Induktionsofen. Die Erfindung betrifft Induktionsöfen für das Schmelzen, Glühen und dergleichen. Das Wesentliche der Erfindung ist, da.ss ein Teil des iSekundämstromkreises als Heizkör per ausgebildet ist.
Die Abb. 1 bis 9 zeigen verschiedene Ausführungsarten der Erfindung an Muffel öfen, Abb. 10 die Ausführung eines Tiegel ofens, Abb. 1,1 und 1.2 einen Rinnenschmelz- ofen und Abb. 13 eine Besonderheit der elek trischen .Schaltung.
Nach Abb. 1 bis 3 ist im Boden der Muf <B>f</B> elausmauerung 1 auf einem Eisenjoch die I'rim.ärwieklung 2 eingebaut. Diese wird von einem bügelartigen, oben offenen, im Sekun därkreis liegenden Körper 3 umgeben, der nicht zur Heizung bestimmt ist und deshalb mit grossem Querschnitt ausgeführt wird. An die Enden des Bügels 3 ist der Heizkörper 4 angeschlossen; durch ihn wird der Sekun därstromkreis geschlossen.
Dieser Heizkörper 4 besteht nach Abb. 1 aus einem .gebogenen Widerstandsblech, das die Muffelwandung auskleidet; es sind also in diesem Fall vier Innenflächen der Muffel hintereinander in den Sekundärstromkreis eingeschaltet. Der Heizkörper kann entweder aus glattem Blech bestehen oder - um den Stromweg zu verlängern - auch gerippt oder gewellt ausgeführt werden.
Eine besondere Verlängerung des Strom- weges wird errreicht mit der Ausführungs- form nach Abb. 2 und 3. Der Heizkörper 5 besteht hier aus einem Blech, das schleifen- förmig zu einer Doppelwand gebogen ist, die drei Innenflächen der Muffel bildet. Damit beide Hälften der Doppelwand ihre Wärme ungehindert an das Muffelinnere abgeben können, sind ,sie, wie Abb. 3 zeigt, von Öff nungen 6 durchbrochen.
Bei :den beschriebenen Beispielen ent wickelt sich fast die ganze Wärme des Se kundärstromkreises in dem als Heizkörper ausgebildeten Teil 4 beziehungsweise 5. Der starkwandige Körper 3 des iSekundärstrom- kreises dagegen hat infolge seines grossen Querschnittes nur geringe Wärmeentwick lung. Auch diese geht jedoch nicht verloren, sondern wird als Boden.beheizung der -Muffel nutzbar gemacht.
Nach Abb. 4 ist der starkwandige Kör per 7 des Sekundärstromkreises so ausgebil det, dass er nicht nur den Boden, sondern auch die :Seitenwände der Muffel mit be heizt. Er ist zu diesem Zweck beiderseits der Muffel im Mauerwerk emporgeführt und erst unterhalb der Muffeldecke an den Heiz körper 6 angeschlossen. Dieser ist bei der ab gebildeten Bauart aus Wellblech hergestellt, um den Stromweg zu verlängern.
Die geringe Wärmeentwicklung des si:arliandigen Körpers des Sekundärstrom kreises kann auch in einem besonderen Wärmebehandlungsraum ausserhalb der eigentlichen Muffel nutzbar gemacht wer den. So liegt zum Beispiel nach Abb. 5 unter der Muffel noch ein Vorwärmeraum 9, in den der starkwandige, im Sekundärstrom kreis liegende Körper 10 frei hineinragt. Die Muffelbeheizung kann dabei gemäss Abb. 1 oder nach einer anderen der beschriebenen Arten ausgeführt werden.
Soll der starkwandige, im Sekundär- stromli-,reis liegende Körper nicht mit zur Be- heizung herangezogen werden, dann kann er mit Kühlrippen, Kühlzapfen oder .derglei.. chen versehen werden. Bei dem Muffelofen nach Abb. 6 und 7 liegt beispielsweise der im Sekundärstromkreis liegende Körper 11. zum grössten Teil frei ausserhalb des Mauer werks.
Er ist zur Vergrösserung der Abküh- lungsfläche mit Rippen 12 versehen. Der Heizkörper 18 schliesst in schon besehriebe-- ner Weise den Sekundärstromkreis und bil det die Innenfläche der Muffel.
Man kann den starkwandigen, im sekun dären Stromkreis liegenden Körper auch in Form von Ringen, Scheiben, Schraubengän gen oder dergleichen vollständig uni-,erteilen und erreicht dadurch, ausser einer grossen Ab kühlungsfläche, eine Verringerung der Wir- belstromverluste.
Nach Abb. 8 ist der im sekundären ,Stromkreis liegende Körper zum Beispiel in lauter einzelne Schraubengänge 14 unter teilt. Die Enden der Schraubengänge sind sämtliche bis zur gleichen Höhe emporge- führt und liegen mit kleinen Zwischenräu men nebeneinander. An diese Enden ist der Heizkörper 15 angeschlossen, der in irgend einer der beschriebenen Ausführungsarten die Innenflächen der Muffel bildet.
In Abb. 9 ist durch eine Detailzeichnung veranschaulicht, wie man die Schrauben gänge des im .sekundären Stromkreis liegen den Körpers besonders zweckmässig an den Heizkörper anschliessen kann. Die Stosskan ten des Heizkörperbleches 16 stehen sich nicht geradlinig gegenüber wie bei den an dern Ausführungsbeispielen, sondern greifen zahnartig ineinander. An diese Zähne sind wechselweise die Enden der Schraubengänge angeschlossen, so ,dass der durch Pfeile ange deutete Stromweg etwa. die Form einer Ach terschleife hat.
Ausser dem starkwandigen, im .Sekundär stromkreis liegenden Körper kann man auch den Heizkörper unterteilen und jedes Teil für sich als Schleife an einen Ring oder Schraubengang des im Sekundärstromkreis lir>genden Körpers anschliessen. Beispiels weise wird nach Abb. 10 der Heizkörper 17 als .Schraube ausgebildet, die einen Tiegel 18 umgibt. Längs einer Mautel'linie ist jede Windung dieser Heizkörperschraube an je ein Ende der sekundären @Schraubengangkör- per 19 angeschlossen.
Das Joch mit der Pri märwicklung 2 ist in diesem Fall senkrecht neben der Ausmauerung 1 angeordnet, die den Tiegel aufnimmt.
Der gleiche Erfindungsgedanke lässt sieh a ,i - uch auf Induktionsbfen mit Schmelzrinne anwenden, wie Abb. 11 und 12 veranschauli chen. Bei solchen Induktions - Rinnöfen wurde bisher kein besonderer Heizkörper verwendet.
Die Schmelzrinne bestand viel mehr aus feuerfestem Material, und das Schmelzgut selbst, das die Rinne ausfüllt, bildet den Sekundärstromkreis. Solche Öfen konnten daher nur mit flüssigem Schmelz gut in Betrieb gesetzt werden. Nach Abb. 11 und 12 wird nun diese Schmelzrinne 20 aus stromleitendem 11lateria.l hergestellt. Sie liegt dann als Heizkörper im Sekundärstromkreis und dient dazu, festes Schmelzgut niederzu- schmelzen, bis es die Schmelzrinne ausfüllt.
Im übrigen bleibt die Bauart der Induk- tions-Rinnenöfen den bisher üblichen Aus führungen gleich. Es können auch Öfen reit mehreren Rinnen und mit beliebiger Binnen form nach der Erfindung ausgestaltet wer den.
Bei den meisten geschilderten Ausfüh rungsformen der Erfindung ist der primäre Stromkreis im Ofenmauerwerk eingebaut. Zur Regelung der Reizwirkung benutzt man 1wi solchen Bauarten bisher einen besondern Stufentransformator. Demgegenüber zeigt Abb. 1.3 eine Schaltungsart, die den .Stufen- 1.ransformator überflüssig macht. Der im Ofen liegende Primärstromkreis 21 ist stu fenweise angezapft. Die Zapfleitungen sind aus dem Ofen herausgeführt und über einen 7ellenscha.lter 22 oder dergleichen an die Stromquelle angeschlossen.
In vielen Fällen, wie zum Beispiel beire Binnenofen, wird die Anzapfung symme trisch zum Sekundärstromkreis, 2.3 vorgenom men. So ist in der abgebildeten SchaItst.el- lung zum Beispiel nur der mittelste Teil der Primärwicklung symmetrisch zum Sekun därstromkreis eingeschaltet. In jeder folgen den. Schaltstellung wird jedesmal symme trisch hierzu beiderseits eine Windung zuge schaltet, bis in der letzten Schaltstellung ,;imtliehe Windungen im .Stromkreis liegen.
Induction furnace. The invention relates to induction furnaces for melting, annealing and the like. The essence of the invention is that part of the iSekundämstromkreises is designed as a Heizkör by.
Figs. 1 to 9 show different embodiments of the invention on muffle furnaces, Fig. 10 the execution of a crucible furnace, Fig. 1.1 and 1.2 a channel melting furnace and Fig. 13 a special feature of the electrical circuit.
According to Fig. 1 to 3, the primary wall 2 is built into the bottom of the socket lining 1 on an iron yoke. This is surrounded by a bow-like, open-topped body 3 lying in the secondary circle, which is not intended for heating and is therefore designed with a large cross-section. The radiator 4 is connected to the ends of the bracket 3; it closes the secondary circuit.
According to Fig. 1, this heating element 4 consists of a bent resistance sheet that lines the muffle wall; So in this case four inner surfaces of the muffle are connected one behind the other to the secondary circuit. The radiator can either consist of smooth sheet metal or - in order to lengthen the current path - can also be ribbed or corrugated.
A special lengthening of the current path is achieved with the embodiment according to Figs. 2 and 3. The heating element 5 here consists of sheet metal that is bent in a loop to form a double wall that forms three inner surfaces of the muffle. So that both halves of the double wall can release their heat unhindered to the inside of the muffle, they are broken by openings 6, as shown in Fig. 3.
In the examples described, almost all of the heat in the secondary circuit develops in part 4 or 5 designed as a radiator. The thick-walled body 3 of the secondary circuit, on the other hand, has little heat development due to its large cross-section. However, this is not lost either, but can be used as floor heating for the muffle.
According to Fig. 4, the thick-walled body 7 of the secondary circuit is designed so that it not only heats the floor, but also the side walls of the muffle. For this purpose it is brought up in the masonry on both sides of the muffle and is only connected to the heating body 6 below the muffle ceiling. This is made from corrugated iron in the design shown in order to extend the current path.
The small amount of heat generated by the semi-rigid body of the secondary circuit can also be used in a special heat treatment room outside the actual muffle. For example, according to Fig. 5, there is still a preheating space 9 under the muffle, into which the thick-walled body 10 located in the secondary circuit protrudes freely. The muffle heating can be carried out according to Fig. 1 or in another of the ways described.
If the thick-walled body lying in the secondary stream is not to be used for heating, it can be provided with cooling fins, cooling pegs or the like. In the muffle furnace according to Figs. 6 and 7, for example, the body 11 in the secondary circuit is for the most part free outside the masonry.
It is provided with ribs 12 to enlarge the cooling surface. The heating element 18 closes the secondary circuit in the manner already described and forms the inner surface of the muffle.
The thick-walled body located in the secondary circuit can also be completely unified in the form of rings, washers, screw threads or the like and thereby, in addition to a large cooling surface, achieve a reduction in eddy current losses.
According to Fig. 8, the body lying in the secondary circuit is divided, for example, into nothing but individual screw threads 14. The ends of the screw threads are all brought up to the same height and lie next to each other with small spaces. The heating element 15 is connected to these ends and, in any of the embodiments described, forms the inner surfaces of the muffle.
In Fig. 9 a detailed drawing illustrates how the screw threads of the body in the secondary circuit can be connected to the radiator in a particularly useful way. The Stosskan th of the radiator plate 16 are not in a straight line opposite as in the other embodiments, but mesh like teeth. The ends of the screw threads are alternately connected to these teeth, so that the current path indicated by arrows is approximately. has the shape of a figure eight.
In addition to the thick-walled body in the secondary circuit, the radiator can also be subdivided and each part connected as a loop to a ring or screw thread of the body in the secondary circuit. For example, according to Fig. 10, the heater 17 is designed as a screw that surrounds a crucible 18. Each turn of this radiator screw is connected to one end of the secondary screw thread bodies 19 along a toll line.
The yoke with the primary winding 2 is in this case arranged vertically next to the lining 1, which receives the crucible.
The same idea of the invention can also be applied to induction tubes with melting channels, as shown in Figs. 11 and 12. In the case of induction trough furnaces of this type, no special heating element has been used up to now.
The melt trough was made much more of refractory material, and the melt itself that fills the trough forms the secondary circuit. Such furnaces could therefore only be put into operation with liquid melt. According to Figs. 11 and 12, this melt channel 20 is now made from electrically conductive 11lateria.l. It then lies as a heating element in the secondary circuit and serves to melt solid melt material until it fills the melt channel.
In addition, the design of the induction channel furnaces remains the same as that of the usual designs. There can also be ovens riding several gutters and designed with any internal shape according to the invention who the.
In most of the described embodiments of the invention, the primary circuit is built into the furnace masonry. So far, a special step transformer has been used to regulate the stimulus effect. In contrast, Fig. 1.3 shows a type of circuit that makes the step transformer superfluous. The primary circuit 21 in the furnace is tapped in stages. The dispensing lines are led out of the furnace and connected to the power source via a 7ellenscha.lter 22 or the like.
In many cases, such as in the case of internal furnaces, the tapping is symmetrical to the secondary circuit, 2.3. In the switching position shown, for example, only the middle part of the primary winding is switched on symmetrically to the secondary circuit. In each follow the. Each time a turn is added symmetrically to the switching position on both sides, until in the last switching position,; all turns are in the circuit.