DE687591C - Fluessigkeitsgekuehlter Anschlusskopf fuer Heizkoerper zur Erzeugung hoher Temperaturen - Google Patents

Description

• Flüssigkeitsgekühlter Anschlußkopf für Heizkörper zur Erzeugung hoher Temperaturen Es ist bekannt, Heizkörper zur Erzeugung hoher Temperaturen z. B. in elektrischen Ofen dadurch herzustellen, daß man den eigentlichen Heizleiter mit einem keramischen Rohr gasdicht umgibt, welches den Heizleiter vor dem Angriff des Luftsauerstoffes schützt. Man hat auch bereits vorgeschlagen, mit dem Ende des den Heizleiter umgebenden Rohres einen zylindrischen Metallkörper zu verbinden, der das Rohrinnere gasdicht verschließt und die Stromzuführung zum sowie die Wärmeabführung vom Heizleiterende vermittelt. Man kann zu diesem Zweck beispielsweise das Ende des keramischen Rohres zunächst mit einer glasurähnlichen Masse versehen, es dann auf eine Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes eines als Zwischenschicht gewählten Metalls; z. B. Eisen oder Kupfer, erhitzen. und dann dieses Metall mittels einer Spritzpistole aufbringen. Mit der so hergestellten metallischen Zwischenschicht wird dann der über das Röhrende geschobene zylindrische Metallkörper verlötet oder verschweißt.
• Mit dem genannten Metallkörper wird dann zweckmäßig ein den Stromanschluß tragender Kühlkopf durch Verschraubung lösbar verbunden, was an sich ebenfalls bekannt ist: Bei der vorbekannten Einrichtung ist jedoch die erzielbare Kühlwirkung verhältnismäßig gering, und es sind auch keine Vorkehrungen getroffen, um eine hitzeempfindliche Verbin, dungsstelle des keramischen Rohres mit einem Metallkörper besonders sorgfältig zu kühlen und zugleich der Wärmeausdehnung des Heizleiterendes durch gleitende Lagerung desselben in dem Metallkörper innerhalb eines gut zugänglichen gasgefüllten oder evakuierten Raumes Rechnung zu tragen.
• Die Erfindung bezweckt, bei einem Heizkörper der vorstehend genannten Art den mit dem Metallkörper verschraubten Teil des flüssigkeitsgekühlten Anschlußkopfes so auszubilden, daß einerseits eine intensive Kühlung der Verbindungsstelle des keramischen Rohres mit dem Metallkörper und andererseits sowohl eine gute Wärmeausdehnungsmöglichkeit für den den Stromanschluß tragenden Teil des Anschlußkopfes als auch eine gute Zugänglichkeit des gasgefüllten oder evakuierten Raumes gewährleistet ist, der das in dem Metallkörper gleitend gelagerte Heizleiterende enthält.
• Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der mit dem Metallkörper verschraubte Kühlkopfteil von einem beiderseits geschlossenen zylindrischen Mantel umgeben ist und daß zwischen dem Mantel und dem genannten Kühlkopfteil ein nur nach dem Heizleiterende zu offener Metallzylinder so angeordnet ist, daß die längs dessen Außenseite dem Heizleiterende - zuströmende Kühlflüssigkeit zunächst bis unmittelbar in die Umgebung der Löt- oder Schweißstelle geleitet wird und dann längs der Innenseite des Metallzylinders zum anderen Kühlköpfende zurückströmt. Zweckmäßig läßt man dabei- den mit dem Metallkörper verschraubten, von dem -offenen Metallzylinder umgebenen Kühlkopfteil in eine Schutzkappe auslaufen, die eine nach Trennung des Kühlkopfes vom Metallkörper zugängliche Gasöffnung des keramischen Rohres umschließt. Diese Gasöffnung kann mit Vorteil durch ein im Innern der Schutzkappe angeordnetes, unter Gasfüllung oder Vakuum abschmelzbares Glas- oder Metallrohr gebildet werden. Eine den Wärrneausdehnun.gen Rechnung tragende gute Stromzuführung zum Heizleiterende kann man ferner erfindungsgemäß dadurch erhalten, daß an der Innenwandung des Metallkörpers mit dem Heizleiterende fest verbundene, als Gleitkontakt wirkende federnde Metallbügel anliegen, daß das Ende des Gleitkontaktes mit der gegenüberliegenden Innen-Wandung des Metallkörpers durch ein biegsames Kabelstück leitend verbunden ist und daß der den Stromanschluß tragende Außenmantel des Kühlkopfes in einer axial nachgiebigen Führung aufgehängt ist.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Fig.-i im Längsschnitt dargestellt, während Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil der Einrichtung wiedergibt. i ist der beispielsweise aus einer Molybdänlegierung bestehende Heizleiter und 2 das ihn umgebende gasdichte keramische Schutzrohr, das zweckmäßig aus Aluminium- oder Zirkonoxyd mit einer Silicatbeimischung besteht. Das Ende des Rohres-.2, aus welchem der Heizleiter i ein Stück weit herausragt; ist durch einen zylindrischen Metallkörper 3 verschlossen., der das Rohrende umfaßt und mit diesem gasdicht verbunden ist. Zu diesem Zweck versieht man beispielsweise das Ende des Rohres 2 zunächst mit einer metallischen Zwischenschicht, indem man mittels einer Spritzpistole einen Überzug aus Eisen oder Kupfer auf dem Rohrende aufbringt. Diese metallische Zwischenschicht haftet auf dem Rohrende besonders gut, wenn man dieses vorher mit einer glasurähnlichen Auflage versieht und dann das Rohr bis in die Nähe des Schmelzpunktes der aufzubringenden Metallschicht erhitzt. Mit den erwähnten Zwischenschichten wird der zylindrische Metallkörper 3 verlötet oder verschweißt. In der Bohrung 4 des zylindrischen Metallkörpers 3 ist das Ende des Heizleiters i mittels eines Gleitkontaktes geführt, der durch fest auf dem Heizleiterende aufsitzende federnde Metallbügel 5 gebildet wird.
• Der Metallkörper 3, dessen Bohrung 4 mit dem Innenraum des auf dem Heizleiter i nicht völlig dicht aufsitzenden Schutzrohres 2 in Gasverbindung steht, läuft in ein unter Gasfüllung oder Vakuum abschmelzbares Glas-oder Metallrohr 7 aus. Das Rohr 7 stellt somit, bevor es abgeschmolzen ist, eine Gasöffnung des keramischen Rohres 2 dar, die nach Abschrauben des später noch zu beschreibenden, in eine Schutzkappe 6 auslaufenden Kühlkopfteils S zugänglich ist.
• In dem Zwischenraum zwischen dem Heizleiter i und dem keramischen Körper 2 oder auch in der Bohrung q. des zylindrischen Metallk.örpers 3 können Stoffe, wie beispielsweise Graphit, Karbide oder 'Nitride, untergebracht sein, die ein gegenüber dem Heizleiter indifferentes Schutzgas, wie Stickstoff, abspalten oder eine getternde Wirkung ausüben und dadurch den Heizleiter vor einer Reaktion mit den Bestandteilen des keramischen Rohres ?- schützen.
• Die Stromzuführung zum Metallkörper 3 wird durch einen auf ihn unmittelbar aufgeschraubten metallischen Kühlkopfteil s vermittelt, der in eine das Rohr 7 umschließende metallische: Schutzkappe 6 ausläuft. Der genannte Kühlkopfteil besitzt an seinem anderen Ende einen Flansch io, der den Verschluß der einen Stirnseite eines äußeren zylindrischen Kühlmantels i i bildet, während die andere Stirnseite durch eine mit :einer Flüssigkeitszuleitung i2 versehene Scheibe 13 gebildet wird. Zwischen dem Kühlmantel i i und dem Kühlkopfteil S ist ein nur nach dem HeiZleiterende zu offener, bis in die Nähe des Flansches io reichender Metallzylinder 1q. so angeordnet, daß die längs seiner Außenseite strömende, durch die Leitung i2 zugeführte Kühlflüssigkeit längs der Innenseite des Metallzylinders 1q. zu dessen durch eine Scheibe 15 verschlossener Stirnseite zurückströmt, von wo aus sie mittels einer Leitung 16 abgeführt wird. Der Außenmantel i i des durch die Teile 8, io und ii gebildeten Kühlkopfes dient zugleich zur Stromzuführung zum Heizleiter. Der ganze Anschlußkopf ist in einer axial nachgiebigen Führung aufgehängt, die wie folgt aufgebaut ist: An einem mit der Ofenwandung fest verbundenen Halter 17 ist parallel zur Achse des Heizleiters ein Rundstab 18 gelagert, an welchem der Kühlkopf in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise mittels aus Isolierstoff bestehender Rollen i9, die paarweise in einem gegabelten Halter :2o gelagert sind, längs verschieblich aufgehängt ist. Je eine derartige Aufhängevorrichtung befindet sich in der Nähe der beiden Enden des Kühlkopfes. Der einer der beiden Aufhängevorrichtungen, beispielsweise mittels einer biegsamen Leitung, zugeführte Heizstrom gelangt über den Kühlmantel i i, den Flansch io und den Kühlkopfteil , zu dem mit diesem verschraubten Metallkörper 3 und von hier aus über die als Gleitkontakt wirkenden federnden Metallbügel 5 zum Heizleiterende i. Durch die Verschraubung der Teile 3 und 8 ist dabei für einen sehr guten Stromübergang gesorgt, zugleich stellt aber diese Verschraubung auch eine die Wärme vorzüglich leitende lösbare Verbindung zwischen dem heißen Ende des Heizleiters i und den dieses umgebenden Kühlkopfteilen dar, aus denen die Wärme durch die Kühlflüssigkeit abgeführt wird.
• Zur Sicherstellung eines guten Stromüberganges vom Metallkörper 3 auf den Heizleiter i empfiehlt es sich, das Ende des auf dem Heizleiter i sitzenden federnden Metallbügels 5 mit der metallischen Rückwand des Hohlraumes 4 durch ein beiderseits angelötetes biegsames Kabelstück z. ß. aus Kupfer leitend zu verbinden. Der Stromübergang ist dann von der Güte des Köntaktes der aufeinandergleitenden Teile 5 und 3 unabhängig.

Claims (1)

1. PATRNTANSPRÜCHR: i. Flüssigkeitsgekühlter Anschlußkopf für Heizkörper zur Erzeugung hoher Temperaturen z. B. in elektrischen Öfen, bei denen ein Heizleiter von einem keramischen Schutzrohr gasdicht umgeben ist, mit einem mit dem Schutzrohrende verlöteten oder ..verschweißten, das Rohrinnere gasdicht verschließenden, die Stromzuführung zum und die Wärmeabführung vom Heizleiterende vermittelnden zylindrischen Metallkörper, mit dem ein den Stromanschluß tragender Kühlkopf durch Verschraubung lösbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Metallkörper (3) verschraubte Kühlkopfteil (8) von einem beiderseits geschlossenen zylindrischen Mantel (i i) umgeben ist und daß zwischen dem Mantel (i1) und dem genannten Kühlkopfteil (8) ein nur nach dem Heizleiterende zu offener Metallzylinder (i4) so angeordnet ist, daß die längs dessen Außenseite dem Heizleiterende zuströmende Kühlflüssigkeit zunächst bis unmittelbar in die Umgebung der Löt- oder Schweißstelle geleitet wird und dann längs der Innenseite des Metallzylinders (i4) zum anderen Kühlkopfende zurückströmt. z. Anschlußkopf nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Metallkörper (3) verschraubte, von dem offenen Metallzylinder (i4) umgebene Kühlkopfteil (8) in eine Schutzkappe (6) ausläuft, die eine nach Trennung des Kühlkopfes vom Metallkörper zugängliche Gasöffnung des keramischen Rohres (2) umschließt. 3. Anschlußkopf nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasöffnung durch ein im Innern der Schutzkappe (6) angeordnetes, unter Gasfüllung oder Vakuum abschmelzbares Glas- oder Metallrohr (7) gebildet wird. 4. Anschlußkopf nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, d:aß an der Innenwandung des Metallkörpers (3) als Gleitkontakt wirkende federnde Metallbügel (5) anliegen, die mit dem Ende des Heizleiters (i) fest verbunden sind. 5. Anschlußkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des Gleitkontaktes (5) mit der gegenüberliegenden Innenwandung des Metallkörpers (3) durch ein biegsames Kabelstück leitend verbunden ist. 6. Anschlußkopf nach Anspruch i, 2; 3, 4 oller 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Stromanschluß tragende Außenmantel (11) des Kühlkopfes in einer axial nachgiebigen Führung (ig, 2o) aufgehängt ist.