DE740453C

DE740453C - Elektrischer, mittels Glimmentladung beheizter Ofen

Info

Publication number: DE740453C
Application number: DEB179741D
Authority: DE
Inventors: Bernhard Berghaus; Wilhelm Burkhardt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-08-27
Filing date: 1937-08-27
Publication date: 1943-10-21
Also published as: GB504097A; FR841938A; US2219612A; NL55877C

Description

Elektrischer; mittels Glimnentladmg beheizter Ofen -Die Erfindung betrifft einen elektrisch-mittels Glimmentladung beheizten Ofen, in dem ein das zu erhitzende Gut besonders elektrisch leitender Tiegel enthalten ist und besteht darin, daß der Tiegel durch eine oder mehrere Elektroden gehaltert wird, die dauernd oder zeitweise als Kathode geschaltet und durch die Ofenwandung isoliert und alr geschirmt durchgeführt. sind. Die Wand des Ofens kann als Anode geschaltet sein; es können auch durch die Ofenwand hindurchgeführte Elektroden als Anoden benutzt werden. Weitere Merkanale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Erfindungsbeispiels, und zwar zeigt die Abb. i einen Schnitt durch einen Glüh-und Schmelzofen für Unterdruck mit eingesetztem Schmelztiegel für Glimmstrombeheizung, die Abb. z eine Aufsicht auf die drei Schmelztiegelstutzen gemäß Abb. z, die Abb. 3 eine mittlere alleinige Stütze des Schmelztiegels in vergrößertem Maßstabe, die Abb. ¢ ein Schaltungsschema für Gleichstrombetrieb und die Abb. 5 ein Schaltungsschema für V47echselstrombetrieb.
In der Abb. i, die einen Schnitt durch einen Glüh- und Schmelzofen i für Unterdruck mit eingesetztem, mit Schmelzgut gefülltem Tiegel z für Glimmstrombeheizung darstellt, ist in das durch einen Deckel 3 vakuumdicht verschließbare Gefäß q. der Schmelztiegel z auf drei Stützen 5, 6, 7' (vgl. auch Abb. z) gelagert, die gleichzeitig zur Zuführung der negativen Spannung zum Tiegel dienen. Diese Stützen und Stromdurchführungen sind in (las Vakuumgefäß ¢ isoliert und durch die in geringem Abstand angeordneten metallischen Hüllen 8 abgeschirmt ein-. geführt. g sind die Stromzuführungskabel, die Teile i o, ii und der Anpreßring I2 bestehen aus Isoliermaterial, der Isolator i i. (leckt dabei den Flansch 13 der Stromzuführung, die hohl und kühlbar ausgebildet sein kann, vollständig ab, so (laß keine störenden Nebenentladungen entstehen können. Die Tiegelstützen 5; 6, 7 tragen Abschirmhauben, z. B. 15, 16, um es zu verhindern, daß Verunreinigungen in den Raum zwischen Stromdurchführungen und Hüllen fallen. Der Tiegel 2 hat eine Vertiefung, in die ein Thermoelement 17 eingelagert ist, welches in ähnlicher Weise isoliert und abgeschirmt in das Vakuumgefäß 4 eingeführt ist. 18 sind die Anschlußenden des Thermoelementes, i9 ist die metallische Abschirmhülle, 2o und 21 sind Isolierringe.
Das Vakuumgefäß 4 ist mit einem Kühlmantel 22 versehen, dem durch den Stutzen 23 ein Kühlmittel, wie Wasser oder öl, zugeführt und durch Stutzen 24 abgeleitet wird. 25 ist ein Anschlußstutzen für die nicht gezeichnete Vakuumpumpe. Durch den Stutzen 26 können indifferente oder reduzierende Gase, wie Kohlenwasserstoffe, zugeführt werden. Der Schmelztiegel 2 ist mit einem feingelochten Deckel 27 versehen. Auch der Deckel, des Vakuumgefäßes ist mit einem Kühlmantel 28 so-wie. Stutzen 29. und 3o für Zuleitung und Ableitung des Kühlmittels vexsehen, und 31 ist ein Schauloch mit vakuumdichtem Fenster. 32 ist ein Dichtungsring, und 33 sind Klammern zum Befestigen des Deckels.
In der Abb. 3 trägt nur eine Stütze 34 den Tiegel 2; sie ist gleichzeitig Stromzuführung und Träger des Thermoeleinents 17. 4 ist ein Teil der Wandung des Vakuumgefäßes und 22 des Kühlmantels desselben: Die Stütze und Stromdurchführung 3q. ist hohl und kühlbar ausgebildet,, und zwar -wird das Kühlmittel durch die Leitung 35 zu und durch den Stutzen 36 abgeführt. i8 sind die Anschlußenden des Thermoelements. Der Isolierring 37 deckt den Flansch 3$ der Stromdurchführung vollständig ab. 39' ist ein Anpreßring aus Isoliermaterial, und 40 und 41 sind zwei Dichtungsringe, z. B. aus Gummi oder weichem Metall. 42 ist die Stromzuleitung. 43 ist ein Schutzfänger, und 44 ist die z. B. in zwei Teile unterteilte und gleichfalls mit einer Schmutzfanghaube versehene metallische Abschirmung. " q_5 ist eine zweite Metallhülle.
In der Abb.4, die ein Schaltungsschema für die Gleichstrombeheizung des Tiegels darstellt, ist 46 die Gleichstromquelle, 47 ein regelbärer Widerstand, und 48 und 49 sind Schalter. 2 ist der Tiegel, 4 das Vakuumgefäß, und 5o und 51 sind Hilfselektroden.
In der Abb.5, die ein Schaltungsschema für die Wechselstrombeheizung des Tiegels darstellt, ist 52 ein Wechselstromtransformator und 53 ein .Schalter.
Die Abschirmung bietet den Vorteil, daß hohe elektrische Energien in das. Vakuumgefäß bei Glimmentladung betriebssicher eingeführt werden können, ohne die Isolation oder Dichtungen zu beschädigen. Die Vorteile der Glimmstromheizung bestehen darin, daß die elektrische Energie direkt an dem Tiegeltnaterial frei wird, das Tiegelmaterial also als Heizelement wirkt, wodurch eine günstige Wärmeübertragung mit gutem Wirkungsgrad erzielt wird. Die Wände der Vakuumkammer, die gekühlt oder wärmeisoliert sein können, werden dabei auf solcher Temperatur gehalten, daß -sie dem atmosphärischen Drucke standzuhalten vermögen. Die sonst nötige energieverzehrende Anheizzeit von elektrisch beheizten Tiegeln wird bei dieser Art der Heizung auf ein Mindestmaß reduziert, wodurch eine hohe Wirtschaftlichkeit der Anlage im Betriebe gewährleistet wird.
Es ist schon ein elektrischer Ofen zum Erhitzen in ihn einzubringender Gegenstände bekanntgeworden, der sich dadurch auszeichnet, daß zur Erhitzung die Wärmeentwicklung' des negativen Glimmlichtes vorzugsweise in einer verdünnten Gasatmosphäre, insbesondere einer Atmosphäre von Edelgasen oder anderen wenig elektronegativen Gasen oder einer Mischung solcher Gase, derart benutzt wird, daß der zu erhitzende .Gegenstand entweder selbst die negative Elektrode bildet oder von ihr umgeben ist oder mit ihr in gut wärmeleitender Verbindung steht. Dieser Ofen war nicht mit größeren Energien zu betreiben und hat sich in den technischen Betrieb nicht einführen lassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer, mittels Glimmentladung beheizter Ofen, in dem ein das zu erhitzende Gut aufnehmender elektrischer Tiegel enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, Saß der Tiegel durch eine oder mehrere Elektroden gehaltert wird, die dauernd oder zeitweise als Kathode geschaltet *und durch die Ofenwandung isoliert und abgeschirmt durchgeführt sind.
2. Ofen nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenwand als Anode geschaltet ist.
3. Ofen nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere isoliert durch die Ofenwand durchgeführte Elektroden als Anoden geschaltet sind. Ofen nach Anspruch t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Deckeldes Tiegels mit Löchern' versehen, ist;- deren Durchmesser so klein gehalten. wird, daß eine Entladung innerhalb des Tiegels nicht erfolgen kann. Zur Abgrenzung des Amneldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist. im Erteilungsverfahren in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschrift Nr. 375,235.