159447. lajstromszámú szabadalom • Hidrogénmentes hőszigetelésű hidrogénkemence
159447 vül, célszerűen lég-, vagy vízhűtéses tömszelencén jutnak ki a kemencéből. Az új konstrukció lényege a fent ismertétett fizikai elvek felismerésén kívül éppen az elektromos és gáz csatlakozások megoldása. Ezeknek ugyanis egyszerre hőállóaknak és hajlékonyaknak kell lenni legalább a kemence egyik végén. A találmány szerinti kemencében a probléma megoldását az adja, hogy a kettős cső a kemence köpenyén túlnyúlik és az egyik végén a következőképpen lehet biztosítani az elektromos kivezetést: a wolfram vagy molibdén huzalt a külső kerámiacsőbe fúrt néhány milliméter átmérőjű lyukon hozzuk ki és e lyukba szorosan illeszkedő kerámiacsövacskét dugunk. E kerámiacsövecskét kívülről jó hővezető fémmel — alumíniummal vagy rézzel vesszük körül és e fémet levegő vagy vizárammal hűtjük. Ha e hűtött fémpátront a kettős kemencecsőre szereljük, akkor a hőtáguláskor az egész elektromos kivezetés együtt mozog a kemencecső végével. A fémpatron után már közönséges hajlékony kábellel csatlakozhatunk az elektromos kivezetésihez. Egy másik megoldásnál a két egymásban levő, de nem koaxiális kerámiacső egymáshoz viszonyított helyzetét biztosító ún. száj darabot vízzel hűtjük és az elektromos kivezetést szilikon-gumidugós tömszelencével oldjuk meg. Célszerű a védőgáz betáplálását a kemencecső azon végén megoldani, amely a köpenyhez képest rögzített, hiszen ebben az esetben a vezetékeknek nem kell hajlékonyaknak lenni. A konstrukció célszerűen olyan, hogy a védőgáz bevezetése a belső csőbe szűk nyíláson át történik és e szűk nyílás tengelye és a belső kemencecső tengelye egymáshoz viszonyítva kitérő egyenesek legyenek. így a védőgáz a kemencecsőbe lépve örvénylést fog okozni és aránylag rövid szakaszon — a mérések szerint a tekercselt hossz mintegy 18%-án — felveszi a kemencecső hőmérsékletét és így a betéthez már a hőkezelés hőmérsékletén jut el. A két kemencecső azért nem koaxiálisán fekszik egymásban, mert így lehetőség van arra, hogy a nagyobb átmérőjű cső a belső csövet lehajlás ellen megtartsa és a két cső között izotermikusan helyezhessük el a szabályozó hőelemet, amely célszerűen a sz. szabadalom szerinti kacsos wolfram—rhenium hőelem. Ugyanez a csatorna szolgál a tekercselés esetleges leágazásának kivezetésére is. Amennyiben a kemencét egyetlen hőelemről szabályozzuk, további szabályozó műszer nélkül is biztosíthatjuk azt, hogy a hidrogén vagy más védőgáz nyoniásingadozásával szemben a kemence gázfelmelegítő örvény tere és a hőkezelés tere azonos hőmérsékletű legyen. Erre a célra az örvénytér fűtőtestét egy tirisztorral áthidaljuk és a tirisztort az egész kemencét áthidaló feszültségosztóról egy kondenzátoron át vezéreljük. Aménnyiiben a kemence két vége között 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 Üb hőmérséklet különbség lépne fel ez a tekercselőhuzal ellenállásában is mutatkozik és feszültségkülönbségként jelentkezik a potenciométer osztáspontján. Ezzel a megoldassál a felfűtés alatt is stabilizálhatjuk az örvénytér hőmérsékletét, amelybe — a feltaláló mérései szerint — az összes teljesítmény több mint egy-, harmadát kéli koncentrálni. A találmány célszerű kiviteli alakját az 1. ábrán lehet látni. Az ábrán 1 a belső kerámiacső, 2. a külső kerámiacső, amely a belsőhöz viszonyítva üzemi állapotban úgy helyezkedik el, hogy tengelye magasabban fekszik, mint az 1 csőé, ezen kívül a két cső egymáshoz képest hosszirányban is el van tolva hosszúságuk minimum 1%-áVal. 3 a tekercselő fémhuzal, 4 a 3 huzalt léhűtő fémpatron, 5 a 2 csövet, 6 az 1 csövet megfogó hűtött szoirítótárcsa, 7 a két kerámiacső közé, a fűtőtest védelmére bejuttatott védőgáz bevezető csatornája, 8 az 1 cső belsejébe örvénysz€(rűen befújt védőgáz bevezető csatornája, 9 az elektromos kivezetés(ek) tömszeleneéje, 10 a kemence köpenye, 11 a hőszigetelés, 12 a szájdarab, amelynek furatán a 7 szájnyíláson át betáplált védőgáz az 1 és 2 cső között végig áramolva úgy jut a szabadba (és ég el), hogy vagy a szájdarab üzem közben legalsó rétegét átlyukasztó lyukon halad át vagy más irányú lyukon, amely lyukak iránya azonban a száj darab belső fenékalkotója irányába mutatnak. A találmány előnye a már részletesen megvilágított csekély áramfogyasztás mellett igen sokféle. Nem szükséges a védőgáz lezárására légmentesen záró öntöttvas köpenyt használni, ezáltal a kemence súlya a néhány liter hőterű kemencénél 100 kiloponddal kisebb az eddig ismerteknél. Mivel a hőszigetelésben nincsen szükség védőgázra a kemence öblítés! ideje 1—2 perc és később sem lehetséges az, hogy az elégtelenül kiöblített nagyfelületű hőszigetelésiből oxigén vagy vízgőz jusson a hőkezelés terébe. A kemence kicsiny súlya miatt vékony alumínium lemez burkolatú lehet, ezáltal elkerülhető több kilowatt sugárzó teljesítmény, ami nemcsak a kemence üzemének takarékosságát növeli, de jelentősen csökkenti a kemence kezelés amúgyis nehéz munkájának egészségtelen voltát, az alumínium köpeny előnye az, hogy nem rozsdásodik és oxidja azonos a hőszigetelés anyagával, tehát azt nem szennyezi be. A találmány további előnye a rendkívül nagy hőtér, az eddig megépített kemencék mindegyike a tekercselés hosszának több mint 70fl / 0 -án állandó hőmérsékletű szemben a hagyományos kemencéknél elérhető 25—30%-kal. A szokásos méretek mellett a szokásos védőgázmennyiiség clyan kis áramlási sebességet ad a hagyományois kemencéfcben, hogy a Reynolids-szám nagyságrendje 20. Turbulens áramlás tehát nem alakulhat ki. A találmány szerinti kemencében azonban makroszkopikus örvénylés jön létre, ezen kívül a szűk befúvó nyíláson — amely célsze-
