DE1565732A1

DE1565732A1 - Heizleiter

Info

Publication number: DE1565732A1
Application number: DE19661565732
Authority: DE
Inventors: Strohmeier Dr Gerolf; Alfred Pohler
Original assignee: Metallwerk Plansee GmbH
Current assignee: Metallwerk Plansee GmbH
Priority date: 1965-12-21
Filing date: 1966-11-22
Publication date: 1970-02-26
Also published as: FR1501614A; AT262467B; NL6617552A; US3420986A; GB1163109A

Description

Mp-tal-lvexk Γ 1 a η s ο" c, Akticngoüollijchuf t.: _ψ in 1 ο u t t G / Tirol

"Heizleiter

Die Erfindung betrifft einen Heizleiter-, insbesondere aus hochschmelzenden Metallen, wie z.B. Wolfram, Molybdän oder deren Legierungen, gegebenenfalls mit nichtmetallischen Zusätzen .

Als Werkstoff für Heizleiter von'elektrischen Iloc^oeuiperaturbfcn, die mit Vakuum oder Schutzgas arbeiten, haben sich Wolfram oder Molybdän sehr gut bewährt. Ein Nachteil besteiit allerdings darin, daß diese Metalle bei hohen Temperaturen stark verspröden, Aus Wolfram und Molybuäh hergesteilte Heizleiter weigert ferner den Nachteil auf, daß ihr elektrischer Widerstand verhältnismäßig gering ist, so daß sie mit Hochstromtransformatoren betrieben werden müssen/ ·

Zur Verminderung der genannten Nachteile wurde bereits vorgeschlagen, als IlQchteinneraturheizieiter Netze zu verwenden,

00S80970696

■ . ' : BAD

die aus dünnen Einzeldrähten (Monofilamenten) hergestellt sind. Derartig ausgebildete Heizleiter verspröden nicht mehr so stark und behalten auch nach längerem Betrieb bei Temperaturen über 2000° C ihre Duktilitat bei. Als günstig ist auch anzusehen, dal) ihr elektrischer Widerstand höher als der von massiven üeizleitern aus Wolfram und Molybdän ist. Um den elektrischen Widerstand der Heizleiter weiter zu erhöhen und ihre Oberfläche zu vergrößern, hat man auch schon daran gedacht, diese Heizleiter nicht aus Einzeldrähten zu bilden, sondern aus miteinander verdrillten Drähten bzw. aus dlinnen Drahtseilen.

Die Erfindung zielt darauf ab, einen Heizleiter zu schaffen, der gegenüber diesen bekannten Heizleitern wesentlich bessere Eigenschaften aufweist. Die Erfindung besteht im Wesen darin, daü der Heizleiter aus mindestens einem aus Drähten oder Bändern hergestellten Metallschlauch gebildet ist.

Gegenüber den bekannten Heizleitern weist der erfindungsgemäße Heizleiter vor allem den Vorzug einer großen strahlenden Oberfläche auf. Er kann deshalb selbst bei sehr kleinen Leiterquerschnitten hohen Strombelastungen ausgesetzt werden. Der elektrische Widerstand des erfindungsgemäßen Heizleiters ist verhältnismäßig groß, so daß er auch mit entsprechend höheren Spannungen betrieben werden kann als die bekannten Heizleiter. Dadurch werden die zur

■ - 3 009809/0696

^BAD O.R1GINAL

ziir Mpttisofrtg öe§ Heisletters ae das Leitungsnetz notwendigen TrätisförBretoreit erheblich kleiner und billiger * Außerdem bestehen durch das günstige Stföm-Spannwngsverhältnis besondere Voraussetzungen, um anstelle von TransformatorenTbyrietoreinheiten zu verwenden.

in vorteilftefter Weise 1st die Versprödung des erfindüngsgemäßen üeizleiters auch nach höchsten Belastungen viel geringer als bei den bekannten Heizleitern* 0a der effin- ^ dungsgemäße Heizleiter außerdee ein verhältnismäßig geringes Gewicht hat» werdeff die zu seiner Aufhängung notwendigen

weniger
Halteteile erheblich/beansprucht und können dafür einfacher konstruiert «erden* überdies sind der erfindungsgemäße iieizleiter ttß* die dfärä&r öergestellten Heizkörper gegen öreohnnische Beanspruchuing, wie Schlag und Stoß, sehr widerstandsfähig. Auch den Bennspruchungeii beiii! Aus- und Einschalten des Stroines widersteht der erfindungsgemäße Me~izleiter ia einem bieber nicht erreichten Ausmaß. Der erfindungsgemäße Heizleiter besitzt somit gegenüber den bekannten¹ Heizjleitera eine wesentlich höhere Lebensdauer, weil die dünnen Drähte oder Bander, aus denen er hergestellt ist j 4ie Duktilität auch bei hohen Temperaturen nicht verlieren und er durch; seine Ausbildung als Schlauch gegen meelränisclie Anforderungen unempfindlich ist.

Ber Schiauchl· des erfindungsgemaßen Heisleiters wird aü& den Driihten oder Bändern durch an sich bekannte^ in der

ÖÖ9809/069S

BAD ORIGINAL

Textilindustrie gebräuchliche Verfahren, z.B. durch Klöppeln, hergestellt. Die Verarbeitung der DrUhte oder Dänder aus hochschmelzenden Metallen kann gegebenenfalls bei erhöhten Temperaturen, z.B. bis 200° bis 500°, erfolgen. Bevorzugt werden für die Drähte und Bänder Metalle verarbeitet, die eine hohe Hekristallisationstemperatur aufweisen bzw. auch nach· Beanspruchung bei sehr hohen Temperaturen weitgehend duktil bleiben. Erfindungsgemefl können zur Erhaltung der Duktilität auch bei hohen Temperature^ dem Ausgangematerial für die Drähte und Bänder zur Bildung des Schlauches geringe Mengen an nichtmetallischen Stoffen, wie z.B. Alkali-Silikate, Thoriumoxyd und dgl* zugesetzt und/oder die Drähte bfew. Bänder durch Anwendung geeigneter VerformungsVerfahren hergestellt werden. Bevorzugt wird der Schlauch aus Drähten oder Bändern mit verhältnismäßig kleinen Querschnittsab-Messungen, z.B. aus Drähten «it Durchmessern von O₁Ol bis 0,3 wa_t hergestellt. Je nach Verwendungszweck kann der Schlauch auch aus anders dimensionierten Drähten bzw. Bändern bestehen*

Die Erfindung erstreckt sich:nicht nur auf Heizleiter, die_:

aus Wolfram oder Molybdän oder deren Legierungen bestehen, sondern umfasst auch Heizleiter aus anderen Metallen und Legierungen, ,wie z.B. Tantal, Tantallegierungen, Niob', Nioblegierungen, den Üblichen üeizleiterlegierungen, z.B. auf ChroB-Nickel-Bafils, usw. Der erfindungsgemäDe Heizleiter kann auch die verschiedensten AusfUhrungsformen aufweisen.

009809/0696

Die aus den Drähten gebildeten Schläuche können zu Heizleitergeflechten verarbeitet «erden, die die Form von Körben, Käfigen, Matten oder von Schläuchen mit größerem Durohmesser besitzen* Schließlich kann der erfindungsgemäße Heizleiter nicht nur zur Beheizung von Öfen, sondern auch anstelle der Wolframwendeln als Glühkörper in Glühlampen oder zur Beheizung der Elektroden oder als Gitter von Entladungsröhren oder -lampen verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Reizleiter kann sowohl durch Isolierteile, z.B. keramischen Werkstoffen abgestutzt, aber auch selbsttragend ausgeführt, sein, wobei der Schlauch gemäß der Erfindung um oder in temperaturbeständigen, biegsamen Textil-, Asbest- oder Kunstetoffsohläuchen angeordnet ist. Solche Heizleiter sind in erster Linie für die Verwendung bei mäßigen Temperaturen geeignet. Es ist auch nach einem weiteren Merkmal der Erfindung möglich, dichte Heizleiterschläuche herzustellen, bei welchen die Ausgangsdrähte mit Fasern aus anderen Werkstoffen, z.B. mit Textilfasern oder Fasern aus mineralischen Stoffen,verklöppelt oder verwoben werden. Der Heizleiter kann ebenso in keramische Stütz- oder Formkörper eingelegt werden, wobei er gegebenenfalls ' zusätzlich mit isolierenden Massen eingegossen wird. Für Verwendungszwecke, bei denen der Heizleiter mit den zu erhitzenden Medien, z.B. korrodierenden Oasen oder Flüssigkeiten, nicht direkt in Berührung kommen soll, ist es zweckmäßig, den mit Isolierstoff umgebenen Heizleiterschlauch

BAD OR]QiNAL

nooh zusätzlich mit eine·*äußeren oder inneren gas- und/oder fliissigkeitsdichten Hantel, z.B. aus Metall oder Kunststoff, auszustatten. Auf diese Weise können rohrforalge Heizkörper gebildet werden.

In der Zeichnung sind AusfUhrungsbelspiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Die Fig. i bis 3 zeigen verschiedene AusfUhrungsformen von Metallschläuchen, die aus dünnem Molybdändraht hergestellt sind. Fig. 4 ein Geflecht aus Metallsohläuohen und Fig. 5 und 6 aus den lietallschläuohen gebildete, in Hochtemperaturöfen einsatzfähige Heizkörper.

Der Metallschlauch in Fig- 1 ist aus 2% verklöppelten Ein-

gemäß Fig.2 zeldrähten und der Metallsohlauch/durob Verklöppeln von je sechs parallelen Drähten gebildet; der Metallschlauch in Fig. 3 ist durch Verseilen verdrillter Drähte hergestellt.

Das Geflecht 1 in Fig. k ist aus einen Außendurchmesser von 2 mm aufweisenden Metallschläuchen 2 gemäß Fig. 1 gebildet, die durch Klöppeln von 0,03 mm starken Wolframdrähten gefertigt sind. Der hohlzylindrische Heizkörper 3 in Fig. 5 ist aus zwei solchen, halbzylindrisoh gebogenen Geflechten 1 aufgebaut, deren längs Erzeugenden verlaufenden, einander zugewendeten Ränder im Abstand voneinander angeordnet sind. Diese Geflechte sind an ihren einen Enden durch einen angeschweißten Ring 4 aus Wolfram verbunden, während an jedem ihrer anderen Enden ein Halbring 5 mit einem Stromanschluß 6 aus Molybdän angeschweißt ist. Ein derartiger Heizkörper wurde Über iOOO Stunden in einem Vakuum-

009809/0696

ofen bei Teaperatureti von Über 2000° C betrieben, ohne daß eine aerkliche Versprödung des Heizkörpers nachweisbar war'.

Der ait Drehetro» betriebene und is Dreieck geschaltete Heizkörper 7 nach Fig. 6 weist eine in sich geschlossene Wicklung 8 auf, die aus einen 5 an starken, durch Klöppeln

von je sechs parallelen, 0,02 nm starken Molybdändrähten hergestellten Schlauch genäß Fig. Z gebildet ist. Der Schlauch itt in tteanderartlgen Windungen gewickelt und die Windungen sind zur Bildung eines Hohlzylinders um dessen Aohee angeordnet. UIt Wioklung ist duroh Anbinden ihrer geraden Abschnitte nittels Bindedrähten 9 an drei keramischen Ringen 10 befestigt* Als StronzufUhrungen 11 dienen Drahtbtindel, die um 120° versetzt an geraden Abschnitten angebunden sind· Durch entsprechende Teilung der wicklung und Verbindung der Wicklungeteile kann der Heizkörper auch in Sternschaltung betrieben «erden.

009 809/0696 sad

Claims

Patentansprüche:

1. Heizleiter, Insbesondere aus hochschmelzenden Metallen, wie z.B. Wolfram, Molybdän oder deren Legierungen, gegebenenfalls mit nichtmettalischen Zusätzen, dadurch ge- kennzeichnet, daß er aus mindestens einem aus Drähten oder Bändern hergestellten Schlauch besteht.

2* Heizleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung der Duktilität bei hohen Temperaturen das Ausgangsmaterial für die den Schlauch bildenden Drähte bzw. Bänder geeignete Zusätze, wie z.B. Alkali-Silikate, Thoriumoxyd und dgl., enthält und/oder die Drähte bzw. Bänder durch eine geeignete Verformungstechnik hergestellt sind.

3· Heizleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch mit den Drähten oder Bändern verklöppelte oder verwirkte Textil- oder Mineralfasern aufweist.

k, Reizleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch in oder um einen temperatur-

beständigen, biegsamen Textil-, Mineral- oder Kunststoffschlauch angeordnet ist.

5. Heizleiter nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch mit einer isolierenden

- 9 -009809/0696

_ Q —

unü/oder einer gas- und/oder flUssigkeitsdichten HUlIe versehen ist,

6. Heizleiter nach einem der Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er * aus einem aus Schläuchen gebildeten Geflucht besteht.

7. Hohlzylindrischer Heizkörper, der aus zwei Geflechten nach Anspruch 6 gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die geraden Ränder der den Mantel des Heizkörpers bildenden Geflechte im Abstand voneinander angeordnet und die einen Enden der Geflechte mittels eines angeschweißten Ringes verbunden sind und an jedem der anderen Enden ein Halbring mit einem Stromanschluß angeordnet ist.

8. Hohlzylindrischer Heizkörper,der aus mindestens einem Schlauch nach den Ansprüchen 1 bis 6 gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch in meanderartige

Windungen gewickelt ist und die Windungen zur Bildung des Hohlzylinders um die Körperachse angeordnet und an quer zur Körperaohse vorgesehenen, keramischen Ringen befestigt sind.

Leerseite