DE695232C

DE695232C - Liquid-cooled connection head for radiators

Info

Publication number: DE695232C
Application number: DE1937S0127101
Authority: DE
Inventors: Reinhold Reichmann; Rudolf Roessinger
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1937-05-05
Filing date: 1937-05-05
Publication date: 1940-08-20

Description

Flüssigkeitsgekühlter Anschlußkopf für Heizkörper Zusatz zum Patent 687 591 Im Hauptpatent ist ein flüssigkeitsgekühlter Anschlußkopf für Heizkörper zur Erzeugung hoher Temperaturen beschrieben, bei dem ein Heizleiter von einem keramischen Rohr gasdicht umgeben ist, welches mit einem das Rohrinnere gasdicht verschließenden, die Stromzuführung und die Wärmeableitung vom Heizleiterende vermittelnden zylindrischen Metallkörper versehen ist, wobei der eigentliche Kühlkopf mit dem genannten Metallkörper durch Verschraubung lösbar verbunden ist. Gemäß einer Ausführungsform des Hauptpatents liegen an der Innenwandung des Metallkörpers als Gleitkontakt wirkende- federnde Metallbügel an, die außerhalb des den Heizleiter umgebenden keramischen Schutzrohres mit dem Heizleiterende fest verbunden sind. Der mit dem Metallkörper verschraubte Kühlkopfteil ist bei dieser Ausführungsform von einem beiderseits geschlossenen zylindrischen Mantel umgeben, und @es ist zwischen dem Mantel und dem genannten Kühlkopfteil ein nur nach dem Heizleiterende zu offener Metallzylinder so angeordnet, daß die längs dessen Außenseite dem Heizleiterende zuströmende Flüssigkeit längs der Innenseite des Metallzylinders zurückströmt.Liquid-cooled connection head for radiators Addition to patent 687 591 The main patent describes a liquid-cooled connection head for radiators for generating high temperatures, in which a heating conductor is surrounded in a gastight manner by a ceramic tube which, with a gas-tight seal on the inside of the tube, supplies power and dissipates heat from the end of the heating conductor mediating cylindrical metal body is provided, wherein the actual cooling head is detachably connected to said metal body by screwing. According to one embodiment of the main patent, resilient metal brackets which act as sliding contact and which are firmly connected to the end of the heating conductor outside the ceramic protective tube surrounding the heating conductor lie on the inner wall of the metal body. In this embodiment, the cooling head part screwed to the metal body is surrounded by a cylindrical jacket that is closed on both sides, and a metal cylinder, which is only open to the end of the heating conductor, is arranged between the jacket and the said cooling head portion so that the liquid flowing along the outside of the heating conductor end is arranged lengthways the inside of the metal cylinder flows back.

Es hat sich gezeigt, daß die im Hauptpatent beschriebene Einrichtung sowohl Beine gute Kühlung der Verbindungsstelle des keramischen Rohres mit dem Metallkörper als auch eine gute Wärmeausdehnungsmöglichkeit für den den Stromanschluß tragende. Teil des Anschlußkopfes bei: guter Zugänglichkeit des gasgefüllten oder evakuierten Raumes ermöglicht: Wird jedoch der Heizkörper zur Erzeugung besonders hoher Temperaturen, z. B. über 1q.00° C, verwendet, so erweist es sich als zweckmäßig, Vorkehrungen zu treffen üi*.-den Wärmefluß vom Widerstandsheizleitet' zum flüssigkeitsgekühlten Anschlußkopf weniger schroff zu machen. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung bei einem flüssigkeitsgekühlten Anschlußkopf der vorstehenderwähnten Art dadurch erreicht, daß das mit dem Heizleiterende fest verbundene, in das keramische Schutzrohr hineinragende kontaktgebende Gleitstück mit einer ebenfalls fest auf dem Heizleiter aufsitzenden rohrförmigen Verlängerung versehen ist, die sich gegebenenfalls in einem Graphitrohr fortsetzt und zweckmäßig bis zu dem dem Ofenraum zugekehrten Ende des Anschlußk opfes reicht.- Das Verlängerungsrohr besteht, wenn als Heizleiter ein Metallstab verwendet wird; aus deinem hochschmelzenden Metall (Wolfram oder Moolybdän), während bei -einem aus Graphit oder Siliciumcarbid bestehenden Heizleiter als Baustoff für das Verlängerungsrohr Graphit dient. Durch die erwähnte, in das Schutzrohrende hineinragende Verlängerung des kontaktgebenden Gleitstückes wird erreicht, daß der Wärmefiüß beim Übergang vom H.eizleiter zum gekühlten Anschlußkopf allmählich absinkt. Dies bedeutet nicht nur eine Schonung der zum Aufbau des Heizstabes verwendeten Teile, insbesondere des Widerstandsheizleiters und des ihn umgebenden keramischen Schutzrohres, sondern auch der Lötverbindung, welche den gasdichten Abscbluß des Schutzrohres durch den erwähnten zylindrischen Metallkörper sichert.It has been shown that the device described in the main patent both legs good cooling of the junction of the ceramic tube with the metal body as well as a good thermal expansion possibility for the one carrying the power connection. Part of the connection head with: good accessibility of the gas-filled or evacuated room: If, however, the radiator is special for generating high temperatures, e.g. B. above 1q.00 ° C, it proves to be useful Precautions to be taken üi * .- the heat flow from the resistance heater to the liquid-cooled To make the connection head less rugged. This purpose is achieved according to the invention a liquid-cooled connection head of the type mentioned above is achieved by that that is firmly connected to the end of the heating conductor and protrudes into the ceramic protective tube contact-making slider with a likewise firmly seated on the heating conductor tubular extension is provided, optionally in a graphite tube continues and expediently up to the end of the connection k facing the furnace space opfes is enough.- The extension pipe exists if a metal rod is used as the heating conductor is used; from your refractory metal (tungsten or moolybdenum), while with -a heating conductor made of graphite or silicon carbide as a building material for the graphite extension tube is used. By the mentioned, protruding into the protective tube end Extension of the contact-making slider is achieved that the Wärmefiüß when The transition from the heat conductor to the cooled connection head gradually drops. this means not only a protection of the parts used to build the heating rod, in particular the resistance heating conductor and the ceramic protective tube surrounding it, but also the soldered connection, which ensures the gas-tight sealing of the protective tube through the mentioned cylindrical metal body secures.

Gemäß der weiteren Erfindung kann der schroffe Temperaturwechsel ;an der Übergangsstelle vom keramischen Schutzrohr zum flüssigkeitsgekühlten Anschlußkopf dadurch weiter verringert werden, daß der Anschlußkopf nach dem Ofenraum zu durch einen Metallring abgeschirmt ist, der so ausgebildet ist, daß er zugleich die vom Ofenraum kommende strahlende Wärme, soweit möglich, vom Anschlußkopf abhält. Zu diesem Zweck gibt man dem Metallring eine konische, sich nach dem Anschlußkopf verbreiternde Gestalt oder versieht man ihn an seiner Außenseite mit einer Hohlkehle. Auch kann man seine Oberfläche z. B. durch Aufbringen metallischen Nickels spiegelnd machen. Die strahlende Wärme wird dann zum Teil unmittelbar in den Ofenraum zurückgeworfen.According to the further invention, the abrupt temperature change can; on the transition point from the ceramic protective tube to the liquid-cooled connection head can be further reduced by the fact that the connection head to through to the furnace chamber a metal ring is shielded, which is designed so that it is at the same time the from Keeps radiant heat coming from the furnace chamber as far as possible from the connection head. to For this purpose, the metal ring is given a conical shape that widens towards the connection head Shape or one provides it on its outside with a groove. Also can one his surface z. B. make reflective by applying metallic nickel. Some of the radiant heat is then thrown back directly into the furnace chamber.

Besonders zweckmäßig ist @es, den zur Wärmeabschirmung ,auf das Ende des Anschlußkopfes aufgesetzten Metallring eng auf dem Schutzrohr aufsitzen zu lassen und ihn erst nach der Herstellung der Lötverbindung zwischen dem Schutzrohrende und dem an dieses sich anschließenden Metallkörper mit diesem zu verschrauben. Beim Aufschrauben ,wird der Metallring ran das Ende des gekühlten Anschlußkopfes angepreßt. Der Ring ent dann zugleich als Handhabe beim Verschrauben des Kühlkopfes mit dem Metallkörper, wodurch sich unerwünschte mechanische Beanspruchungen des keramischen Schutzrohres vermeiden lassen.It is particularly useful to put the heat shield on the end the metal ring placed on the connection head to sit tightly on the protective tube and only after the soldered connection has been made between the protective tube end and to screw the metal body adjoining this to it. At the Unscrew the metal ring and press it onto the end of the cooled connection head. The ring then also acts as a handle when screwing the cooling head to the Metal body, creating undesirable mechanical stresses on the ceramic Avoid the protective tube.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei-.spiel des ,Erfindungsgegenstandes im Längsschnitt veranschaulicht. Es bedeutet darin i den beispielsweise aus Graphit bestehenden Heizleiter und 2 das ihn umgebende gasdichte keramische Schutzrohr. 3 ist der das Ende des Schutzrohres z gasdicht verschließende, beispielsweise durch Lotung mit diesem verbundene zylindrische Metallkörper. In der Bohrung des Metallkörpers 3 ist ein aus einem Metallklotz bestehender Gleitkontakt q. geführt, der mit dem aus dem Schutzrohr 2 herausragenden Ende des Heizleiters i verschraubt ist. Mit diesem Gleitkontakt sind durch eine Schraube 5 unter Gasabschluß Kupferlitzen 6 verbunden, die in dem Bodenstück 7 des zylindrischen Metallkörpers 3 endigen und eine flexible leitende Verbindung zwischen den beiden Teilen - herstellen. Der Metallkörper 3 läuft in ein unter Gasfüllung oder Vakuum abschmelzhares Glasrohr 8 aus, das die Verlängerung eines aus dem Bodenstück 7 herausragenden Metallrohres 9 bildet. Das Glasrohr 8 und ein Teil des Metallrohres 9 sind von einer Schutzkappe i o umgeben, die den Abschluß des auf dein Metallkörper 3 unmittelbar ,aufgeschraubten metallischen Kühlkopfteils i i bildet. An seinem anderen Ende läuft der Kühlkopfteil i i in einen Flansch i-, aus, der den Verschluß der einen Stirnseite des äußeren zylindrischen Kühlmantels 13 bildet. Dieser Kühlmantel 13 ist auf seiner anderen Stirnseite durch eine mit einer Flüssigkeitszuleitung 14 versehene Scheibe 15 abgeschlossen. Zwischen dem Kühlmantel 13 und dem Kühlkopfteil i i befindet sich .ein nur nach dem Heizleiterende zu offener Metallzylinder 16, der auf seiner anderen Stirnseite durch eine Scheibe 17 verschlossen ist. Das Kühlwasser strömt durch ein in die Scheibe 17 eingesetztes; in der Achse des Heizkörpers liegendes Rohr 18 zurück. Auf das dem Ofenraum zugekehrte Ende des Metallkörpers 3 ist ein konischer Metallring i g, der das keramische Schutzrohr 2 mit geringem Spielratun umgibt, aufgeschraubt. Der Ring legt sich dabei mit seiner Stirnfläche gegen den Flansch 12 und das Ende des: Kühlmantels 13 ,an.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention illustrated in longitudinal section. It means i den for example made of graphite existing heating conductor and 2 the gas-tight ceramic protective tube surrounding it. 3 is the gas-tight closing of the end of the protective tube z, for example through Soldering with this connected cylindrical metal body. In the bore of the metal body 3 is a sliding contact q made of a metal block. led who with the from the protective tube 2 protruding end of the heating conductor i is screwed. With This sliding contact is provided with copper strands 6 by means of a screw 5 with a gas seal connected, which end in the bottom piece 7 of the cylindrical metal body 3 and - create a flexible conductive connection between the two parts. The metal body 3 runs into a glass tube 8 that can be melted under gas or vacuum, which the Forms extension of a metal tube 9 protruding from the base piece 7. That Glass tube 8 and part of the metal tube 9 are surrounded by a protective cap i o, which is the conclusion of the metallic screwed directly onto your metal body 3 Cooling head part i i forms. At its other end, the cooling head part i i runs into one Flange i-, from which the closure of one end face of the outer cylindrical Cooling jacket 13 forms. This cooling jacket 13 is through on its other end face a disk 15 provided with a liquid feed line 14 is closed. Between the cooling jacket 13 and the cooling head part i i is located only after the end of the heating conductor to open metal cylinder 16, which is on its other end face by a disc 17 is locked. The cooling water flows through an inserted into the disc 17; in the axis of the radiator lying pipe 18 back. The one facing the furnace chamber End of the metal body 3 is a conical metal ring i g, which the ceramic protective tube 2 with little play around it, screwed on. The ring lies down with his Face against the flange 12 and the end of the: cooling jacket 13, on.

Der den Gleitkontakt bildende Metallklotz q. besitzt eine rohrförmige Verlängerung 2o, die in das Ende des Schutzrohres 2 etwa bis zu der Stelle hineinragt, an welcher das durch den Anschlußkopf längs der Außenseite des Metallzylinders 16 zuströmende Kühlwasser den Flansch 12 und den anschließenden zylindrischen Teil des Kühlkopfteils i i berührt. An die rohrförmige Verlängerung 2o des Metallklotzes 4 schließt sich ein ebenfalls mit dem Heizleiter i verschraubtes Gräphitrohr 2 r an, das etwa bis zu der dem Ofenraum zugekehrten Seite des konischen Ringes i g vorspringt.The metal block q forming the sliding contact. has a tubular Extension 2o, which in the end of the protective tube 2 approximately up to the Point protrudes at which the through the connection head along the outside of the Metal cylinder 16 inflowing cooling water the flange 12 and the subsequent cylindrical part of the cooling head part i i touches. To the tubular extension 2o of the metal block 4 is also screwed to the heating conductor i Graphite tube 2 r, which extends approximately up to the side of the conical Ring i g protrudes.

Die Wirkung der beschriebenen Einrichtung ist eine dreifache. Die vom Heizleiter abzuführende Wärme gelangt ohne schroffen Temperatursprung ,an das den Anschlußkopf.durchströmende Kühlmittel, die Stromzuführung ist auch bei wechselnden Temperaturen durch einen ohne federnde Teile arbeitenden Gleitkontakt in stets gleichbleibender Güte gewährleistet, und es besteht zwischen den die Wärme hoher Temperatur auf die Kühlflüssigkeit übertragenden Teilen eine feste und auch jederzeit lösbare mechanische Verbindung. Durch die Vereinigung dieser Eigenschaften wird eine besonders große Lebensdauer des Heizkörpers auch bei sehr hohen Temperaturen gewährleistet.The effect of the device described is threefold. the The heat to be dissipated by the heating conductor reaches the coolant flowing through the connection head, the power supply is also changing Temperatures are always constant thanks to a sliding contact that works without resilient parts Goodness assured and it persists between the high temperature heat on the Coolant-transmitting parts have a fixed and also mechanically detachable at any time Link. The combination of these properties makes a particularly large one Lifetime of the radiator guaranteed even at very high temperatures.

Claims

PATENT CLAIM: i. Liquid-cooled connection head for radiators, in which a heating conductor is surrounded gas-tight by a ceramic tube, which with a gas-tight seal on the inside of the pipe, the power supply and the heat dissipation from the end of the heating conductor mediating cylindrical metal body is provided with the the actual cooling head is detachably connected by screwing. according to patent 687 594 characterized in that the firmly connected to the end of the heating conductor (i), into the ceramic protective tube (2) protruding contact-making slider (4) with a tubular extension that is also firmly seated on the heating conductor (i) (2o) is provided, which optionally continues in a graphite tube (21) and expediently extends to the end of the connection head facing the furnace chamber.

2. Connection head "according to claim i for radiators with metallic heating conductors, characterized characterized in that the tubular extension piece (2o) consists of a high-melting point Metal (tungsten or molybdenum) and only if necessary in its furnace chamber initially lying extension (21), made of graphite. `

3. Connection head according to claim i or 2 for radiators with a heating conductor made of graphite or silicon carbide; through this characterized in that the tubular extension piece (2o, 21) is made entirely of graphite consists.

4. Anschlussko.pf according to one of the preceding claims, characterized in that that the end face of the connection head facing the furnace chamber at the point where. the tubular extension piece (20) of the sliding contact (.4) or its extension (21) ends, is shielded by a metal ring (i g) that supports the protective tube (2) surrounds with little clearance and with the furnace-side end of the cylindrical metal body (3) is screwed.

5. Connection head according to claim 4, characterized in that the metal ring (i g) 'widened or tapered after the connection head its outside is provided with a groove and optionally mirrored is.