Vorrichtung zur Verhinderung einer unerwünschten Rückdiffusion von
Gasen in das Präparationsrohr von Rohrofen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Verhinderung einer unerwünschten Rückdiffusion von Gasen, insbesondere der atmosphärischen
Luft, in das offene, von einer Schutzgas und/oder Transportströmung durchflossene
Präparationsrohr von Rohröfen insbesondere der Halbleitertechnik sowie von horizontalen
Rohranlagen der Epitaxie0 In Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Rohrofen
anordnung angegeben, wie sie beispielsweise in der Halblei tertechnik Verwendung
findet0 Der Buchstabe R bezeichnet das waagerechte Präparationsrohr, das beispielsweise
aus Quarz hergestellt ist. Das Rohr wird im allgemeinen mit ge ringer Geschwindigkeit
von einem Schutzgas für die im Inneren befindlichen Halbleiterpräparate durchströmtO
Dieses Schutz gas übernimmt.häutig auch den Tratlsport anderer Gasphasen, welche
bei den jeweiligen Verfahren für die Präparation verwendet werden und bei chemischem
Reaktionen oder Abschei dungen an den Präparaten eine Rolle spielen0 3ei manchen
Präparationsmethoden wird hingegen ein fester oder flüssiger Stoff im Präparationsrohr
durch Reaktion mit Gasen in gasförmige Reaktionsprodukte umgesetzt. Im gasstrom
findet-dann an Kristallen eine Rückreaktion statt, wobei sich der transportierte
Stoff abscheidet0 Bei dem Verfahren der Epitaxie wird im Präparationsrohr beispielsweise
in seiner Mitte durch eine Zufuhrung eine gasförmige Silicium- Chloroform-Verbindung
eingebracht, die zusammen mit dem Dampf eines dotierenden Elementes nach beiden
Seiten durch das Präparationsrohr strömt, wobei Silicium epitaxial auf Si-Substraten
abgeschieden
wird0 Der Querschnittsdurchmesser des Präparationsrohres eines Rohrofens beträgt
einige Zentimeter und die Länge ungefähr zwei bis drei Meter. Diese Abmessungen
des Präparationsrohres variieren bei den verschiedenen Ausführungen der Rohröfen
oder horizontalen Spitaxieanlageno In Fig0 1 ist an die linke Rohröffnung für die
Beschreibung der Bewegungsvorgänge von Gasphasen im Rohr R der Ursprung x = o einer
Längenkoordinate gelegt. Die positive Richtung der x-Koordinate zeigt von der linken
Rohröffnung bei x = o ausgehend in das Rohr hinein. Das rechte Rohrende ist durch
die Länge x = L des Rohres gekennzeichnet0 Die elektrisch gesteuerte Heizung H umschließt
das Rohr. Die Temperaturverteilung längs des Rohres verläuft im allgemeinen konstant,
Das Schutzgas, zO3. Argon oder- Stickstoff, wird bei L mit einem Schlauch S in das
Rohr eingeführt und strömt von rechts nach links mit geringer Xeschwindigkeit v
(einige Zentimeter pro Sekunde) durch das Rohr bis zum linken Rohrausgang an der
Stelle x = Oo Der Rohrquerschnitt an der Stelle x = L auf der rechten Seite ist
durch eine Kappe verschlossen, welche nur eine relativ kleine öffnung für die Zuführung
des Schutzgases mit einem Schlauch oder Glas rohr s freiläßt. Auf der linken Seite
an der Stelle x = o ist das Präparationsrohr in den meisten Fällen über seinen ganzen
Querschnitt offen0 Die Markierungen A und B sollen in das Rohr R hineingeschobene
Präparate darstellen, die von dem Schutzgas, welches das Rohr von rechts nach links
durchströmt, überstrichen werden0 Betrachten wir unter verschiedenen anderen Möglichkeiten
nur ein repräsentatives Beispiel. Bei B befindet sich ein kleines Gefäß mit einer
Phosphorverbindung, z030 P205, die bei einer einstellbaren Temperatur eine gewünschte
Menge Phosphor in gasförmigem Zustand an den Strom des Schutzgases N2 abgibt. Der
Phosphordampf wird in diesem Gasstrom ohne Reaktion mittransportiert. An der Stelle
A liegen im Rohr
scheibenförmige Halbleiterpräparate. In diesen
Halbleiterkristallen findet infolge des vorbeigeführten Gasstromes eine die Halbleiterkristalle
dotierende Diffusion von Phosphoratomen von der Kristalloberfläche aus statt. Dieses
Verfahren wird in der technologischen Fachsprache kurz als Diffusion aus der Gasphase
bezeichnet0 Für die vorliegende Erfindung ist nun der folgende Sachverhalt von Bedeutung
Gemäß Fig. 1 ist das Präparationsrohr an seinem linken Ende bei x = o offene Dort
tritt folglich das von rechts nach links durch das Rohr R hindurchströmende Schutzgas
mit seiner geringen Strömungsgeschwindigkeit v in die freie Luftatmosphäre aus.
An dieser linken Rohröffnung findet andererseits aber auch eine Diffusionsbewegung
der Zimmerluft gegen die Strömung des Schutzgases in das Rohr hinein statt. Ersichtlich
handelt es sich hierbei um einen unerwünschten und in der Praxis unkontrollierten
Ein flußO Die Halbleiterkristalle an der Stelle A in Fig0 t sol len im Sinne des
Verfahrens nur mit dem Schutzgas und der von B herkommenden dotierenden Gasphase,
keinesfalls aber mit spuren der atmosphärischen Luft, insbesondere °2' in Berührung
kommend Durch die bisherige technische Praxis wird zwar bestätigt, daß sich der
ideale aus technologischen Gründen geforderte Zustand eines nur mit Schutzgas gefüllten
Präparationsrohres R wenigstens angenähert in tolerierbaren Grenzen realisieren
läßt0 Für die Präparationstechnik von Halbleiterkristallen ist jedoch der Vorgang
der Rückdiffusion einer äußeren Gasphase gegen die Strömung des Schutzgases wegen
der verbreiteten und vielseitigen technologischen hnwendungen von grundsätzlichem
Interesse0 Nach dem bisherigen Stand der Technik hat man bei offene haltenem Rohrausgang
x0 die Rückdiffusion der Luft in das Präparationsrohr durch die Geschwindigkeit
v der gesamten Schutzgasströmung reguliert. Diese Geschwindigkeit v ist jedoch relativ
klein (einige Zentimeter pro Sekunde) und es
wird hierbei die gesamte
Gasme-nge der Schutzgasströmung zur Regulierung verwendet. Es sei darauf hingewiesen,
daß die Strömungsgeschwindigkeit v an der inneren Rohrwand des Präparationsrohres
sowohl im laminaren als auch im turbulen ten Strömungszustand verschwindet0 Demzufolge
dringt die Luft in das Rohrinnere in der Nähe der inneren Rohrwand praktisch unbeeinflußt
von der steuernden S«römungsgeschwindigkeit v eine Hieraus erhellt, daß die Abwendung
einer unerwünschten Rückdiffusion der atmosphärischen Luft in das Innere des Präparationsrohres
in der nach dem Stande der Technik üblichen Weise qualitativ schwerfällig und ohne
große Variationsmöglichkeiten in der Steuerung isto In quantitativer Hinsicht sind
die Verhältnisse sogar im allgemeinen unbekannt und wer den mehr oder weniger gefühls-mäßig
gehandhabt0 In machen Fäl len wird der Ausgang des Präparationsrohres wenigstens
zeitweilig mit einer Kappe versehen. Die Ausströmung des Schutz gases erfolgt hierbei
durch ein in der Kappe steckendes Röhrchen0 Diese Methode ist jedoch ebenfalls aus
verschiedenen uründen unbefriedigend0 Das Problem der unerwünschten Rückdiffusion
der Luft in-das Innere des Präparationsrohres R existiert prinzipiell auch für die
in der Abschlußkappe steckenden Rohrausgänge der Schutzgasströmung. Eine Variationsfähigkeit
in der Regulierung der unerwünschten Rücdiffusion der Luft ist auch bei dieser Maßnahme
ebenso wenig gegeben wie ohne AbschlußkappeO"In der Praxis muß aber die Kappe bisweilen
abgenommen werden0 Die sich dabei ergebenden Verhältnisse hinsicfttlich der Anwesenheit
unerwünschter Luft mengen im Präparationsrohr entziehen sich praktisch einer quantitativen
Kontrolle, Außerdem wird die ungehinderte Be tätigung eines Schiebers zum Einfügen
der Halbleiterkörper durch eine Abochlußkappe am Ausgang xO des Präparationsrohres
sehr erheblich eingeschränkt0 Bei jedem Abnehmen der Xappe findet eine besonders
starke RW¢kdiffusion erneut statt, da der Konzentrationsgradient der «ruft besonders
hoch ist0
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
aus Gründen einer Verbesserung der Qualität insbesondere von Halbleiterpräparaten
und einer Anhebung der fabrikationsmäßigen Ausbeutezahlen sowie allgemein wegen
einer erwünschten Erhöhung der Sicherheit und Reinheit von im Präparationsrohr durchgeführten
Verfahren, die Rückdiffusion eines unerwünschten Gases, wie zOB. Luft, in das Rohrinnere
wesent lich mehr als bisher zu unterdrücken oder ganz zu vermeiden0 Bei einer Vorrichtung
der eingangs genannten Art ist gemäß der Erfindung zur Lösung der vorstehenden Aufgabe
vorgesehen, daß ein dünnes, hakenformiges Röhrchen mit einer ersten klammerartigen,
auf den Rand des offenen Ausgangs eines Präparationsrohres aufsteckbaren Biegung
versehen ist, daß das Röhrchen an seinem Ende mindestens eine Düsenöffnung auf weist,
die mit einem trichterförmigen Ausgang versehen ist, daß das Röhrchen vor der Düsenöffnung
eine zweite Biegung aufweist, so daß die Düsenöffnung des mit der ersten Biegung
auf das Präparationsrohrende aulgesteckten Röhrchens sich ungefähr in der Rohrachse
im Innern des Präparationsrohres befindet und nach dem Ausgang des Präparationsrohres
hin ge öffnet ist, und daß der Abstand zwischen ester und zweiter Biegung des Röhrchens
und die trichterförmige öffnung so bemessen sind, daß der Mantel des aus der Düsenöffnung
austretenden Schutzgasstrahls mit seiner kegelförmigen, räumlichen Ausdehnung die
ganze öffnung des Präparationsrohres voll ausfüllt und die Randzone der inneren
Wand des Präparations rohres überdeckt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des durch
das Röhrchen transportierten Schutzgases durch eine Druckregeleinrichtung derart
regulierbar ist, daß die Strahl geschwindigkeit im Querschnitt des Ausgangs des
Präparationsrohres überall größer ist als die hiervon unabhängig einstellbare maximale
Strömungsgeschwindigkeit der Schutzgas und/oder Transportströmung im PrEparationsrohrO
Durch
die vorliegende Erfindung wird die unerwünschte Rückdiffusion von Gasen in das Rohrinnere
in sehr einfacher und unaufwendiger Weise verhindert. Eine Vorrichtung gemäß der
Erfindung kann an jeder im Betrieb befindlichen OCenanordnung oder Epitaxieanlage
mit horizontalem Präparationsrohr ohne nennenswerte Unkosten angebracht werden0
Wesentlich hierbei ist, daß bestehende Ofen- oder Epitaxieanlagen deshalb nicht
verändert zu werden brauchen0 Weitere Merkmale und Einzelheiten der'Erfindung ergeben
sich aus den nachfolgenden Erläu-terungen sowie aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Figuren In Figur 2 ist ein Längsschnitt des Präparationsrohres R eines
Rohrofens schematisch dargestellt, Der Längeschnitt verläuft längs der Rohrachse.
Demzufolge bedeutet 21 die Rohrrand des Rohres R. An der Stelle x befindet sich
der offene Rohrausgang. In Figur 1 befindet sich dort der Ursprung x = o der tängenkoordinate
x. Eine Unterlage 22 für Halbleitersubstrate kann durch den Schieber 23 an eine
g-ewünschte Stelle im Inneren des Rohres geschoben werden Die rechte Seite von Figur
2 stellt nicht die Begrenzung des Präparationsrohres R dar. Dieses ist vielmehr
wesentlich länger zu denken0 Für eine Darstellung der vorliegenden Erfindung wird
jedoch nur das hier gezeichnete Endstück des Rohres R in der Nähe seines offenen
Ausganges bei xO benötigto Die Rohrströmung des von rechts nach links durch das
Präparationsrohr R mit einer Geschwindigkeit v strömenden Schutzgases ist in Fig.
2 durch den Geschwindigkeitspfeil v veranschaulicht. Diese Geschwindigkeit v bedeutet
beispiels weise die maximale Geschwindigkeit der parabolischen Geschwindigkeitsverteilung
in einer laminaren Schutzgasströmung. Sie kann aber auch als die mitt-lere Strömungsgeschwindigkeit
in der Rohrströmung des Schutzgases angesehen werden0 Dies ist in jedem Falle eine
Frage der VereinbarungO
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht
gemäß Figur 2 aus dem Röhrchen 24; welches in der angegebenen Weise vermöge einer
klammerartig ausgebildeten Biegung auf den oberen Rand des offenen Ausganges xO
des Präparationsrohres R gesteckt werden kann0 Ersichtlich ist das Röhrchen 24 hakenförmig
gekrümmt und reicht mit dem gebogenen Endteil einige Zentimeter in das Rohr R hinein0
Am Ende des Röhrchens befindet sich eine kleine Düsenöffnung 25, die mit einem trichterförmigen
Ausgang 26 umgeben ist. Die Düsenöffnung 25 befindet sich ungefähr in der Rohrachse
des Präparationsrohres R und zeigt ersichtlich in Richtung der Schutzgasströmung
aus dem Rohr R heraus auf den Rohrausgang xO hine Das Röhrchen 24 ist vorzugsweise
aus feuerfestem Glas, aus Quarz oder aus einem Metall hergestellt0 Es hat einen
äußeren Durchmesser von etwa 4 mm Dicke-und einen inneren Durchmesser von etwa 2
- 3 mm. Die Düsenöffnung 25 hat einen Durchmesser von etwa 1 mmO Die Winkelöffnung
des trichterScrmigen Ausganges 26, der ersichtlich über die Dusenöffnung 25 des
Röhrchens 24 um etwa 1cm hinaussteht, beträgt ungefähr 450.Device to prevent undesired back diffusion of
Gases in the preparation tube of tube furnace The invention relates to a device
to prevent undesired back diffusion of gases, especially atmospheric gases
Air, in the open air, through which a protective gas and / or transport flow has flown
Preparation tube of tube furnaces, in particular of semiconductor technology, as well as of horizontal ones
Tube systems of epitaxy0 In Figure 1 is a schematic representation of a tube furnace
arrangement specified, for example, in semiconductor technology use
finds0 The letter R denotes the horizontal preparation tube, which for example
is made of quartz. The pipe is generally at low speed
a protective gas flows through it for the semiconductor preparations located inside
This protective gas also takes over the pedaling of other gas phases, which
be used in the respective methods for the preparation and in chemical
Reactions or deposits on the preparations play a role for some
Preparation methods, on the other hand, are solid or liquid substances in the preparation tube
converted into gaseous reaction products by reaction with gases. In the gas stream
then a reverse reaction takes place on crystals, whereby the transported
Substance deposited0 In the epitaxy process, for example, in the preparation tube
in its center a gaseous silicon-chloroform compound through a feed
introduced, which together with the vapor of a doping element after both
Sides flowing through the preparation tube, with silicon epitaxially on Si substrates
deposited
is0 The cross-sectional diameter of the preparation tube of a tube furnace is
a few centimeters and the length about two to three meters. These dimensions
of the preparation tube vary with the different designs of the tube furnaces
or horizontal Spitaxieanlageno In Fig0 1 is on the left pipe opening for the
Description of the movement processes of gas phases in the pipe R the origin x = o one
Longitude coordinate placed. The positive direction of the x-coordinate points from the left
Pipe opening at x = o starting into the pipe. The right end of the pipe is through
the length x = L of the pipe marked 0 The electrically controlled heater H encloses
the pipe. The temperature distribution along the pipe is generally constant,
The protective gas, zO3. Argon or nitrogen, is fed into the at L with a hose S
Tube is inserted and flows from right to left at low speed v
(a few centimeters per second) through the pipe to the left pipe exit on the
Point x = Oo The pipe cross-section at point x = L on the right-hand side is
closed by a cap, which has only a relatively small opening for the feed
the protective gas with a hose or glass tube s releases. On the left
at the point x = o the preparation tube is in most cases over its entire length
Cross-section open0 The marks A and B should be pushed into the pipe R.
Preparations represent that of the protective gas, which the pipe from right to left
flowing through, being swept over0 Let us consider various other possibilities
just a representative example. At B there is a small vessel with a
Phosphorus compound, z030 P205, which has a desired temperature at an adjustable temperature
Amount of phosphorus in the gaseous state releases into the flow of the protective gas N2. Of the
Phosphorus vapor is transported in this gas stream without any reaction. At the point
A lie in the pipe
disk-shaped semiconductor preparations. In these
Semiconductor crystals finds the semiconductor crystals as a result of the gas flow passed by
doping diffusion of phosphorus atoms from the crystal surface takes place. This
Process is in the technical jargon for short as diffusion from the gas phase
The following is important for the present invention
According to FIG. 1, the preparation tube is open there at its left end at x = o
consequently, the protective gas flowing through the pipe R from right to left occurs
with its low flow velocity v into the free air atmosphere.
On the other hand, there is also a diffusion movement at this left pipe opening
the room air against the flow of the protective gas into the pipe instead. Obviously
this is undesirable and in practice uncontrolled
A fluxO The semiconductor crystals at point A in Fig0 t should len in the sense of
Procedure only with the protective gas and the doping gas phase coming from B,
but never in contact with traces of atmospheric air, especially ° 2 '
coming By the previous technical practice it is confirmed that the
ideal state, required for technological reasons, of one that is only filled with protective gas
Realize preparation tube R at least approximately within tolerable limits
Lassen0, however, is the process for the preparation technique of semiconductor crystals
because of the back diffusion of an external gas phase against the flow of the protective gas
the widespread and varied technological applications of fundamental
Interest0 According to the current state of the art, the pipe outlet is kept open
x0 the back diffusion of the air into the preparation tube due to the velocity
v regulates the entire shielding gas flow. However, this speed v is relative
small (a few inches per second) and it
is doing the whole
Amount of the protective gas flow used for regulation. It should be noted
that the flow velocity v on the inner tube wall of the preparation tube
in both laminar and turbulent flow conditions, 0 vanishes
the air penetrates the inside of the pipe in the vicinity of the inner pipe wall practically unaffected
From this it is evident from the controlling speed of movement that the turning away
an undesired back diffusion of the atmospheric air into the interior of the preparation tube
in the manner customary according to the state of the art, qualitatively cumbersome and without
There are great possibilities for variation in the control system in quantitative terms
the circumstances are even generally unknown and become more or less emotional
handled0 In some cases the exit of the preparation tube is at least
temporarily capped. The protective gas is emitted here
through a tube stuck in the cap0 However, this method is also off
various reasons unsatisfactory0 The problem of unwanted back diffusion
The air into the interior of the preparation tube R also exists in principle for the
In the end cap stuck pipe outlets of the inert gas flow. An ability to vary
In the regulation of the unwanted back diffusion of the air is also in this measure
just as little given as without an end cap. "In practice, however, the cap sometimes has to
be removed0 The resulting conditions with regard to presence
Undesired amounts of air in the preparation tube elude a quantitative one
Control, in addition, the unimpeded actuation of a slide for inserting
the semiconductor body through a cap at the exit xO of the preparation tube
very considerably restricted0 Every time the Xappe is removed, there is one special
strong RW ¢ kdiffusion takes place again, since the concentration gradient of the «gets particularly
is high 0
The present invention is based on the object
for reasons of improving the quality, in particular of semiconductor preparations
and an increase in the production-related exploitation figures as well as in general because of
a desired increase in the safety and purity of those carried out in the preparation tube
Process, the back diffusion of an undesired gas, such as zOB. Air, inside the pipe
To be suppressed significantly more than before or to be avoided altogether0 With one device
of the type mentioned is according to the invention to solve the above problem
provided that a thin, hook-shaped tube with a first clamp-like,
Bend that can be pushed onto the edge of the open exit of a preparation tube
is provided that the tube has at least one nozzle opening at its end,
which is provided with a funnel-shaped outlet that the tube in front of the nozzle opening
has a second bend so that the nozzle opening has the first bend
The tube inserted onto the end of the preparation tube is approximately in the axis of the tube
located inside the preparation tube and after the exit of the preparation tube
hin ge opens, and that the distance between the ester and the second bend of the tube
and the funnel-shaped opening are dimensioned so that the jacket of the nozzle opening
exiting inert gas jet with its conical, spatial extension the
the entire opening of the preparation tube and the edge zone of the inner one
Wall of the preparation tube covered, the flow rate of the through
the tube transported protective gas through a pressure control device in such a way
it is adjustable that the beam speed in the cross section of the exit of the
Preparation tube is larger everywhere than the independently adjustable maximum
Flow rate of the protective gas and / or transport flow in the preparation tube O
By
the present invention eliminates the undesirable back diffusion of gases into the pipe interior
prevented in a very simple and inexpensive manner. A device according to
The invention can be applied to any OCen arrangement or epitaxy system in operation
can be attached with a horizontal preparation tube at no noteworthy expense0
It is essential here that existing furnace or epitaxy systems are therefore not
need to be changed0 Further features and details of the invention result
can be derived from the following explanations and from the description of exemplary embodiments
based on the figures In Figure 2 is a longitudinal section of the preparation tube R is a
Tube furnace shown schematically, the longitudinal section runs along the tube axis.
Accordingly, 21 means the pipe edge of the pipe R. At the point x is
the open pipe outlet. In FIG. 1, the origin x = o of the length coordinate is located there
x. A pad 22 for semiconductor substrates can by the slide 23 to a
g-desired location to be pushed inside the tube The right side of figure
2 does not represent the limitation of the preparation tube R. Rather, this is
to think much longer0 For an illustration of the present invention
however, only the end of the pipe R drawn here near its open end
Output at xO required o The pipe flow of the from right to left through the
Preparation tube R with protective gas flowing at a velocity v is shown in Fig.
2 illustrated by the speed arrow v. This speed v means
for example, the maximum speed of the parabolic speed distribution
in a laminar protective gas flow. But it can also be called the mean flow velocity
in the pipe flow of the protective gas 0 This is in any case a
Question of agreementO
The device according to the invention consists
according to Figure 2 from the tube 24; which, in the manner indicated, is capable of a
bracket-like bend on the upper edge of the open exit xO
The preparation tube R can be inserted 0 The tube 24 is clearly hook-shaped
curved and with the bent end part extends a few centimeters into the tube R0
At the end of the tube there is a small nozzle opening 25 with a funnel-shaped
Exit 26 is surrounded. The nozzle opening 25 is located approximately in the pipe axis
of the preparation tube R and shows clearly in the direction of the protective gas flow
out of the tube R onto the tube outlet xO. The tube 24 is preferably
made of refractory glass, quartz or a metal0 It has one
outer diameter of about 4mm thickness - and an inner diameter of about 2
- 3 mm. The nozzle opening 25 has a diameter of about 1 mm. The angle opening
of the funnel-shaped output 26, which can be seen via the nozzle opening 25 of the
Tube 24 protruding about 1cm is approximately 450.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das unerwünschte Eindringen
der aisosphärchen Luft in das Präparationsrohr R gegen cie Rohrströmung des Schutzgases
gesteuert und verhindert werden Wie aus der Darstellung in Figur 2 zu ersehen, wird
durch das Röhrchen 24 ein keelförmiger Strahl eines Schutzgases G aus dem offenen
Ausgang x0 des Präparationsrohres herausgeblaser. Hierbei ist darauf zu achten,
daß der Mantel des Strahlkegels noch etwa * bis 3 cm vor dem Ausgang x0 des Präparationsrohres
R auf dessen innere Rohrwand 2'.- auftrifft, so daß der Strahl mit seiner kegelf"
rmigen räumlichen Ausdehnung die ganze Rohröffnung des Präparationsrohres voll ausfüllt
und eine Strecke der inneren Rohrwand des Rohres R von etwa 1 bis 3 cm Tiefe überdeckt.
Ersichtlich läßt sich
auf diese Weise mit einer Vorrichtung gemäß
der Erfindung die unerwünschte Rückdiffusion der Luft in das Präparations rohr mit
sehr einfachen Mitteln unabhängig von der Rohrströmung des Schutzgases steuern und
in gewünschter Weise auch quantitativ regulieren0 Die Rückdiffusion der Luft in
das Präparationsrohr R kann somit erheblich reduziert und praktisch vermieden werden.
Hierbei ergeben sich folgende Vor züge und Gesichtspunkte: Die unerwünschte Rückdiffusion
der atmosphärischen Luft in das Präparationsrohr R des Rohrofens kann im Vergleich
zur oben erwähnten Methode nach dem Stande der Technik durch den,aus der Düse 25
ausgeblasenen Strahlkegel eines Schutz gases unabhängig von der Rohrströmung im
Präparationsrohr drastisch reduziert und praktisch verhindert werden0 Diese Regelung
ist also von der Schutzgasströmung des P'räparationsrohres R mit der Strömungsgeschwindigkeit
v unabgängig0 Der aus der Düse 25 austretende Strahl eines Schutzgases soll zweckmäßig
so eingestellt werden, daß die Strahlgeschwindigkeit v im Rohrausgang x0 des Präparationsrohres
an allen Stellen des Rohrquerschnitts größer als die maxi male Geschwindigkeit v
der Rohrströmung des Schutzgases ist0 Diese Einstellung erfolgt durch den manipulierbaren
Druck an der Gaszuführung des Röhrchens 24; Im Vergleich zu der transportierbaren
Gasmenge des Schutzgases im Präparationsrohr R ist die gasmenge in dem aus der Düse
25 austretenden Strahlungskegel gering. Daher ist die zur Vermeidung einer unerwünschten
Rückdiffusion de Luft in das Präparationsrohr R benötigte zusätzliche Schutzgas
menge in bezug auf Unkosten ohne Bedeutung. Wesentlich ist vielmehr die mit geringstem
Aufwand ermöglichte beliebig
einstellbare beträchtliche Erhöhung
der Strahlgeschwindigkeit v im Vergleich zur Stromungsgeschwindigkeit v der Rohrströmung
des Schutzgases im Präparationsrohr Ro Weiter unten wird zu Figur 8 ausgeführt,
daß die in dem kegelförmigen Strahl mit der Strahlgeschwindigkeit U3i aus 25 ausgeblasene
Schutzgasmenge von der viel größeren Gasmenge des im Präparationsrohr mit der Geschwindigkeit
v strömenden Schutzgases gespeist wird, da unter den vorliegenden Verhältnissen
der Strahl einen Teil des Schutzgases der Rohrströmung aufgrund eines bekannten
hydrodynamischen Effektes in sich hineinreißt.The device according to the invention can prevent undesired penetration
the aisospheric air into the preparation tube R against the tube flow of the protective gas
controlled and prevented As can be seen from the illustration in FIG
through the tube 24 a keel-shaped jet of a protective gas G from the open
Blow out output x0 of the preparation tube. It is important to ensure that
that the jacket of the beam cone is still about * to 3 cm in front of the exit x0 of the preparation tube
R hits the inner tube wall 2 '.- so that the beam with its cone "
spatial expansion completely fills the entire tube opening of the preparation tube
and covers a distance of the inner pipe wall of the pipe R from about 1 to 3 cm deep.
Obviously can
in this way with a device according to
the invention with the unwanted back diffusion of the air into the preparation tube
control and very simple means independently of the pipe flow of the protective gas
also regulate quantitatively in the desired way0 The back diffusion of the air in
the preparation tube R can thus be considerably reduced and practically avoided.
This results in the following advantages and aspects: The unwanted back diffusion
the atmospheric air in the preparation tube R of the tube furnace can be compared
to the above-mentioned prior art method by the, from the nozzle 25
blown jet cone of a protective gas regardless of the pipe flow in the
Preparation tube can be drastically reduced and practically prevented0 This regulation
is therefore of the protective gas flow of the preparation tube R with the flow velocity
v independent0 The jet of a protective gas emerging from the nozzle 25 should be expedient
be adjusted so that the jet velocity v in the pipe exit x0 of the preparation pipe
greater than the maximum speed v at all points of the pipe cross-section
the pipe flow of the shielding gas is 0 This setting is made by the manipulatable
Pressure at the gas supply to the tube 24; Compared to the transportable
The amount of gas in the protective gas in the preparation tube R is the amount of gas in the one from the nozzle
25 exiting radiation cone low. Hence, the one to avoid an undesirable
Back diffusion of the air into the preparation tube R required additional protective gas
amount is irrelevant in terms of expenses. Rather, what is essential is the one with the least
Effort made possible at will
adjustable considerable increase
the jet velocity v compared to the flow velocity v of the pipe flow
of the protective gas in the preparation tube Ro.
that in the conical jet with the jet velocity U3i from 25 blown out
Amount of protective gas from the much larger amount of gas in the preparation tube with the speed
v flowing protective gas is fed, as under the present conditions
the jet part of the protective gas of the pipe flow due to a known
hydrodynamic effect in itself.
Die Tiefe der Düse 25 i Präparationsrohr R und die Kegelöffnung des
aus 23 ausgeblasenen Schutzgasstrahls sind so einzustellen, daß der kegelförmige
Strahl, wie dies in Figur 8 gezeigt wird, bereits eine gewisse Strecke vor der Rohröffnung
x0 auf die innere Rohrwand 2f auftrifft0 In Figur 8 ist diese Strecke durch x -
x' gekennzeichnet0 Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Schutzgasstrahl mit
wesentlich größerer Geschwindigkeit als diejenige in der Rohrströmung direkt an
der inneren Rohrwand entlangstreicht, Hierdurch wird die Strömungsgeschwindigkeit
besonders in der Nähe der inere Rohrwand erheblich vergrößert0 Denn die Strömungsgeschwindigkeit
in der ursprunglichen Rohrströmung des Schutzgases ist in der Nähe der inneren Rohr
wand stark reduziert, so daß die unerwünschte Rückdiffusion der Luft gerade in der
Nähe der inreren Rohrwand praktisch ungehindert in das Innerc des Präparationsrohres
vordringen kann. Dieser Sachverhalt wird in der soeben angegebenen Wei se stark
modifiziert. Längs der Strecke x0 x' wird die Strö mungsgeschwindigkeit in der Nähe
der inneren Rohrwand unabhängig von der Rohrströmung des Schutzgases im Inneren
des Rohres R einstellbar erheblich vergrößert. Die resultierende Schichtdicke der
Gasströmung mit praktisch verschwindender Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar an
der inneren Rohrwand wird hiedurch stark verkleinert. q t wird die gerade in
der
Nähe der inneren Rohrwand bevorzugt stattfindende Rückdiffus ion er Luft in das
Innere des Präparationsrohres drastisch einstellbar mduziert und praktisch weitgehend
ausgeschaltet. In Figur 9 wird darüberhinaus in einer schema tischen Darstellung
gezeigt, wie ein längs der inneren Rohrwand 21 in das Rohr R vordringender Diffusionsstrom
der atmosphärischen Luft auf der Rückseite des aus 25 ausge blasenen Schutzgasstrahls
durch den dort vorhandenen Sog in den Strahlkegel hineingerissen und mit dem Strahl
aus dem Rohr R herausbefördert wird0 Die Geschwindigkeiten vA im Schutzgasstrahl
können für ein Röhrchen 24 vor dessen Verwendung mit einem Staurohr in bekannter
Weise gemessen und ein für allemal in Zusammenhang mit dem Druck am Eingang des
Röhrchens 24 geeicht werden0 In Figur 3 und Fig. 4 ist das Röhrchen 24 der Vorrichtung
gemäß der Erfindung noch einmal für sich allein von der Seite und von vorn (beim
Blick auf die Düse 25j dargestellt0 Figur 2 zeigte das Röhrchen 24 bei seiner Verwendung
am offenen Ausgang des Präparationsrohres Ro In Figur 3 und F gç 4 sollen die charakteristischen
Abmessungen eines Röhrchens 24 in ihren ungefähren Größen angegeben werden0 Diese
Abmessungen variieren jedoch von Fall zu Fall etwas je nach den Abmessungen und
technologischen Verhältnissen eines vorgegebenen Präparationerohres Re Ein Röhrchen
24 kann vorzugsweise aus Quarz oder aus feuerfestem Glas oder aus einem Metall hergestellt
seine Seine Dicke d beträgt zweckmäßig ungefähr 3 - 4 nim.- Der innere Durchmesser
des Röhrchens 24 ist ungefähr 2 - 3 mm groß. Die Höhe a des klammerartig ausgebildeten
Knies ist etwa 1 cm hoch0 Mit diesem Knie wird das Röhrchen 24 zweckmäßig auf den
oberen Rand des Präparationsrohres R gesteckt, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.
Die in das Präparationsrohr R hineinreichen de Tiefe b des Röhrchens 24 beträgt
etwa 5 ois 6- cm. Die Abmessung c der Biegung vor der Düse 25 ist so zu bemessen,
daß
die Düse 25 sich ungefähr im Zentrum des Rohrquerschnitts des Präparationsrohres
R befindet. Im allgemeinen wird c etwa 2,5 bis 3 cm betragen0 Die Düsenöffnung der
Düse 25 ist hinsichtlich ihres Durchmessers ungefähr @ mm großD Die Strahlbreite
und der Strahlöffnungswinkel wird durch den trichterförmigen Ausgang 26 bestimmt,
der etvia 5 cm über die Düsenöffnung 25 hinausragt, wie dies aus Figur 2 bzwO Fig.
3 zu ersehen istv Die Winkelöffnung dieses trichterför migen Ausganges 26 beträgt
ungefähr 45°. Bei einem Röhrchen 24 braucht die Zuführung nicht wie in Figur 2,
Fig. 5 und Fig0 4 nach oben fortgeführt zu werden. Die Zuführung für ein Schutz
gas a kann auch durch ein seitlich abgebogenes Stück des Röhr chens 24 erfolgen0
Diese Variation ist nicht besonders abgebildet worden0 In Figur 5 ist eine Vorrichtung
gemäß der Erfindung nicht von der Seite wie in Fig. 2 sondern von vorn dargestellt0
Man blickt bei der Fig. 5 von außen in die öffnung des Präparationsrohres R hinein.
Die Abmessursgen d, a und c sind aus Figo 3 und Fig. 4 entsprechend in diese Figur
hineingezeichnet worden Das mit dem Bezugszeichen 2 versehene Teil ist ersichtlich
die Rohrwandung des Präparationsrohres Ro Im vorliegenden Fall sind zwei Schieber
23 für Präparate, die nebeneinander in das Innere des Präparationsrohres R hinein
führen, in Figo 5 angedeutete In Figur 6 ist eine Weiterbildung der Erfindung schematisch
dargestellt0 Der Blick in das Präparationsrohr R in Längs richtung seiner Achse
ist hier ebenso wie in Fig. 5 ausge richtet. Man sieht von außen in die öffnung
des Rohres R hinein. Die Weiterbildung der Erfindung besteht in einer flachen Verbreiterung
des Düsenträgers am Ende des Röhrchens 24, so daß nun mindestens zwei Düsenöffnungen
auf gleicher Höhe nebeneinanderstehene Der Abstand dieser Düsenöffnungen voneinander
beträgt ungefähr 008 bis cm. Der trichterför mige Ausgang 26 ist entsprechend abgeflacht
und seitlich ver breitert, wie dies aus Fig. 6 zu ersehen ist0
In
Figo 7 ist dieser fit zwei Düsenöffnungen versehene Teil des Röhrchens 24 von oben
gesehen dargestellt0 Dieser in Fig0 7 dargestellte Teil des Röhrchens 24 reicht
ersichtlich in der Zeichnung nur bis zw-der Biegung c (Fig0 3) aus Grün den besserer
Anschaulichkeit0 Der Grund für die in Fig. 6 aufgezeigte Weiterbildung der Erfindung
ist der folgende. Wenn zwei Düsenöffnungen vorhanden sind, entstehen zwei etwas
gegeneinander verschobene, sich gegenseitig durchdringende StrahlkegelO Auf diese
Weise wird eine bei nur einer Düsenöffnung eintretende "Schatten wirkung" des Schiebers
23 und des Röhrchens 24 in bezug auf die innere Rohrwand 2" im Strahlkegel des Schutzgases
ver hindert0 Ein aus zwei Strahlkegeln bestehender Strahl eines Schutzgases-kann
die Rohrwand 21 r in einer Tiefe xO -(siehe Fig0 8) überall ohne Aussparungen durch
"Schattenwirkung" erreichens Eine Wirkung zur Verhinderung der Rückdiffusion der
Luft insbesondere in der Nähe der inneren Rohrwand 21 wird auch durch eine in Figur
6 dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung uneingeschränkt an allen Stellen
des Rohrquerschnittes am Ausgang des Präparationsrohres R gewährleistetO Die in
Fig. 8 und Fig. 9 schematisch dargestellten Wirkungen des aus der Düse 25 aus btenden
Strahles eines Schutzgases in bezug auf die in der Nähe der inneren Rohrwand 21
in das Rohr R eindringende atmosphärische Luft ist bereits weiter oben erwähnt worden,
In Fig. 8 und Fig. 9 ist ebenso wie in Figo 2 ein Längsschnitt des Präparationsrohres
R längs seiner Rohrachse dargestellt0 An der mit dem Bezugszeichen 25 versehenen
Stelle befindet sich die Düsenöffnung des hier absichtlich nicht mit eingezeichneten
Röhrchens 24¢ Der von der Stelle 25 ausgehende Strahl eines Schutzgases trifft mit
seiner kegelförmigen Begrenzung g bei x auf die innere Rohrwand von 2", überstreicht
somit die ringförmige innere Rohrwandfläche von x' bis xO und tritt am Rohrausgang
bei
xO aus dem Rohr R aus. Durch die Erhöhung der Strömungs geschwindigkeit t des Strahles
im vergleich zur Strömung geschwindigkeit v der Rohrs-trömung wird somit zweckmäßig
besonders in der Nähe der inneren Rohrwand die resultierende Strömungsgeschwindigkeit
einstellbar so weit vergrößert, daß der in das Rohr R eindringende Luftstrom quantitativ
steuerbar auf ein bestimmtes Maß reduziert und praktisch abgedrosselt werden kann0
Diese Steuerung kann beispielsweise über einen Hahn oder ein Ventil erfolgen0 Bei
der ursprünglichen Rohrströmung im Präparationsrohr R nimmt die Strömungsgeschwindigkeit
v sowohl bei laminarer als auch bei turbulenter Strömung in der Nähe der inneren
Rohrwand auf Null abO Demzufolge kann besonders in der Nähe der inneren Rohrwand
eine von der Gegensrömung nicht beeinflußte Rückdiffusion der atmoslirischen Luft
in das Innere des Präparationsrohres stattfinden0 Aus den bisherigen Ausführungen
geht hervor, daß dieser unerwünschte Vorgang durch den aus der Düse 25 austretenden
Strahl eines Schutzgases praktisch verhindert werden kann0 Durch eine Vorrichtung
gemäß der Erfindung kann die gegen die Rückdiffusion gerichtete Gegenwirkung unabhängig
von der Rohrströmung so gesteuert werden, daß bestimmte Transnortgrößen auf ein
quantitativ definierbares Mindestmaß reduziert werden0 Die Erfindung ermöglicht
somit nicht nur eine qualitative Verbesserung der technologisch unbefriedigenden
Verhältnisse, vielmehr wird durch die Erfindung auch eine quantitative steuerbare
Reduzierung der Rückdiffusion ermöglicht0 In Fig. 8 wird die durch den Strahlkegel
mit der Strahlgeschwindigkeit v ç unter den oben erläuterten Voraussetzungen stattfindende
Veränderung einer laminaren Rohrströmung der Geschwindigkeit v dargestellt0 Die
Pfeile s1 und s2 bezeichnen schematisch den räumlichen Verlauf von Stromfäden der
Rohrströmung. Dieser Verlauf zeigt, wie Moleküle der -Rohrströmung im Präparationsrohr
R in den bei 25 eingeführten Strahlkegel eines Schutzgases hineingerissen werden.
Hierdas fe wird der Strahlkegel nicht nur aus seiner Düse 45 sondern auch aus der
Rohrströmung
des Rohres R ma-teriell gespeist. Dieser Sachverhalt
ist deshalb von Bedeutung, weil die ursprünglich im Strahl vor handene Gasmenge
klein ist gegen die in der Rohrströmung transportierte Gasmenge eines ochutzgasesO
In Fig 9 ist anhand einer repräsentativen Stromlinie S3 des in das Präparationsrohr
längs der inneren Rohrwand 21 eindringenden Diffusionsstromes der atmosphärischen
Luft ebenfalls schematisch dargestellt, wie diese Luftmenge nicht weiter in das
Rohr R hinein vordringen kann, sondern in den Strahlkegel des Schutzgases hineingerisscn
und somit aus dem Präparationsrohr hinaus transportiert wird0 Abschließend sei-noch
auf den Umstand hinzuweisen, daß bei einer Vorrichtung gemäß er Erfindung die unerwünschte
Rück diffusion der Luft in das Präparationsrohr R quantitativ steuerbar reduziert
und verhindert werden kann, ohne daß das Präparationsrohr R bei x = o durch eine
Kappe abgeschlossen zu werden brauchsJo gleiter oben sind bei der Erläuterung des
Standes der Technik die technologischen Nachteile bei Verwendung von Rohrkappen
erörtert worden Aus den Ausführungen geht hervor, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Anwen dung gebracht erden kann, ohne daß die bisher verwendeten technologischen
Mittel der Rohröfen verändert zu werden brauchenO Dies ist ein weiterer beträchtlicher
Vorteil0 15 Patentansprüche 9 FigurenThe depth of the nozzle 25 i preparation tube R and the cone opening of the
23 blown out shielding gas jet are to be adjusted so that the conical
Beam, as shown in Figure 8, already a certain distance in front of the pipe opening
x0 hits the inner pipe wall 2f0 In Figure 8, this distance is through x -
x 'marked0 This measure ensures that the protective gas jet with
much greater speed than that in the pipe flow directly
along the inner pipe wall, this increases the flow velocity
especially in the vicinity of the inner pipe wall increased considerably because the flow velocity
In the original pipe flow the protective gas is near the inner pipe
wall greatly reduced, so that the unwanted back diffusion of the air straight into the
Proximity of the inner tube wall practically unhindered into the interior of the preparation tube
can advance. This state of affairs becomes strong in the manner just indicated
modified. Along the distance x0 x ', the flow velocity is in the vicinity
the inner pipe wall independent of the pipe flow of the protective gas inside
of the tube R adjustable considerably enlarged. The resulting layer thickness of the
Gas flow with practically vanishing flow velocity immediately
the inner pipe wall is greatly reduced as a result. q t is the straight in
the
In the vicinity of the inner pipe wall, back diffusion into the air is preferred
The inside of the preparation tube can be drastically adjusted, reduced and practically largely
switched off. In addition, FIG. 9 shows a schematic representation
shown how a along the inner pipe wall 21 penetrating into the pipe R diffusion flow
the atmospheric air on the back of the protective gas jet blown out from 25
torn into the jet cone by the suction present there and with the jet
is conveyed out of the pipe R 0 The velocities vA in the shielding gas jet
can for a tube 24 before using it with a pitot tube in known
Wise measured and once and for all related to the pressure at the entrance of the
Tube 24 can be calibrated0 In Figures 3 and 4, the tube 24 is the device
according to the invention once again for itself from the side and from the front (at
View of the nozzle 25j shown0 Figure 2 shows the tube 24 in use
at the open exit of the preparation tube Ro In Figure 3 and F gç 4 the characteristic
Dimensions of a tube 24 are given in their approximate sizes0 these
However, dimensions vary slightly from case to case depending on the dimensions and
technological conditions of a given preparation tube Re A tube
24 can preferably be made of quartz or of refractory glass or of a metal
its thickness d is appropriately about 3 - 4 mm.- the inner diameter
of the tube 24 is approximately 2-3 mm in size. The height a of the bracket-like
The knee is about 1 cm high. With this knee, the tube 24 is conveniently placed on the
inserted into the upper edge of the preparation tube R, as shown in FIG.
The depth b of the tube 24 reaching into the preparation tube R is
about 5 to 6 cm. The dimension c of the bend in front of the nozzle 25 is to be dimensioned in such a way that
that
the nozzle 25 is approximately in the center of the tube cross-section of the preparation tube
R is located. In general, c will be about 2.5 to 3 cm
In terms of its diameter, nozzle 25 is approximately @ mm in size. The jet width
and the beam opening angle is determined by the funnel-shaped exit 26,
which protrudes about 5 cm beyond the nozzle opening 25, as shown in FIG. 2 and FIG.
3 can be seen. The angular opening of this funnel-shaped outlet is 26
about 45 °. In the case of a tube 24, the feed does not need to be as shown in FIG.
Fig. 5 and Fig0 4 to be continued upwards. The feed for a protection
gas a can also be done through a laterally bent piece of the tube 240
This variation has not been specifically illustrated0 In Figure 5 is an apparatus
according to the invention not shown from the side as in Fig. 2 but from the front
In FIG. 5, one looks into the opening of the preparation tube R from the outside.
The dimensions d, a and c are from FIG. 3 and FIG. 4 correspondingly in this figure
The part marked with the reference number 2 can be seen
the pipe wall of the preparation pipe Ro In the present case there are two slides
23 for specimens that enter the interior of the preparation tube R side by side
lead, indicated in FIG. 5. In FIG. 6, a further development of the invention is schematic
The view into the preparation tube R in the longitudinal direction of its axis
is aligned here as well as in Fig. 5. You can see into the opening from the outside
of the pipe R. The development of the invention consists in a flat widening
of the nozzle carrier at the end of the tube 24, so that now at least two nozzle openings
The distance of these nozzle openings from one another
is about 008 to cm. The funnel-shaped output 26 is flattened accordingly
and laterally ver widened, as can be seen from FIG
In
FIG. 7 is this part of the tube 24, which is provided with two nozzle openings, from above
As seen, this part of the tube 24 shown in FIG. 7 extends
visible in the drawing only up to the bend c (Fig0 3) from green the better
Explanation 0 The reason for the further development of the invention shown in FIG. 6
is the following. When there are two nozzle openings, two something are created
mutually displaced, mutually penetrating beam conesO on this
Way is a "shadow effect" of the slide that occurs when there is only one nozzle opening
23 and the tube 24 with respect to the inner tube wall 2 ″ in the jet cone of the protective gas
ver prevents0 A shielding gas jet consisting of two jet cones
the pipe wall 21 r at a depth xO - (see Fig0 8) everywhere without recesses
"Shadow effect" achieve an effect to prevent back diffusion of the
Air in particular in the vicinity of the inner pipe wall 21 is also through one in FIG
6 shown device according to the invention without restriction in all places
of the pipe cross-section at the exit of the preparation pipe R
Fig. 8 and Fig. 9 schematically illustrated effects of the btenden from the nozzle 25
Jet of a protective gas with respect to the in the vicinity of the inner pipe wall 21
Atmospheric air penetrating into the pipe R has already been mentioned above,
In FIGS. 8 and 9, as in FIG. 2, there is a longitudinal section of the preparation tube
R is shown along its pipe axis0 At the one marked with the reference number 25
The nozzle opening of the one that is intentionally not drawn in here is located
Tubes 24 ¢ The beam of a protective gas emanating from point 25 also hits
its conical delimitation g at x on the inner pipe wall of 2 "
thus the annular inner pipe wall surface from x 'to xO and occurs at the pipe outlet
at
xO from the pipe R. By increasing the flow velocity t of the jet
in comparison to the flow velocity v of the pipe flow is therefore expedient
the resulting flow velocity, especially in the vicinity of the inner pipe wall
adjustable so far that the air flow penetrating into the pipe R is quantitative
controllably reduced to a certain level and practically throttled0
This control can take place, for example, via a tap or a valve
the original tube flow in the preparation tube R decreases the flow velocity
v for both laminar and turbulent flow near the inner one
Pipe wall down to zero As a result, especially close to the inner pipe wall
a back diffusion of the atmospheric air not influenced by the countercurrent
take place in the interior of the preparation tube 0 From the previous statements
it can be seen that this undesirable process is caused by the exiting from the nozzle 25
A protective gas jet can be practically prevented by a device
according to the invention, the counteraction directed against the back diffusion can be independent
are controlled by the pipe flow so that certain Transnort sizes on a
quantitatively definable minimum can be reduced0 The invention enables
thus not only a qualitative improvement of the technologically unsatisfactory
Ratios, rather, the invention also makes a quantitative controllable one
Reduction of the back diffusion enabled0 In Fig. 8, the through the beam cone
taking place with the jet velocity v ç under the conditions explained above
Change of a laminar pipe flow of the velocity v shown0 The
Arrows s1 and s2 denote schematically the spatial course of the current filaments
Pipe flow. This course shows how molecules of the tube flow in the preparation tube
R are torn into the jet cone of a protective gas introduced at 25.
Here, the jet cone becomes not only from its nozzle 45 but also from the
Pipe flow
of the pipe R materially fed. This fact
is important because the amount of gas originally in the jet
is small compared to the amount of gas of a protective gas O transported in the pipe flow
In FIG. 9, on the basis of a representative streamline S3, the is in the preparation tube
along the inner pipe wall 21 penetrating diffusion flow of the atmospheric
Air also shown schematically how this amount of air is not further fed into the
Tube R can penetrate into it, but into the jet cone of the protective gas
and is thus transported out of the preparation tube
to point to the fact that in a device according to the invention, the undesirable
Back diffusion of the air into the preparation tube R is reduced in a quantitatively controllable manner
and can be prevented without the preparation tube R at x = o by a
Cap to be completed needJo sliders above are in explaining the
Prior art the technological disadvantages when using pipe caps
has been discussed from the statements that the device according to the invention
can be applied without the previously used technological
Means of tube furnaces needing to be changedO This is another considerable one
Advantage 15 claims 9 figures