AT156472B

AT156472B - Elektrischer Heizkörper aus einem stabförmigen Widerstandsheizleiter und einem keramischen Schutzrohr.

Info

Publication number: AT156472B
Authority: AT
Inventors: Reinhold Reichmann
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1937-04-15
Filing date: 1938-04-15
Publication date: 1939-07-10

Description


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  Elektrischer Heizkörper aus einem stabförmigen   Widerstandsheizleiter und einem keramischen  
Schutzrohr. 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizkörpern, insbesondere für mit hohen Temperaturen betriebene industrielle Öfen, welche aus einem stabförmigen Widerstandsleiter und einem diesen umgebenden gasdichten und an den Heizstabenden vakuumdicht verschlossenen keramischen Schutzrohr bestehen. Als Baustoff für die Widerstandleiter solcher Heizkörper sind Metalle mit hohem Schmelzpunkt, Siliziumkarbid und Kohle bzw. Graphit vorgeschlagen worden. 



  Bei Verwendung der drei letztgenannten Baustoffe haben sich jedoch erhebliche Schwierigkeiten dadurch ergeben, dass in den Kohle-, Graphit-oder Siliziumkarbidstäben während der Erhitzung im Betrieb eine ständige Gasabgabe stattfindet, die zur Ausbildung eines inneren Überdruckes und zur Sprengung des keramischen Körpers führt. Diese Gasabgabe kann teilweise auf die hohe Reaktionsfähigkeit des Kohlenstoffes mit dem keramischen Material des Schutzrohres zurückgeführt werden, wobei sich etwa nach den Gleichungen 
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 gasförmiges Kohlenoxyd bildet. 



   Es hat sich jedoch   überraschenderweise   herausgestellt, dass die genannten Reaktionen nur sehr langsam verlaufen, wenn man eine Berührung zwischen dem Heizstab und dem keramischen Rohr auf grösserer Fläche verhindert. Ferner hat sich ergeben, dass die Gasentwicklung in dem Kohle-,   Graphit-oder Siliziumkarbidstab nicht   nur bei tieferen Temperaturen, sondern in starkem Masse auch bis zu Temperaturen von zirka   1400-1500'stattfindet.   Man kann nun die Gasabgabe praktisch völlig zum Stillstand bringen, indem man erfindungsgemäss den Kohle-, Graphit-oder Siliziumkarbidstab vor der Ingebrauchnahme in einem neutralen oder reduzierenden Gas oder noch besser im Vakuum für längere Zeit auf eine Temperatur von mindestens   14000 erhitzt.

   Noch   besser ist es, den Heizstab nach der erwähnten Erhitzung noch längere Zeit auf der späteren Betriebstemperatur (oder einer etwas höheren Temperatur) zu halten, um mit Sicherheit die Abgabe von weiteren Gasresten aus dem Innern des Stabes zu verhindern. Es hat sich gezeigt, dass Heizkörper mit einem so vorbehandelten Heizstab aus Kohle, Graphit oder Siliziumkarbid, nicht mehr in technisch bedenklichem Masse zur Gasentwicklung neigen. 



   Die beschriebene Entgasung des Heizstabes kann im zusammengebauten Heizkörper geschehen, bevor der Raum zwischen Heizleiter und Schutzrohr gasdicht abgeschlossen wird. Es ist aber auch möglich, den Kohle-, Graphit-oder Siliziumkarbidstab vorher auszuglühen und nachträglich in das Schutzrohr einzubauen. Es hat sich nämlich gezeigt, dass nach einmal erfolgter Entgasung die Wiederaufnahme von Gas nur langsam und in geringem Masse erfolgt. Da es zur Beseitigung von Feuchtigkeitsresten immer zweckmässig ist, den zusammengebauten Heizkörper vor dem Gebrauch durch Erhitzung auf mässige Temperaturen zu entgasen, wie das beispielsweise bei Vakuumgeräten üblich ist, so werden die von der Kohle, dem Graphit oder dem Siliziumkarbid neu aufgenommenen Gasmengen hiebei wieder beseitigt. 



   Um eine zu stürmische Gasentwicklung zu vermeiden, führt man die Erhitzung des Kohle-,   Graphit-oder Siliziumkarbidstabes zweckmässig   mit langsamer Temperatursteigerung durch, 

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Bei langdauernder Anwendung sehr hoher Heiztemperaturen kommt es trotz der Anwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung mitunter vor, dass sich im Innern des Sehutzrohres, besonders wenn dieses den Widerstandsleiter in verhältnismässig weitem Abstand umgibt, Gasmengen bilden, die auf die Dauer zur Sprengung des keramischen Rohres führen, auch wenn der Heizkörper vorher evakuiert und einer Entgasung bei hoher Temperatur unterworfen gewesen ist. 



   Um diesen Mangel zu beheben, wird gemäss der weiteren Erfindung der Raum zwischen dem
Heizleiter und dem Schutzrohr durch ein   Überdrucksicherheitsventil     überwacht,   das schon bei geringen   Überdrücken   anspricht und auf diese Weise die Sprengung des Rohres verhindert, ohne der Luft Zutritt in den Heizkörper zu gestatten. Das Ventil kann in einer der bekannten Arten konstruiert werden. 



   Man kann es unabhängig von der Zuleitung, durch die der Heizkörper evakuiert wird, anordnen oder es in diese einbauen. Im letzteren Falle braucht der Heizkörper nicht   abgeschmolzen   zu werden, da an Stelle der Abschmelzung die Abdichtung durch das nur bei innerem Überdruck ansprechende Ventil tritt. Gegebenenfalls kann das Ventil nach Beendigung des Auspumpens durch ein neutrales oder reduzierendes Gas zugedrückt werden, um das Eindringen von Spuren von Luft in den Heizkörper zu vermeiden. 



   Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt. Mit   Mit 1   ist der stabförmige Widerstandsheizleiter bezeichnet, mit 2 das ihn mit Abstand umgebende Schutzrohr aus keramischem Material, das an seinen beiden Enden mit Metallkappen 3 bzw. 4 vakuumdicht verschlossen ist. Die Metallkappe 4 besitzt dabei einen   wellenförmig   ausgebildeten Teil   5,   der zur Verhinderung von Spannungen infolge verschiedenartiger Wärmeausdehnung der einzelnen Teile dient. An der Metallkappe 3 ist ferner ein Rohrstutzen 6 vorgesehen, durch den das dicht verschlossene keramische Schutzrohr zwecks Evakuierung an eine Luftpumpe angeschlossen werden kann.

   Am andern Ende des Rohres 2 befindet sich ein zweiter Rohrstutzen 7 mit einem Sicherheitsventil   8,   dessen Ventilkegel 9 mittels der Druckfeder 10 gegen den Ventilsitz gepresst wird. Auch der Rohrstutzen 7 kann im Bedarfsfalle als Pumpleitung verwendet werden. 



   PATENT-ANSPRUCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Heizkörpern, insbesondere für industrielle Öfen, die aus einem stabförmigen Widerstandsheizleiter aus Kohle, Graphit oder Siliziumkarbid und einem diesen umgebenden gasdichten und an den Heizstabenden vakuumdicht verschlossenen keramischen   Sehutzrohr   bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizstab vor der Ingebrauchnahme in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre oder im Vakuum auf eine Temperatur von mindestens 1400  C erhitzt wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung des Heizstabes vor dem Zusammenbau des Heizkörpers in einem getrennten Arbeitsgang erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung nach dem Zusammenbau des Heizkörpers geschieht, jedoch bevor der Raum zwischen dem Heizleiter und Schutzrohr gasdicht abgeschlossen ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung bis auf die spätere Gebrauchstemperatur des Stabes oder höher getrieben wird.

5. Nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, hergestellter elektrischer Heizkörper, insbesondere für industrielle Öfen, bestehend aus einem stabförmigen Widerstandsheizleiter aus Kohle, Graphit oder Siliziumkarbid und einem diesen mit Abstand umgebenden gasdichten und an den Heizstabenden vakuumdicht verschlossenen keramischen Schutzrohr, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen dem Heizleiter und dem Schutzrohr durch ein Überdrucksicherheitsventil überwacht wird.

6. Elektrischer Heizkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in einer an das Schutzrohr angeschlossenen Rohrleitung angeordnet ist.