumskjegle (100) skjærer kjeglene fra nærmestliggende rør i en rettvinklet avstand fra utløpsplanet, som er mindre enn den rettvinklete avstand mellom skiveanordningen 38 og utløpsplanet.