DE7033267U - TUBE FURNACE. - Google Patents

TUBE FURNACE.

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Description

93/70 - He -"93/70 - He - "

af t Brown, Eoveri & Cie., Baden (Schweiz)af t Brown, Eoveri & Cie., Baden (Switzerland)

R ο h r ο f e ηR ο h r ο f e η

Die lirflr.dunc betrifft einen Tiohrofen mit einem z.yiinderi'örrnif^ei Innenteil, der Glühkcrr.rr.sr, einem den Innenteil vr.'.vA ei f jrrr.i.^ umger. enden Ausseiiteil und Kitteln zum Zul'üiircn /on Kärir.e, derr, Heizteil.The lirflr.dunc concerns a Tiohrofen with a z.yiinderi'örrnif ^ ei inner part, the glow element rr.sr, an the inner part vr . end outer part and smocks to the Zul'üiircn / on Kärir.e, derr, heating part.

}:oi eier V.'tinnebehandlun^ von Metallen, Halbleitern und anderen :·'. iteriaiien besteht häufig dfe Fordei ung, langgestreckte Oii-ihai'en eiri^unetzen, die einen gieicr.mässigen Teriperr,» tu-rvei-i.iui1 über die f-.e£ürr.te L:lr;ge der Glüx;kair..T.er aufv.'eiscn.}: oi eier V. tinnebehandlun ^ of metals, semiconductors and others: · '. iteriaiien is often dfe Fordei ung elongated Oii-ihai'en eiri ^ unetzen that a gieicr.mässigen Teriperr, "tu-rvei-i.iui 1 via the f-.e £ ürr.te L: lr; ge the Glüx ; kair..T.er aufv.'eiscn.

^e χ her'ö:::i;.2 ichen Glühofen Lesl-ehen die Wandungen aus eir.en. !■!eterial rr.it guter V/ärrr.eieitiänigke it f die durch elektrische Heizelemente, heisse Gase etc. aufgeheizt werden. Neben einer, schlechten V.'ir^uncsgrac näben derartige Glühofen den N&chteii, dass die Temperatur i~ Innern der Gl'Uhkarr.mer eme stc.rk o"ts2bhängige F>;n-:ticn ist. Insbesondere in Richtung d>-r Glühkamir.erläng.-a -hse treten starke Temperatur-Gradienten^ e χ her'ö ::: i; .2 ichen annealing furnace Lesl-ehen the walls from eir.en. ! ■! Eterial rr.with good reliability for which are heated by electrical heating elements, hot gases etc. In addition to a, bad condition, annealing furnaces of this type have the inconvenience that the temperature in the interior of the heat exchanger eme stc.rk o "ts2-dependent F>; n-: ticn. Strong temperature gradients occur in the elongated glow chamber

93/7093/70

auf. Bei elektrisch beheizten Glühofen sind nun Massnahü, η zur Temperaturstabilisierung vorgeschlagc. worden, die ueispielsweise darin bestehen, GlUhka:mi;er und Heizung in einen Regelkreis einzubeziehen. Die Regelzeitkonstaniη derartiger Heizungsregelungen ist jedoch verhältnismässif^ t,roüs, way für viele Anwendungen unerwünscht ist. Zudem ist der Aufwand gerade für langestreckte Glühöfen, bedingt u.a. durch die grosse Zahl von erforderlichen Messteilen, erheblich.on. In the case of electrically heated annealing furnaces, measures η are now proposed for temperature stabilization. which consist, for example, of including the heater and heating in a control circuit. The control time Konstani η of such heating controls is, however, proportionally, so it is undesirable for many applications. In addition, the expense is considerable, especially for elongated annealing furnaces, due, among other things, to the large number of measuring parts required.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Unzulänglichkeiten des Bekannten zu beheben und einen Glühofen anzugeben, der neoen einem guten Wirkungsgrad einen gleichmässigen Temperaturverlauf aufweist und ohne auf v/endige und damit kostspielige Aegelungseinrichtungen auskommt.It is the object of the invention to overcome the shortcomings of the known art and to provide an annealing furnace, the neoen a good efficiency a uniform temperature profile has and manages without gelungseinrichtungen v / endige and thus costly Ae.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelost, dass der Aussanteil als Hohlkörper ausgebildet ist, dessen innere Wandungen mit einem Material irrt Kapillarstruktur beschichtet sind, und dass der Hohlkörper teilweise mit ein^m. verdampfbaren Medium gefüllt ist.The aforementioned object is achieved according to the invention by that the outer portion is designed as a hollow body, the inner walls of which are coated with a material with a capillary structure are, and that the hollow body partially with a ^ m. vaporizable medium is filled.

Die Erfindung bedient sich dabei des Prinzips des Wärmerohres, manchmal auch Wärmehohlieiter genannt. Aufbau und Wirkungsweise von Wärmerohren sind beispielsweise in Chemie-Ing.-Techn. 41.Jahrg.(1969), Heft 1+2, S.30...37 beschrieben. The invention makes use of the principle of the heat pipe, sometimes also called heat condenser. Structure and mode of operation of heat pipes are for example in Chemie-Ing.-Techn. 41st year (1969), Heft 1 + 2, pp. 30 ... 37.

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Die Erfindwiir, \'ird narhsΙοΙ^τη: γ.π Hand von ill der ZeichnenThe Erfindwii r \ 'ill narhsΙοΙ ^ τη: γ.π hand from ill of drawing

ijwt; j.LiK de. {-;v.-.vLc.! i v.oü A ν.;.;rlIijwt; j.LiK de. {-; v .-. vLc.! i v.oü A ν.;.; rlI

i£,i.-i £, i.-

Es zeigtIt shows

Fig. 1 einen beiderseitig offenen Rohrofen, Fig. 2 einen einseitig geschlo:,:,enen Rohrofen, Fig. 3 einen beiderseitig offenen Rohrofen, dessen Heizteil die Glühkammer nur Teilweise umschliesst.1 shows a tubular furnace open on both sides, FIG. 2 a tubular furnace closed on one side, FIG. 3 a tubular furnace open on both sides, the heating part of which only partially encloses the annealing chamber.

Der in Fig· 1 dargestellte Rohrefän beritzt eine annähernd zylinderftfrmige Glühkammer 1. Die Glühkairimerwand besteht eus zwei konzentrisch ineinander liegenden Rohren 2 und 3 und die an den Stirnseiten ^, 5 geschlossen sind, so dass ein gasdichter Hohlraum 6 entsteht. Die gesamte Innenwandung ces Hohlraums 6 ist mit einem Material 7 mit Kapillarstruktur beschichtet. Beispielsweise kann diese Schicht aus angedricktem Drahtgeflecht oder Glasfritten bestehen, wie sie in der deutschen Auslegeschrift DAS 1 26-4 ^6l beschrieben sind. Besagte'Schicht kann auch durch Niederschlag einer flüchtigen Verbindung des Ueberzugswerkstoffes aus der Gasphase und Zersetzung bzw. Reduktion mittels eines v.-eiteren, in der Gasphase befindlichen Stoffen an der erhitzten Fläche der Trägerschicht auföebracht werden.The tube fan shown in FIG. 1 has an approximately cylindrical annealing chamber 1. The annealing chamber wall consists of two tubes 2 and 3 lying concentrically one inside the other and which are closed at the end faces 5, so that a gas-tight cavity 6 is created. The entire inner wall of the cavity 6 is coated with a material 7 with a capillary structure. For example, this layer can consist of knitted wire mesh or glass frits, as they are described in the German Auslegeschrift DAS 1 26-4 ^ 6l. Besagte'Schicht may also be due to precipitation of a volatile compound of the Ueberzugswerkstoffes from the gas phase and the decomposition or reduction by means of a v.-Eiteren, in the gas phase contained materials at the heated surface of the support layer are on ebracht ö.

Der Raum zwischen aen beispielweise auf die oben beschriebeneThe space between aen for example on the one described above

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Weise mit Material mit Kapillarstruktur beschichteten ' "andungcn dec Ilohlraiim-s 6 1st teilweise mit einer Flüssigkeit (in der Zeichnung nicht dargestellt) gefüllt. Die Art der Flüssigkeit, d.h. ihr° physikalischen und chemischen Eigenschaften, richtet sich ganz nach dem Material, aus dem die Schicht mit Kapillarstruktur und die Hohlraumwandungen bestehen und nach der Betriebstemperatur des Rohrofens. So haben sich beispielsweise folgende Flüssigkeiten für die nachstehend auf[v rührten Temperaturbereichen als vorteilhaft erwiesen: In other ways coated with material with a capillary structure dec Ilohlraiim-s 6 1st partially with a liquid (not shown in the drawing) filled. The type of liquid, i.e. its ° physical and chemical properties, depends entirely on the material from which the layer with capillary structure and the cavity walls are made and according to the operating temperature of the tube furnace. For example, the following fluids have become the following proven to be advantageous on [v stirred temperature ranges:

Temperaturbereich FlüssigkeitTemperature range liquid

SO0C - Ii)O0C WasserSO 0 C - Ii) O 0 C water

7000C - GOO0C Natrivrr,700 0 C - GOO 0 C sodium,

über 1000°C Lithiumover 1000 ° C lithium

Beheizt v.'ird der Rohrofen durch einen doppelwandig ausgeführten Heizveil 8, der über das eine: Ende der Glüh kammer 1 geschoben ist. Die Wärmeerzeugung kann z.B. durch in den Heizteil eingelassene Heizwicklungen 9 erfolgen, jedoch eignen sich auch andere Wärmequellen für diesen Zweck.The tube furnace is heated by a double-walled one Heizveil 8, which is pushed over the one: the end of the annealing chamber 1 is. The heat can be generated, for example, by heating coils 9 embedded in the heating part, but are suitable other heat sources for this purpose.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Rohrcfens beispielsweise dargestellt. Bei diesem Rohrofen ist die Glühkammer i einseitig geschlossen, der Heizteil c becherförmig, ausgebildet. DJe dem Heizteil zugewandte Seite der Glühkarrrr.er 1 ist zylinderförmig erweitert, so dass der so gebildeteIn Fig. 2 is a further embodiment of a Rohrcfens for example shown. The annealing chamber is in this tube furnace i closed on one side, the heating part c cup-shaped, educated. The side of the glow cartridges facing the heating part 1 is expanded cylindrically so that the thus formed

9.V709.V70

■:.:·-.·.?.: . Der so■:.: · -. ·.?.:. The so

■;u~ 6 is' ebenso -ie i;., Au; ;ir.o:.i y.at.erial ? mit Xapil.ls■; u ~ 6 is' also -ie i;., Au; ; ir.o: .i y.at.erial? with Xapil.ls

Ein ri" die- ο'.·3'\ b3 schrieb-:.· no V.'eiss ausgebauter Rohrofen eignet sie':"1 besonders gut für Laborator iumsanwendur.gen, indem z.B. der becherförmige Heizteil durch ein Flüssigkeitsba J ersetzt w ird .A ri "die- ο '. · 3' \ b3 wrote -: · no V.'eiss expanded tube furnace is suitable it ':" 1 particularly good for laboratory applications, in that, for example, the beaker-shaped heating part is replaced by a liquid tube earth.

Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Rohrofens ist in Fig.5 dargestellt. Der -Rohrofen ist an beiden Enden offen ausgeführt, der Heizteil 8 erstreckt r.ich über die gesamte Länge der Glühkammer 1 und umgibt diese teilweise. Im Aufbau d>';s Hohlraums 6 unterscheidet sich dieser Rohrofen von den Ausf ührungsf ornien der Fig. 1 und Fig. 2 dadurch, dass die Kapillarstruktur der HohlraUmrandungen an einer Vielzahl von stellen über radial angeordnete Brücken 10, die aus dem gleichen Material bestehen wie die Beschichtung der Wandungen, verbunden sind. Durch diesen Aufbau ist der Innenraum der Glühkammcr 1 frei von Heizeinrichtungen, was für viele Anwendungen sehr vorteilhaft sein kann.A third embodiment of a tube furnace is shown in FIG shown. The tube furnace is open at both ends, the heating part 8 extends r.ich over the entire length of the glow chamber 1 and partially surrounds it. In the structure d> '; s Cavity 6, this tube furnace differs from the Ausf Guide shapes of FIGS. 1 and 2 in that the capillary structure the cavity borders in a large number of places Via radially arranged bridges 10, which consist of the same material as the coating of the walls, connected are. With this structure, the interior of the glow chamber is 1 free of heating devices, which is great for many applications can be beneficial.

Allen drei Ausführungsbeispielen liegt das Prinzip des Warme rohres zugrunde:All three embodiments are based on the principle of the heat pipe based on:

93/7093/70

-β--β-

Im kalten Zustand des V/ärmer öhre s befindet sich die Fj V<:- ;:ikkeit fast vollständig in der mit Kapillcv./i: i'-ctui· ve:v-'.:.i;..gn Hohlraurnwandung. Die dem Würmeronr zugt _ ür'-'-te V;arme führt zui1 Verdampfung der Flüssigkeit. Der Dampf bilde'' j en Warmeträger und transportiert die Wärme an die "kalte Stelle", wo der Dampf kondensiert und seine V/arme w" der abgibt. Die Flüssigkeit tritt in die Kapillarstruktur, die man sich als Docht vorstellen kann, ein, während die Kondensationswärme nach aussen abgegeben wird, ohne dass im Viärmerohr ein merklicher Temperaturabfall entsteht. Durch die Kapillarwirkung der Wandstruktur den gleichzeitig am Verdanipfungsort entstehenden Unterdruck gelangt die Flüssigkeit erneut an den Verdampf ungs ort zurück. In the cold condition of the V / s poorer eyelets is the Fj V <-; ikkeit almost completely in the Kapillcv./i with: i 'ctui · ve: v -': i; .. gn Hohlraurnwandung... The Würmeronr the Trains t _ ÜR '-'- te V; zui arms 1 performs evaporation of the liquid. The steam forms the heat carrier and transports the heat to the "cold spot" where the steam condenses and gives off its heat. The liquid enters the capillary structure, which can be imagined as a wick, while the heat of condensation is released to the outside without a noticeable drop in temperature in the four-pipe tube.

Angewandt auf die oben beschriebenen Rohrofen hat die zur Folge, dass die Wandungen der Glühkammer 1 überall die gleiche Temperatur aurweisen. Die Geometrie der Glühkammer unc die des Hohlraums haben - von extremen Anordnungen einmal ab-Kesehen - keinen Einfluss auf die CJleichmässigkeit des Temperaturverlaufs. Lediglich in dem in Fig* 2 dargestellten Ausführungsbeispiel empfiehlt es sich, radiale Brücken irn Hohlraum vorzusehen, u.n den Rückweg der Flüssigkeit klein zu halterApplied to the tube furnace described above has the for As a result, the walls of the annealing chamber 1 have the same temperature everywhere. The geometry of the annealing chamber unc those of the cavity have - apart from extreme arrangements - no influence on the uniformity of the temperature profile. Only in that shown in Fig * 2 Embodiment, it is recommended to provide radial bridges in the cavity, u.n the return path of the liquid to small holder

Claims (3)

93/^O D - pnsprüche93 / ^ O D - pnsprüche 1. Rohrofen mit einem zylinderförmigen Innenteil, der Glühkanmer, den Innonteil mantelförnig umgebenden Aussenteil und Mitteln zum Zuführen von Wärme, dem Keizteil, dadurch gekenneeichnet, dass der Aussenteil (2,3,^,5) als Hohlkörper ausgebildet ist, dessen innere Wandungen mit einem Material (7) mit Kapillarstruktur beschichtet sind, und dass der Hohlkörper teilweise mit einem verdampfbaren Medium gefüllt ist.1. Tube furnace with a cylindrical inner part, the glow plug, the outer part surrounding the inner part and Means for supplying heat, the seed part, characterized thereby, that the outer part (2,3, ^, 5) is designed as a hollow body is, the inner walls of which are coated with a material (7) with a capillary structure, and that the hollow body is partially filled with an evaporable medium. 2. Rohrofen nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, dass die Glühkaminer (1) beiderseitig offen ist, dass der Hohlkörper ein aus zwei ineinander liegenden Rohren (2,3) gebildeter Hohlzylinder ist, dessen Stirnseiten (*ί,5) geschlossen sind, und das.3 der Heizteil (8) doppelwandig ausgeführt und über· das eine Ende der Glühkaminer (1) geschoben ist.2. Tube furnace according to claim I 3, characterized in that the annealing chamber (1) is open on both sides, that the hollow body is a hollow cylinder formed from two tubes (2,3) lying one inside the other, the end faces (* ί, 5) of which are closed, and das.3 the heating part (8) is double-walled and pushed over one end of the annealing chamber (1). 3. Rohrofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die GlühkamLjer (1) einseitig geschlossen ist, dass der Hohlkörper die Form einer Zylinder-schale mit hohlem Boden und hohler Seitenwand aufweist, und dass der Heizteil (8) becherförmig au: geführt ist.3. Tube furnace according to claim 1, characterized in that the glow chamber (1) is closed on one side, that the hollow body has the shape of a cylinder shell with a hollow bottom and a hollow side wall, and that the heating part (8) is cup-shaped: is led. ij. Rohrofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glühkammer (1) beiderseitig offen ist, dass der Hohlkin-por c"'.nij. Tube furnace according to claim 1, characterized in that the Annealing chamber (1) is open on both sides so that the hollow skin por c "'. N 93/70 U - 6 -93/70 U - 6 - aus zwei ineinander liegenden Rchrer. (2,3) gebildeter Kchlzylinder ist, dessen Stirnflächen (^,5) geschlossen sind. dass ö'.e ::di einer. Material (7) mit Mapiilarstruktur beschichteten hohlzyiinderv.'and1 n-i;en an einer Vielzahl von Stellen über Brücken (10), die ebenfalls aus einen Material ir.it Kapillarstruktur bestehen, verbunden sind, und dass sich der Heiztein (8) über aie gesamte Länge der Glühkamnier (1) er streckt .from two nested books. (2,3) is formed Kchlzylinder, whose end faces (^, 5) are closed. that ö'.e :: di one. Material (7) with Mapiilarstruktur coated hohlzyiinderv.'and 1 -i n; s are connected at a plurality of sites via bridges (10), which also consist of a material ir.it capillary structure, and that the Heiztei n (8 ) He stretches over the entire length of the glow chamber (1). Aktiengesellschaft Brown, Boveri. ·?ι C;e.Brown Public Company, Boveri. · ? ι C ; e.
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