CH215010A - Hochfrequenzinduktionsofen mit bei Betrieb vorhandenem Unterdruck im Ofeninnern. - Google Patents

Description

      Hochfrequenzinduktionsofen    mit bei Betrieb vorhandenem Unterdruck im Ofeninnern.    Die Erfindung betrifft einen     Hochfre-          quenzinduktionsofen,    der bei Unterdruck im  Ofeninnern     betrieben    werden soll und der  mit einem primär induzierenden Leiter (im  folgenden Primärleiter genannt) zur Erzie  lung des     Hochfrequenzinduktionsfeldes    in  der Ofenladung und mit einer Kondensator  batterie versehen ist.  



  Bei     solchen    Öfen     besteht    die     Bedingung,     dass die Ofenwand auch dann vakuumdicht  bleiben soll, wenn sie von der Wärmeaus  strahlung der Ladung erhitzt wird. Da die  Erregerwicklung sich nicht im Vakuum  selbst befinden kann, weil sonst die Gefahr  eines Überschlages zwischen den Windungen  erhöht würde, muss sie ausserhalb der Ofen  wand angeordnet sein. Diese Anordnung       bringt    aber zwangsläufig mit sich, dass die  Ofenwand, damit sie durch die     Ilochfre-          quenzströme    nicht erhitzt wird, aus nicht  leitendem und dennoch feuerfestem und gas  dichtem Werkstoff hergestellt sein soll.

   Diese  Bedingungen lassen sich bei den bekannten    Bauarten nur schwierig     voreinigen.    Üblicher  weise werden Wände aus keramischen Werk  stoffen, wie Schamotte, Porzellan und der  gleichen     verwendet.    Wände mit grösseren  Abmessungen aus diesen Werkstoffen sind  aber sehr empfindlich gegen Stösse und Tem  peraturschwankungen.  



  Die Erfindung ermöglicht eine zufrieden  stellende Lösung für sämtliche oben gestell  ten Aufgaben dadurch, dass der Primärleiter  aus wenigstens einem sich in     Richtung    der  Ofenachse ununterbrochen erstreckenden Teil  besteht, dessen Enden durch elektrisch iso  lierenden Stoff verbunden sind, dass zwischen  je zwei benachbarten Enden der Primärleiter  teile ein Teil der     Kondensatorbatterie    ange  schlossen ist, und dass dieser Primärleiter  einen Teil der vakuumdichten Wandung des  Ofens bildet.  



  Weil der Primärleiter zwangsläufig aus  Metall, zweckmässig Kupfer besteht, kann  der Bedingung der Vakuumdichtheit auch  bei höheren Temperaturen Genüge getan wer-      den. Der teilweise Ersatz des empfindlichen  keramischen Baustoffes durch Metall ermög  licht weiter einen einfachen Aufbau des  Ofens. Zwischen dem Tiegel und dem metal  lischen Primärleiter können noch     Wärmeiso-          liermittel    aus keramischen Stoffen vorhanden  sein; diese brauchen aber nicht vakuumfest  zu sein.  



  Die Ofenwand kann entweder mehrere  oder eine einzige Windung des Primärleiters  aus Metall aufweisen. Eine vakuumdichte  und elektrisch isolierende Verbindung zwi  schen     Windungsteilen    ist     dann    beiderseitig  von Metall begrenzt, so dass sie leicht künst  lich zu kühlen ist.  



  Die Erfindung wird nachstehend an Hand  der in beiliegender Zeichnung dargestellten  Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der  Zeichnung zeigt:       Fig.    1 einen Längsschnitt des Ofens,       Fig.    2 einen Querschnitt in der Höhe des  Primärleiters mit Schaltbild und       Fig.    3 einen gleichen Querschnitt mit  einer     andern    Ausführungsform des Primär  leiters, ebenfalls mit Schaltbild.  



  In den Figuren ist 1- der Tiegel, der mit  tels einer Stütze 2 aus keramischem Werk  stoff auf eine steinerne Unterlage 3 gestellt  ist. Diese Unterlage ist mit einem flach  geschliffenen Rand 4 versehen, auf dem  unter Zwischenfügung einer Packung 5 die  untere, ebenfalls flach bearbeitete Stirnfläche  des hohlen kupfernen Primärleiters 6 durch  den äussern Überdruck vakuumdicht ab  schliesst. Auf gleiche Weise ist die Verbin  dung des elektrischen isolierenden, z. B.     por-          zellanenen    Zwischenringes 7 mit der     obern     Stirnfläche des     Leiters    6 und der kupfernen  Haube 8 zustande gebracht. Dieser Zwischen  ring 7 dient nur dazu, den primären Hoch  frequenzstrom des Leiters 6 von der metal  lenen Haube 8 fernzuhalten.

   Ein verhältnis  mässig schmaler Ring mit einer Breite von  zum Beispiel 20 cm genügt schon, so dass die  Gefahr des Reissens dieses Ringes infolge  ungleichmässiger Erhitzung nicht so gross ist.  Überdies befindet sich dieser Ring 7 schon  ausserhalb der Zone der höchsten Tempera-    euren. Der Zwischenraum     zwischen    dem Tie  gel 1 und dem Ofenteil 6 ist zwecks     @,#Täi-me-          isolierung    noch mit einer keramischen Nasse  10 ausgefüllt. Zum Anschliessen an die Va  kuumpumpe ist die Haube     R    mit einem Stift  zen 9 versehen.  



  Zur Erregung des     1lochfrequenzfeldes    be  dient man sich bekanntlich einer     Mehrelek-          trodenröhre    oder eines     Motorgenerators,        ge-          lr.uppelt    mit einem     abgestimmten    Schwin  gungskreis. Der Leiter 6 des Ofens bildet  die Selbstinduktion dieses Kreises; eine     Kon-          densatorbatterie    12 ist zum Leiter 6 parallel  geschaltet. Besteht nun dieser Leiter, der  gleichzeitig einen Teil der Ofenwand bildet.

    aus nur einer Windung, wie in     Fig.    2 dar  gestellt ist. so steht die volle Spannung im  Kreis zwischen den benachbarten, durch eine  dünne Isolierschicht     1l    getrennten Enden  des Leiters, was unter     Fmständen    zu einem  Überschlag führen kann. Durch geeignete       Dimensionierung    der Spule und der     Konden-          satorbatterie    kann     man    die     Spannung    an den       Spulenenden    herabsetzen, ohne die zugeführte  Leistung zu erniedrigen.

   Gegebenenfalls       rnuss    durch an sich bekannte Mittel der ab  gestimmte Kreis elektrisch an den Generator  angepasst werden. Zwecks künstlicher Küh  lung des Leiters 6 ist dieser als Hohlkörper  ausgebildet.     Ini    Hohlraum fliesst ein Kühl  wasserstrom, der durch den Stutzen 13 ein  geführt und mittels des Stutzens 14 wieder  abgeleitet wird.  



  In der in     Fig.    3 dargestellten Ausfüh  rungsform ist der     Leiter    in zwei Halbwin  dungen 15 und 1.6 geteilt; zwischen jedem  der beiden benachbarten Enden der Halb  windungen liegt die halbe     Kondensatorbatte-          rie    23     bezw.    24. Zwischen zwei benachbar  ten Enden der Halbwindungen liegt nach       Abstinitnuttg    mir     di.e        Hälfte    der     Kreisspan-          nung,    so dass die Isolierschichten 17 und 18  dünner gewählt werden können und sich bes  ser kühlen lassen.  



  Jede der Halbwindungen bildet einen ge  schlossenen Hohlkörper, der von Kühlflüssig  keit durchströmt wird. Jede der     1:1albwiit-          dungen    ist daher mit einem Eintrittsstutzen      19     bezw.    22 und einem Austrittsstutzen<B>20</B>       bezw.    21 versehen. Das Kühlwasser ist des  halb gezwungen, jede Halbwindung von dem  einen bis zum andern Ende zu durchfliessen.  Zwecks: Führung des     Wassierstromes@    innerhalb  der Halbwindungen können noch Führungs  rippen oder     -flächen    vorhanden sein.  



  Der Primärleiter kann auch aus mehr als  zwei sich in Richtung der Ofenachse ununter  brochen erstreckenden Teilen     bestehen,    an  deren benachbarten Enden jeweils ein Teil  der     Kondensatorbatterie    angeschlossen ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: IHochfrequenzinduktionsofen mit im Be trieb im Ofeninnern vorhandenem Unter druck mit einem primär induzierenden Leiter zur Erregung des Hochfrequenzfeldes und mit einer hondensatorbatterie, welche zusam men den abgestimmten Kreis der Ilochfre- quenzerregung bilden, dadurch gekennzeich net, dass der Primärleiter aus wenigstens einem sich in Richtung der Ofenachse uxt- unterbroehen erstreckenden Teil besteht, des sen Enden durch elektrisch isolierenden Stoff verbunden sind,

   dass zwischen je zwei be nachbarten Enden der Primärleiterteile ein Teil der Kondensatorbatterie angeschlossen ist, und dass dieser Primärleiter einen Teil der vakuumdichten Wandung des Ofens bildet. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Ofen nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärleiterteile flüssigkeitsgekühlt sind. 2. Ofen nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärleiter aus mehreren sich in Richtung der Ofenachse ununterbrochen erstreckenden Teilen besteht.