DE695232C - Fluessigkeitsgekuehlter Anschlusskopf fuer Heizkoerper - Google Patents

Description

• Flüssigkeitsgekühlter Anschlußkopf für Heizkörper Zusatz zum Patent 687 591 Im Hauptpatent ist ein flüssigkeitsgekühlter Anschlußkopf für Heizkörper zur Erzeugung hoher Temperaturen beschrieben, bei dem ein Heizleiter von einem keramischen Rohr gasdicht umgeben ist, welches mit einem das Rohrinnere gasdicht verschließenden, die Stromzuführung und die Wärmeableitung vom Heizleiterende vermittelnden zylindrischen Metallkörper versehen ist, wobei der eigentliche Kühlkopf mit dem genannten Metallkörper durch Verschraubung lösbar verbunden ist. Gemäß einer Ausführungsform des Hauptpatents liegen an der Innenwandung des Metallkörpers als Gleitkontakt wirkende- federnde Metallbügel an, die außerhalb des den Heizleiter umgebenden keramischen Schutzrohres mit dem Heizleiterende fest verbunden sind. Der mit dem Metallkörper verschraubte Kühlkopfteil ist bei dieser Ausführungsform von einem beiderseits geschlossenen zylindrischen Mantel umgeben, und @es ist zwischen dem Mantel und dem genannten Kühlkopfteil ein nur nach dem Heizleiterende zu offener Metallzylinder so angeordnet, daß die längs dessen Außenseite dem Heizleiterende zuströmende Flüssigkeit längs der Innenseite des Metallzylinders zurückströmt.
• Es hat sich gezeigt, daß die im Hauptpatent beschriebene Einrichtung sowohl Beine gute Kühlung der Verbindungsstelle des keramischen Rohres mit dem Metallkörper als auch eine gute Wärmeausdehnungsmöglichkeit für den den Stromanschluß tragende. Teil des Anschlußkopfes bei: guter Zugänglichkeit des gasgefüllten oder evakuierten Raumes ermöglicht: Wird jedoch der Heizkörper zur Erzeugung besonders hoher Temperaturen, z. B. über 1q.00° C, verwendet, so erweist es sich als zweckmäßig, Vorkehrungen zu treffen üi*.-den Wärmefluß vom Widerstandsheizleitet' zum flüssigkeitsgekühlten Anschlußkopf weniger schroff zu machen. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung bei einem flüssigkeitsgekühlten Anschlußkopf der vorstehenderwähnten Art dadurch erreicht, daß das mit dem Heizleiterende fest verbundene, in das keramische Schutzrohr hineinragende kontaktgebende Gleitstück mit einer ebenfalls fest auf dem Heizleiter aufsitzenden rohrförmigen Verlängerung versehen ist, die sich gegebenenfalls in einem Graphitrohr fortsetzt und zweckmäßig bis zu dem dem Ofenraum zugekehrten Ende des Anschlußk opfes reicht.- Das Verlängerungsrohr besteht, wenn als Heizleiter ein Metallstab verwendet wird; aus deinem hochschmelzenden Metall (Wolfram oder Moolybdän), während bei -einem aus Graphit oder Siliciumcarbid bestehenden Heizleiter als Baustoff für das Verlängerungsrohr Graphit dient. Durch die erwähnte, in das Schutzrohrende hineinragende Verlängerung des kontaktgebenden Gleitstückes wird erreicht, daß der Wärmefiüß beim Übergang vom H.eizleiter zum gekühlten Anschlußkopf allmählich absinkt. Dies bedeutet nicht nur eine Schonung der zum Aufbau des Heizstabes verwendeten Teile, insbesondere des Widerstandsheizleiters und des ihn umgebenden keramischen Schutzrohres, sondern auch der Lötverbindung, welche den gasdichten Abscbluß des Schutzrohres durch den erwähnten zylindrischen Metallkörper sichert.
• Gemäß der weiteren Erfindung kann der schroffe Temperaturwechsel ;an der Übergangsstelle vom keramischen Schutzrohr zum flüssigkeitsgekühlten Anschlußkopf dadurch weiter verringert werden, daß der Anschlußkopf nach dem Ofenraum zu durch einen Metallring abgeschirmt ist, der so ausgebildet ist, daß er zugleich die vom Ofenraum kommende strahlende Wärme, soweit möglich, vom Anschlußkopf abhält. Zu diesem Zweck gibt man dem Metallring eine konische, sich nach dem Anschlußkopf verbreiternde Gestalt oder versieht man ihn an seiner Außenseite mit einer Hohlkehle. Auch kann man seine Oberfläche z. B. durch Aufbringen metallischen Nickels spiegelnd machen. Die strahlende Wärme wird dann zum Teil unmittelbar in den Ofenraum zurückgeworfen.
• Besonders zweckmäßig ist @es, den zur Wärmeabschirmung ,auf das Ende des Anschlußkopfes aufgesetzten Metallring eng auf dem Schutzrohr aufsitzen zu lassen und ihn erst nach der Herstellung der Lötverbindung zwischen dem Schutzrohrende und dem an dieses sich anschließenden Metallkörper mit diesem zu verschrauben. Beim Aufschrauben ,wird der Metallring ran das Ende des gekühlten Anschlußkopfes angepreßt. Der Ring ent dann zugleich als Handhabe beim Verschrauben des Kühlkopfes mit dem Metallkörper, wodurch sich unerwünschte mechanische Beanspruchungen des keramischen Schutzrohres vermeiden lassen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei-.spiel des ,Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt veranschaulicht. Es bedeutet darin i den beispielsweise aus Graphit bestehenden Heizleiter und 2 das ihn umgebende gasdichte keramische Schutzrohr. 3 ist der das Ende des Schutzrohres z gasdicht verschließende, beispielsweise durch Lotung mit diesem verbundene zylindrische Metallkörper. In der Bohrung des Metallkörpers 3 ist ein aus einem Metallklotz bestehender Gleitkontakt q. geführt, der mit dem aus dem Schutzrohr 2 herausragenden Ende des Heizleiters i verschraubt ist. Mit diesem Gleitkontakt sind durch eine Schraube 5 unter Gasabschluß Kupferlitzen 6 verbunden, die in dem Bodenstück 7 des zylindrischen Metallkörpers 3 endigen und eine flexible leitende Verbindung zwischen den beiden Teilen - herstellen. Der Metallkörper 3 läuft in ein unter Gasfüllung oder Vakuum abschmelzhares Glasrohr 8 aus, das die Verlängerung eines aus dem Bodenstück 7 herausragenden Metallrohres 9 bildet. Das Glasrohr 8 und ein Teil des Metallrohres 9 sind von einer Schutzkappe i o umgeben, die den Abschluß des auf dein Metallkörper 3 unmittelbar ,aufgeschraubten metallischen Kühlkopfteils i i bildet. An seinem anderen Ende läuft der Kühlkopfteil i i in einen Flansch i-, aus, der den Verschluß der einen Stirnseite des äußeren zylindrischen Kühlmantels 13 bildet. Dieser Kühlmantel 13 ist auf seiner anderen Stirnseite durch eine mit einer Flüssigkeitszuleitung 14 versehene Scheibe 15 abgeschlossen. Zwischen dem Kühlmantel 13 und dem Kühlkopfteil i i befindet sich .ein nur nach dem Heizleiterende zu offener Metallzylinder 16, der auf seiner anderen Stirnseite durch eine Scheibe 17 verschlossen ist. Das Kühlwasser strömt durch ein in die Scheibe 17 eingesetztes; in der Achse des Heizkörpers liegendes Rohr 18 zurück. Auf das dem Ofenraum zugekehrte Ende des Metallkörpers 3 ist ein konischer Metallring i g, der das keramische Schutzrohr 2 mit geringem Spielratun umgibt, aufgeschraubt. Der Ring legt sich dabei mit seiner Stirnfläche gegen den Flansch 12 und das Ende des: Kühlmantels 13 ,an.
• Der den Gleitkontakt bildende Metallklotz q. besitzt eine rohrförmige Verlängerung 2o, die in das Ende des Schutzrohres 2 etwa bis zu der Stelle hineinragt, an welcher das durch den Anschlußkopf längs der Außenseite des Metallzylinders 16 zuströmende Kühlwasser den Flansch 12 und den anschließenden zylindrischen Teil des Kühlkopfteils i i berührt. An die rohrförmige Verlängerung 2o des Metallklotzes 4 schließt sich ein ebenfalls mit dem Heizleiter i verschraubtes Gräphitrohr 2 r an, das etwa bis zu der dem Ofenraum zugekehrten Seite des konischen Ringes i g vorspringt.
• Die Wirkung der beschriebenen Einrichtung ist eine dreifache. Die vom Heizleiter abzuführende Wärme gelangt ohne schroffen Temperatursprung ,an das den Anschlußkopf.durchströmende Kühlmittel, die Stromzuführung ist auch bei wechselnden Temperaturen durch einen ohne federnde Teile arbeitenden Gleitkontakt in stets gleichbleibender Güte gewährleistet, und es besteht zwischen den die Wärme hoher Temperatur auf die Kühlflüssigkeit übertragenden Teilen eine feste und auch jederzeit lösbare mechanische Verbindung. Durch die Vereinigung dieser Eigenschaften wird eine besonders große Lebensdauer des Heizkörpers auch bei sehr hohen Temperaturen gewährleistet.

Claims (5)

1. PATRNT'ANSPRÜCIIL: i. Flüssigkeitsgekühlter Anschlußkopf für Heizkörper, bei dem ein Heizleiter von einem keramischen Rohr gasdicht umgeben ist, welches mit einem das Rohrinnere gasdicht verschließenden, die Stromzuführung und die Wärmeableitung vom Heizleiterende vermittelnden zylindrischen Metallkörper versehen ist, mit dem der eigentliche Kühlkopf durch Verschraubung lösbar verbunden ist,. nach Patent 687 594 dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Ende der Heizleiter (i) fest verbundene, in das keramische Schutzrohr (2) hineinragende kontaktgebende Gleitstück (4) mit einer ebenfalls fest auf dem Heizleiter (i) aufsitzenden rohrförmigen Verlängerung (2o) versehen ist, die sich gegebenenfalls in einem Graphitrohr (21) fortsetzt und zweckmäßig bis zu dem dem Ofenraum zugekehrten Ende des Anschlußkopfes reicht.
2. 2. Anschlußk opf"nach Anspruch i für Heizkörper mit metallischem Heizleiter, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrfärmige Verlängerungsstück (2o) aus einem hochschmelzenden Metall (Wolfram oder Molybdän) und nur gegebenenfalls in seinem dem Ofenraum zunächst liegenden Fortsatz (21) ,aus Graphit besteht. `
3. 3. Anschlußkopf nach Anspruch i oder 2 für Heizkörper mit einem Heizleiter aus Graphit oder Siliciumcarbid; dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Verlängerungsstück (2o, 21) ganz aus Graphit besteht.
4. 4. Anschlußko.pf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ofenraum zugekehrte Stirnseite des Anschlußkopfes an der Stelle, wo. das rohrförmige Verlängerungsstück (20) des Gleitkontaktes (.4) bzw. sein Fortsatz (21) endet, durch einen Metallring (i g) abgeschirmt ist, der das Schutzrohr (2) mit geringem Spielraum umgibt und mit dem ofenseitigen Ende des zylindrischen Metallkörpers (3) verschraubt ist.
5. 5. Anschlußkopf nach Anspruch 4, dadurch .gekennzeichnet, daß der Metallring (i g) 'mich nach dem Anschlußkopf zu konisch verbreitert oder an seiner Außenseite mit einer Hohlkehle versehen ist und gegebenenfalls verspiegelt ist.