CH400399A - Hohlzylindrischer Heizkörper aus Graphit, Kohle oder einem elektrischen Halbisolator - Google Patents

Description

  Hohlzylindrischer Heizkörper aus Graphit, Kohle oder einem  elektrischen Halbisolator    Vorliegende Erfindung betrifft einen hohlzylindri  schen Heizkörper aus Graphit, Kohle oder einem elek  trischen Halbisolator zum Einsetzen in die     Induktions-          heizspule    eines Induktionsofens. Derartige Heizkörper  werden z. B. zum Erhitzen von     Sinterkörpern    benötigt,  die in das Innere eines aus dem zylindrischen Heiz  körper und einem Boden und Deckel gebildeten Tiegels  eingebracht werden.

   Dabei kommt es oft auf eine be  sonders     gleichmässige    Erhitzung aller Teile des Gutes  an und es ist bekannt, dass es sehr schwierig ist, mit  einem     gewöhnlichen    Heizkörper oder Tiegel mit zy  lindrischer Aussenwand     gleichmässiger    Stärke die  Forderung einer hinreichend gleichmässigen Tempe  raturverteilung zu erfüllen. Diese Schwierigkeit zu  überwinden, ist eines der Ziele der Erfindung.  



  Der     erfindungsgemässe    hohlzylindrische Heizkör  per aus Graphit, Kohle oder einem elektrischen Halb  isolator zum     Einsetzen    in die     Induktionsheizspule    eines       Induktionsofens    ist dadurch gekennzeichnet, dass er  an seiner Aussenseite mit einer Mehrzahl von ochsen  parallelen Furchen versehen ist. In einer besonderen  Ausführungsform weist er z. B. in der Mitte eine Ver  dickung auf, welche durch eine Mehrzahl von     achsen-          parallelen    Furchen unterbrochen ist.  



  Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend  anhand eines     Ausführungsbeispieles    näher erläutert.  Als Ausführungsbeispiel ist ein Vakuumofen zum  Sintern oder Glühen gewählt. Das Erhitzen eines Gutes  muss nämlich oft unter Vakuum geschehen, wenn es  auf besondere Qualität der Produkte ankommt und  gerade eben in diesem Falle ist auch     eine    besonders  gleichmässige Temperaturverteilung von     Bedeutung.          Fig.    1 zeigt den Ofen im Querschnitt.  



       Fig.    2 zeigt denselben Ofen in einem Schnitt nach  der Linie     A-A    der     Fig.    1.         In    den Figuren bedeutet 1 das Ofengehäuse mit  Deckel 2     und,    Vakuumanschluss 3. 4 ist die     Induk-          tionsheizspule,    die gewöhnlich als     wassergekühltes     Kupferrohr ausgebildet ist. Haltevorrichtungen für die  Spule sowie Stromzuführungen sind, weil für die Be  schreibung der Erfindung unerheblich, hier nicht ge  zeichnet.  



  Im Ofen ist ein Podium 5 angebracht, welches den  zu     erhitzenden    Tiegel trägt. Der     allseits    geschlossene  Tiegel ist im Beispielsfalle aus dem eigentlichen zy  lindrischen Heizkörper 6 aus Graphit mit Boden 7 und  Deckel 8 gebildet und von einem Bett 9 aus     Graphit-          oder        Kohlegries    allseitig umgeben. Der Behälter 10 für  den Graphit- oder     Kohlegries    steht auf dem Podium 5  unter Zwischenschaltung einer     Isolierplatte    11.

   Zum       Einblick    in das     Tiegelinnere,    insbesondere zur Tempe  raturmessung, besitzt der Deckel 8 die     Öffnung    12 und  sind weiter das durch die Decklage des Graphit- oder       Kohlegriesbettes    hindurchgeführte Beobachtungsrohr  13 und bei geschlossenen Öfen noch ein Schauglas 14  mit schwenkbaren     Strahlenschutzschirmen    15 vorgese  hen.  



  Der zylindrische Mantelkörper 6 des Tiegels, in  welchem also Heizströme durch die umgebende Spule  induziert werden, ist in der Mitte verdickt wie die  Zeichnung zeigt, und     entlang    des Umfanges dieser  Verdickung ist eine Mehrzahl von ochsenparallelen  Furchen 16 vorhanden. Am einfachsten wird ein sol  cher Heizkörper hergestellt, indem ein     Graphitzylinder     zuerst dem gezeichneten Querschnitt entsprechend ab  gedreht wird und     anschliessend    enge Schlitze in den  verdickten Teil gefräst werden, wie aus der     Fig.    2       ersichtlich    ist.

   Die Weite der schlitzförmig ausgebilde  ten Furchen wird     zweckmässigerweise    etwas geringer  bemessen als der Durchmesser der Körner des den      Tiegel umgebenden Graphit- oder     Kohlegriesbettes.     Man erreicht dadurch, dass die Körner nicht in die  Schlitze eindringen können, was die beabsichtigte Wir  kung, die unten kurz erläutert wird, noch verbessert.  Der beschriebene Heizkörper kann auch so hergestellt  werden, dass man an seine Aussenseite eine Mehrzahl  von     achsenparallelen    Rippen ansetzt.  



  Der Heizkörper nach der Erfindung wird in übli  cher Art und Weise in Betrieb genommen, d. h. nach  Einsetzen oder Einbau in die Spule (und etwaigem  Evakuieren oder     Schutzgasfüllung    des Ofens) wird  letztere eingeschaltet und erhitzt den Heizkörper infol  ge     Induktion.    Die in der     Tiegelwand    induzierte Span  nung wird durch die Schlitze oder Furchen nur un  wesentlich verändert, wogegen die vom Tiegel aufge  nommene Leistung mit zunehmendem Widerstand der  Strombahn entlang der Aussenkontur des Tiegels fällt.  Die     Schlitze    oder Furchen bewirken nur eine solche  Erhöhung des Widerstandes der Strombahn, ohne dass  eine nennenswerte Verringerung des den Strom indu  zierenden Feldes eintritt.

   Bei Anwendung der Erfin  dung wird man die Rippen an jenen Stellen der Tiegel  aussenwand vorsehen, an denen eine gleichbleibende  oder sogar verstärkte Wärmeableitung ohne Steigerung  der Heizleistung erwünscht ist, also im mittleren Teil  der     Tiegelwand,    wenn es, wie normalerweise, auf eine  gleichmässige Temperaturverteilung im gesamten     Tie-          gelinnenraum    ankommt. Natürlich können auch andere  Temperaturverteilungen realisiert werden.

   Wenn der  Heizkörper etwa eine von oben nach unten zuneh  mende Stärke aufweist, die Furchen aber so gearbeitet  sind, dass ihr Boden einen konstanten Abstand von der    Innenwand 18 des Heizkörpers besitzt (wenn sie also  von unten nach oben an Tiefe verlieren), erhält man  einen Heizraum, dessen Temperatur am Boden am  geringsten ist, und nach oben zu stetig zunimmt.  



  Die beschriebene Wirkung wird durch den um  gebenden Graphit- oder     Kohlegries    kaum beein  trächtigt, da die elektrische Leitfähigkeit der     Gries-          füllung    im Verhältnis zu derjenigen der massiven       Tiegelwand    gering ist. Von Bedeutung ist jedoch die  Dicke des den Tiegel umgebenden Graphit- oder       Kohlegriessbettes,    da sie die Wärmeisolation bestimmt.  Im mittleren Teil des Tiegels, wo der verdickte Fur  chen aufweisende Teil einen geringeren Abstand von  der Wand des Behälters 10 bewirkt, ist die (erwünschte)  Wärmeableitung am stärksten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Hohlzylindrische Heizkörper aus Graphit, Kohle oder einem elektrischen Halbisolator zum Einsetzen in die Induktionsheizspule eines Induktionsofens, da durch gekennzeichnet, dass der Heizkörper an seiner Aussenseite mit einer Mehrzahl von achsenparallelen Furchen versehen ist. UNTERANSPRUCH Heizkörper nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass er in der Mitte eine Verdickung aufweist, welche durch die achsenparallelen Furchen unterbrochen ist.