DE1213876B - Konvektionsstandofen - Google Patents

Konvektionsstandofen

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DE1213876B
DE1213876B DES60735A DES0060735A DE1213876B DE 1213876 B DE1213876 B DE 1213876B DE S60735 A DES60735 A DE S60735A DE S0060735 A DES0060735 A DE S0060735A DE 1213876 B DE1213876 B DE 1213876B
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DE
Germany
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heat
chamber
convection
furnace chamber
treated
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Pending
Application number
DES60735A
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English (en)
Inventor
Erwin Sadick
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Publication of DE1213876B publication Critical patent/DE1213876B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0043Muffle furnaces; Retort furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Tunnel Furnaces (AREA)

Description

  • Konvektionsstandofen Konvektionsstandöfen werden in der Industrie u. a. zum Erwärmen von großen, schweren bzw. sperrigen Maschinenteilen benutzt. Die Konvektionsstandöfen bestehen z. B. aus einer die zu behandelnden Teile oder Güter aufnehmenden Ofenkammer, welche in einer Heizkammer untergebracht ist. Im Raum zwischen der Ofenkammer und der Heizkammer strömen heiße Medien, z. B. heiße Gase oder heiße Luft oder auch heiße Flüssigkeit, welche die Ofenkammer umspülen. Die Ofenkammerwände nehmen dabei die Wärme aus dem vorbeiströmenden Medium auf. Die Wärme wandert durch Wärmeleitung im Werkstoff von außen durch die Ofenkammerwände hindurch auf die Innenseite der Ofenkammerwände. Von dort wird sie an das kalte zu behandelnde Gut in der Ofenkammer durch Strahlung und durch Konvektion eines strömenden Mediums, z. B. der Luft, in der Ofenkammer übertragen, die sich selbst dadurch in Bewegung setzt, daß sie nach Abgabe der Wärme an das kalte zu behandelnde Gut nach unten sinkt und bei Aufnahme der Wärme an der Ofenkammerwand nach oben steigt.
  • Diese Konvektionsstandöfen haben noch Nachteile. So ist z. B. die Wärmeabgabe der Ofenkammerwände an das zu behandelnden Gut schlecht. Daraus ergibt sich der Nachteil einer langen Heizzeit.
  • Die schlechte Wärmeabgabe der Innenwand der Ofenkammer an das zu behandelnde Gut kommt unter anderem auch daher, daß die Temperatur der Innenseite der Wand der Ofenkammer nach dem Einsetzen des kalten und massigen zu behandelnden Gutes schnell sinkt, so daß die für ein schnelleres Aufheizen des Gutes vorteilhafte größere Temperaturdifferenz zwischen der Innenwand und dem Gut bald nach dem Einsetzen des Gutes nicht mehr vorhanden ist. Dieser Zustand hält auch einige Zeit an, weil der Ofenkammerwand von außen nicht schnell genügende Wärmemengen zuströmen, so daß sie ihre Temperatur erhöhen könnte. Infolge der geringen Temperaturdifferenz ist nun der Wärmeübergang von der Wand auf das Gut sowohl durch Konvektion als auch durch Strahlung beeinträchtigt, so daß der Heizprozeß lange Zeit dauert. Das ergibt aber besonders bei denjenigen Anlagen einen schlechten Wirkungsgrad, bei denen ein Teil der Heizluft aus besonderen Gründen, z. B. zur Vermeidung von Explosionen, ständig erneuert werden muß.
  • Erfindungsgemäß werden diese Nachteile von Konvektionsstandöfen zur Erwärmung großer Maschinenteile, bestehend aus einer Ofenkammer und einer diese mit Abstand umgebenden Heizkammer, durch welche ein die Wärme transportierendes Medium, z. B. Heißluft, strömt, die Ofenkammer umspült und durch Konvektion bzw. Wärmeleitung Wärme an diese abgibt, dadurch vermieden, daß die äußere Oberfläche der Ofenkammer in an sich bekannter Weise, z. B. durch aufgesetzte Rippen, derart vergrößert ist, daß die von der Innenwand der Kammer an das kalte Einsatzgut abgegebene Wärme voll durch Wärmeleitung durch die Kammerwandung ersetzt wird.
  • Es ist zwar an sich allgemein bekannt, die Oberfläche von Wärmeerzeugern zwecks Verbesserung des Wärmeüberganges auf das benachbarte Medium zu vergrößern. Es ist auch bei einem Durchgangsofen, der aus einer Vorwärmzone, einer Glühzone und einer Abkühlzone besteht und bei dem die dem Glühgut in der Kühlzone entzogene Wärme durch Wiederzuführung zu dem kalten Gut in der Vorwärmzone rückgewonnen werden soll, bekannt, die Mantelfläche künstlich, z. B. durch Wellung oder Rippen, zu vergrößern, um einen besseren Wärmeübergang zwischen den Mänteln der Kühl- und Vorwärmzone und der als Wärmeübertrager dienenden Luft zu ermöglichen. Das eingangs geschilderte Problem bei Standöfen, die zur Erwärmung großer Maschinenteile bestimmt sind, liegt bei einem solchen Durchgangsofen nicht vor. Die Erfindung beschränkt sich demgegenüber auch nicht allein auf die Vergrößerung der Oberfläche der Ofenkammer in an sich bekannter Weise, sondern schreibt auch eine bestimmte Bemes= sung dieser Vergrößerung in dem Sinn vor, daß die von der Innenwand der Kammer an das kalte Einsatzgut abgegebene Wärme voll durch die Wärmeleitung durch die Kammerwand ersetzt wird.
  • Der Wärmeübergang und die Wärmeleitung können vorteilhafterweise noch dadurch gefördert werden, daß Werkstoffe mit guter Wärmeleitfähigkeit, z. B. Kupfer oder Aluminium,. für die Rippen oder Bleche verwendet weiden, so daß die Temperatur der Ofenkammerwände beim Einfahren von kaltem zu behandelndem Gut bei weitem nicht mehr in dem Maße wie früher abfällt, Durch.die erfindungsgemäße Wärmezufuhr stellt sich` ein Gleichgewichtszustand ein. Hierbei sinkt die'Teriiperatür der dem kalten zu behandelnden Gutgegenüberstehenden Ofenkammerwände nur wenig unter die Temperatur der Heißluft, welche mit möglichst `gleichbleibender Temperatur dem Konvektionsstandofen zugeführt wird.
  • Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Anteil der dem zu behandelnden Gut durch Strahlung zugeführten Wärme während des Heizens des zu behandelnden Gutes viel größer als bisher sein kann. Das Gut wird in kürzerer Zeit als bisher auf die gewünschte Temperatur gebracht.
  • Durch die Erfindung werden noch weitere Vorteile erreicht. So ermöglicht sie, daß in der Zeiteinheit mehr Werkstücke als bisher behandelt werden können, d:h.-der Konvektionsstandofen hat eine höhere Arbeitskapazität. In umgekehrter Weise kann bei gegebener zu behandelnder Werkstückzahl der Konvektionsstandofen verkleinert werden. Außerdem ergibt sich eine Verbesserung der Wärmebilanz.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist auch noch darin zu sehen, daß die Mittel zur Vergrößerung der äußeren Oberfläche der Ofenkammerwände nur einen einmaligen, nicht dem Verschleiß und der Wartung ausgesetzten Aufwand darstellen.
  • Die Erfindung läßt sich -auch mit Vorteil bei Konvektionsstandöfen mit Schlitzen in den Ofenkammerwänden benutzen. Durch diese Schlitze tritt ein Teil der heißen Luft in die Ofenkammer, trifft dort auf das zu behandelnde Gut, erwärmt es unmittelbar und tritt abgekühlt durch andere Schlitze in der Ofenkammerwand aus der Ofenkammer heraus und vereinigt sich wieder mit dem Luftstrom, welcher die Ofenkammerwände von außen erwärmt.
  • Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den F i g. 1 bis 3 schematisch dargestellt. Die F i g. 1 und 2 zeigen einen Konvektionsstandofen im Längs- und Querschnitt; F i g. 3 zeigt einen Konvektionsstandofen mit unmittelbarer Bespülung des zu behandelnden Gutes durch das die Wärme zur Ofenkammer herantransportierende Medium.
  • Die Ofenkammer 1 ist gemäß den F i g.1 und 2 in einer Heizkammer 2 untergebracht. Diese hat einen Frischluftrohranschluß 3. Das durch den Ventilator 4 bewegte und durch den Heizkörper 5 erwärmte Medium umströmt in Pfeilrichtung 6 die Ofenkammer 1 und beginnt nach Abgabe der Wärme als Umluft den gleichen Kreislauf. Ein Teil der Luft verläßt durch den Rohransatz 7 die Heizkammer 2. Eine entsprechende Luftmenge wird durch den Frischluftrohranschluß 3 aufgenommen. Die Figur zeigt nur einen Ventilator 4 und Frischluftrohranschluß 3. Vorteilhaft werden mehrere Ventilatoren 4 und Heizkörper 5 nebeneinander angeordnet und auch die entsprechenden Frischluft- und Abluftrohransätze vorgesehen. Zur Erhöhung des Wärmeüberganges vom strömenden Medium auf die Wände 8 der Ofenkammer 1 haben diese Wände 8 Wärmeleitkörper 9. Diese Wärmeleitkörper 9 können an allen den Seiten des Ofens angebracht sein, die von dem strömenden Medium bespült werden. Zur Regelung des Heißluftumlaufes' und der angesaugten Frisch-Luftmenge sowie der ausgestoßenen Abluftmenge dienen einstellbare Ventilklappen 3a und 7a. Die Ofenkammer 1 hat zwei Stutzen 13 und 14 zum Abdunsten. Die zu behandelnden Gegenstände sind mit 10 bezeichnet.
  • Die F i g. 2 zeigt einen Querschnitt des Konvektionsstandofens nach der F i g. 1. Aus diesem Querschnittsbild ist zu erkennen, daß die Wärmeleitkörper 9 wellblechartig ausgebildet sind. Die Wellung hat den Zweck, eine möglichst große Oberfläche auf kleinem Raum unterzubringen. Es ist vorteilhaft, die Wellbleche in Richtung der Heißluftströmung anzuordnen und sie etwas gegen die Strömungsrichtung zu neigen, damit Luftwirbel entstehen, die den Wärmeübergang von der Luft auf das Blech begünstigen. Mit 16 ist die Tür der Ofenkammer 1 und mit 17 der Türgriff bezeichnet. Die Tür dreht sich um. das Scharnier 18 in Richtung 19 beim Öffnen. Die Möglichkeit, mehrere Ventilatoren 4 und Heizkörper 5 und gegebenenfalls Frischluftstutzen 3 sowie auch Rohrstutzen 7 anordnen zu können, ist durch die Mittellinien 20 angedeutet.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 3 haben die Ofenwände 8 Durchbrechungen 12 im Ein-bzw. Austritt der heißen Luft. Verstellbare Leitbleche 15 dienen zur Regulierung der Menge und der Strömungsrichtung der Luft. Durch diese Luftströme wird das Gut 10 unmittelbar behandelt, d. h. umspült. In diesem Fall erübrigen sich die Dunststutzen 13 und 14. Die Luftströmungen sind durch Pfeile angedeutet.
  • Ein solcher Konvektionsstandofen kann zu mancherlei Zwecken, z. B. zum Einbrennen von Lacken auf Maschinenteilen benutzt werden. In diesem Fall hat er den besonderen Vorteil, daß Explosionen vermieden sind, weil ein Teil der heißen Luft ständig erneuert wird, die wegen ihrer Anreicherung mit z. B. Lösungsmitteldämpfen feuer- und explosionsgefährlich sind.
  • Die Heizvorrichtung 5 ist regelbar. In dieser wird die z. B. bis auf 80° C während des Umlaufes abgekühlte Luft wieder auf z. B. 180° C erwärmt. Der Ventilator 4 kann von einem regelbaren Motor angetrieben sein.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Konvektionsstandofen zur Erwärmung großer Maschinenteile, bestehend aus einer Ofenkammer und einer diese mit Abstand umgebenden Heizkammer, durch welche ein die Wärme transportierendes Medium, z. B. Heißluft, strömt, die Ofenkammer umspült und durch Konvektion bzw. Wärmeleitung Wärme an diese abgibt, da -durch gekennzeichnet, daß die äußere Oberfläche der Ofenkammer in an sich bekannter Weise, z. B. durch aufgesetzte Rippen, derart vergrößert ist, daß die von der Innenwand der Kammer an das kalte Einsatzgut abgegebene Wärme voll durch Wärmeleitung durch die Kammerwandung ersetzt wird.
  2. 2. Konvektionsstandofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Teile, die zur Vergrößerung der Oberflächen dienen, ein Werkstoff mit guter Wärmeleitfähigkeit, wie Kupfer oder Aluminium, verwendet ist.
  3. 3. Konvektionsstandofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ofenkammerwände Schlitze (12) und verstellbare Leitbleche (15) haben, die einen Teil des heißen Mediums an das zu behandelnde Gut (10) heranführen.
  4. 4. Konvektionsstandofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des heißen Mediums, welches dem zu behandelnden Gut zugeführt wird, regelbar ist. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1704 396.
DES60735A 1958-11-26 1958-11-26 Konvektionsstandofen Pending DE1213876B (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0156745A1 (de) * 1984-03-14 1985-10-02 Societe Des Electrodes Et Refractaires "Savoie" (Sers) Muffelofen vom Tunneltyp zur thermischen Behandlung
FR2638826A1 (fr) * 1988-11-04 1990-05-11 Bmi Fours Ind Four sous vide a pertes variables
WO2011056960A1 (en) * 2009-11-04 2011-05-12 Ipsen, Inc. Louvered hot zone for a vacuum heat treating furnace

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1704396U (de) * 1954-03-30 1955-08-11 Siemens Ag Durchgangsofen.

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