DE3341156A1

DE3341156A1 - Elektrode mit integriertem waermetransportrohr

Info

Publication number: DE3341156A1
Application number: DE19833341156
Authority: DE
Inventors: Daniel J. Greensburg Pa. Racki
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1982-12-02
Filing date: 1983-11-14
Publication date: 1984-06-07
Also published as: FR2537375A1; ES527581A0; NO157680B; CA1215096A; US4477911A; IT8323735A0; NO157680C; JPS59105286A; ES8507307A1; AU556942B2; GB8332004D0; AU2062583A; IT1168712B; GB2131260B; NO834348L; FR2537375B1; GB2131260A

Description

H I I O U

Elektrode mit integriertem Wärmetransportrohr

Die Erfindung betrifft eine Elektrode nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

lh derartigen Elektroden werden extrem große Wärmeenergiemengen erzeugt, so daß sie ein aufwendiges, speziell angepaßtes Kühlsystem benötigen. Es ist bekannt, ein Wärmetransportrohr in einer solchen Elektrode vorzusehen (US-PS 3 865 184 und 3 753 364). Ein solches Wärmetransportrohr besteht aus einem Hohlleiter, in welchem ein selbsttätiger Umlauf durch Verdampfen einer WärmetransportflUssigkeit im heißen Temperaturbereich aufgebaut wird, wobei sich das verdampfte Medium längs einer metallischen Netzstruktur mit Kapillarwirkung entlang zum kalten Temperaturbereich verschiebt, wo es durch Kondensation erneut verflüssigt wird. Der Einbau eines solchen Wärmetransportrohres bzw. eines solchen Wärmehohlleiters in eine Elektrode ist mit Schwierigkeiten verbunden und verhältnismäßig teuer. Es hat sich auch gezeigt, daß bei ausgeführten Anwendungsfällen Schwierigkeiten im Betrieb auftreten.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Elektrode mit einem integrierten Wärmetransportrohr zu schaffen, welches sehr einfach aufgebaut und daher leicht herzustellen ist. Diese Elektrode soll außerdem im Betrieb zuverlässig arbeiten.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen ergibt sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Elektrode nach dem Stand

der Technik;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Elektrode gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine in ein Schmelzbad 2 aus Aluminium eingetauchte Elektrode 1 dargestellt. Dieses Schmelzbad befindet sich in einem Behälter 10. Die Elektrode 1 besteht aus einem Kupferzylinder mit z. B. etwa 35 cm Durchmesser und einer Länge von bspw. 2,5 m. In diesem Kupferzylinder ist eine Bohrung vorgesehen, weiche mit einem Rohr 3 ausgekleidet ist, das z. B. etwa 2,10 m lang ist und im Preßsitz innerhalb der Bohrung gehalten wird. Im Innenraum oder Plenum 4 dieses Rohres 3 ist ein Wärmetransportmedium vorgesehen, das üblicher- \

weise aus Kalium oder Quecksilber bestehen kann. Im oberen Ende der j

Kupferelektrode sind Kühlwasserdurchgänge 5 ausgebildet. In Fig. 1 ist j

auch die Netzstruktur eines Gitters 6 angedeutet, welches im Innern des '

Rohres 3 angeordnet ist und als Kapillarsystem des Wärmetransportrohres dient. Der Wärmefluß wird durch die Pfeile 7 angedeutet. ,

In Fig. 2 ist eine Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt, j

welche in einen gleichartigen Behälter mit einer Schmelze 2 eingesetzt !

ist und ebenfalls aus einer Kupferelektrode 1 besteht, die im Innern eine axial verlaufende Bohrung hat. Der Aufbau der Elektrode 1 unterscheidet sich gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 dadurch,

WS394P-2749 daß das Rohr

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daß das Rohr 3 weggelassen ist und das Plenum 4 von einer Bohrung mit einem Durchmesser von etwa 5 cm gebildet wird, welche axial in die Elektrode verläuft und das sogenannte Wärmetransportrohr bildet. Die innere Oberfläche dieser Bohrung ist mit einem Schutzüberzug 8 versehen, der beispielsweise 0,7 mm (30 χ 2,54 χ ΙΟ""²) dick sein kann. Dieser Schutzüberzug kann aus Molybdän, Nickel, rostfreiem Stahl (stainless steel) bestehen und wird durch Verdampfen aufgebracht, um die Kupferelektrode vor einer Reaktion mit der Wärmetransportflüssigkeit, z. B. dem Quecksilber oder Kalium, im Plenum 4 zu schützen. Auf der Oberseite ist das Plenum 4 mit einem Stopfen 11 und einem Anschlußstopfen 12 abgeschlossen. Das Gitter 6 verläuft unmittelbar innerhalb des Sehutzüberzugs entlang desselben.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

Elektrode zum Einleiten von elektrischer Energie in eine Schmelze mit einem integrierten Wärmetransportrohr, bestehend aus einem in das Bad eingeführten Kupferkörper mit einer in dessen Inneres sich von der einen Seite aus erstreckenden axialen Bohrung und mit einer an der selben Seite des Kupferkörpers angebrachten Kühleinrichtung für die Elektrode, um das in die Schmelze getauchte Ende des Kupferkörpers über das integrierte Wärmetransportrohr zu kühlen, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Oberfläche der axialen Bohrung (Plenum 4) mit einem Schutzüberzug (8) versehen ist, welcher eine Reaktion zwischen der hochtemperierten Wärmetransportflüssigkeit und der im Betriebseinsatz in die Schmelze (2) eingetauchten Elektrode (1) verhindert.
2. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net,

- daß der Schutzüberzug (8) aus Nickel besteht.

FS/bu
3. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Schutzüberzug (8) aus rostfreiem Stahl (stainless steel) besteht.
4. Elektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Schutzüberzug (8) aus Molybdän besteht.
5. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Wärmetransportflüssigkeit aus Kalium besteht.
6. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Schmelze (2) eine Aluminiumschmelze ist.
7. Elektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Schmelze (8) eine Glasschmelze ist.

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BAD ORIGINAL