DE161461C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die gewöhnlichen elektrischen Öfen zeichnen sich durch Erzielung hoher Temperaturen, durch einen hohen Nutzeffekt und durch leichte Regulierfähigkeit aus. Trotz dieser hervorragenden Eigenschaften gibt es in der Praxis Fälle, für welche der gewöhnliche elektrische Ofen in wirtschaftlicher und technischer Beziehung nicht geeignet ist. Hier leistet der elektrische Ringofen, der den

ίο Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, vorzügliche Dienste. Er besteht aus einem Ringkanal, in welchem mehrere elektrisch heizbare, dünne Brennkästen angeordnet sind. Von den letzteren ist nur einer in Betrieb, während die anderen abgekühlt bezw. vorgewärmt werden. Um dies zu erreichen, zirkuliert im Ringkanal Wind, der die Wärmeübertragung besorgt. Es wird also hier durch Einführung eines dem elektrischen Ofen an sich fremden Mediums, des Windes, ein ähnlicher Effekt für elektrische Öfen erreicht, wie er in den bekannten Gasringöfen durch Ausnutzung der heißen Rauchgase erzielt wird.

,25 Der elektrische Ringofen eignet sich für alle jene Fälle, in welchen das Brenngut zur Erzielung guter Erzeugnisse nur sehr langsam erhitzt werden darf. Dieses, kann dabei entweder selbst, wenn es leitend ist, als elektrischer Heizwiderstand dienen oder

- auch durch Einbetten in leitende Masse erhitzt werden.

Als Beispiel sei die Fabrikation der Glühlampenfäden genannt. Die Temperatur soll dabei von der Lufttemperatur in 2 bis 3 Tagen langsam auf die höchsten Temperaturen gesteigert werden und ebenso langsam wieder verringert werden. Es läßt sich dies allerdings auch im gewöhnlichen elektrischen Ofen durch Stromregulierung erzielen, aber es ist klar, daß ihm der elektrische Ringofen wirtschaftlich überlegen ist, da bei diesem die von der Beschickung einer Abteilung abgegebene Wärme zur Vorwärmung der benachbarten Abteilungen ausgenutzt wird, so daß zur Erhitzung der letzteren bis zur Höchsttemperatur ein geringerer Aufwand an elektrischer Energie erforderlich ist.

Ein anderes Anwendungsgebiet des elektrischen Ringofens geben alle jene Fälle, in denen es sich um Erhitzung von Körpern handelt, die bei gewöhnlicher Temperatur die Elektrizität nicht leiten, dagegen bei höherer Temperatur leitend werden. Will man z. B. rohe gepreßte Elektroden in einem gewöhnliehen elektrischen Ofen brennen, so stößt man auf erhebliche Schwierigkeiten, da die ungebrannte Eiektrodenmasse nahezu ein Nichtleiter ist und durch Einbetten in Widerstandsmasse eine gleichmäßige Erhitzung" solch großer Körper nur sehr schwer zu erreichen ist. Diese Schwierigkeit ist beim elektrischen Ringofen vollkommen beseitigt, da die Elektroden durch die Vorwärmung bereits vorgebrannt sind, ehe sie als Leiter für. den elektrischen Strom zu dienen haben. Solche Körper können also im elektrischen Ringofen, obwohl sie als Rohware Nichtleiter sind,

ohne Einbettung in leitende Hilfsmasse gebrannt werden.

Auf der beiliegenden Zeichnung stellt zunächst Fig. ι den Grundriß, Fig. 2 den Querschnitt, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Mitte eines elektrischen Ringofens dar. Die stromzuführenden Elektroden ρ und η sind oben und unten in jeder-Kammer angeordnet. Die unteren Elektroden bleiben dabei stets an ihrer Stelle, während die obere nur in die gerade in Betrieb befindliche Abteilung, in der Zeichnung Kammer 2, eingelassen wird. Kammer 2 wird also elektrisch geheizt, Kammer 8 und 1 kühlen sich ab, Kammer3, 4, 5 werden vorgewärmt, Kammer 6 wird neu beschickt, Kammer 7 geleert. Die Übertragung der Wärme von den Kammern 8, I, 2 zu den Kammern 3, 4, 5 wird durch den zirkulierenden Wind bewirkt, der in die Kammer 8 eintritt, durch Kammer 1, 2, 3, 4, 5 zieht und aus Kammer 5 bei geöffnetem Schieber α in den Kanal b entweicht, der ähnlich wie bei Gasringöfen mit der Esse in Verbindung stehen kann. Statt durch die Esse könnte man die Luft auch durch einen Ventilator ansaugen lassen und direkt ins Freie ausblasen, da es sich hier ja nicht um Rauch, sondern um Luft handelt.

In den Figuren selbst ist jedoch ein vollkommener Kreislauf des Windes dargestellt. Während man nämlich bei einem Gasringofen stets Gas und Sauerstoff zuführen und dafür eine entsprechende Menge Rauchgase aus dem Ofen abführen muß, kann im elektrischen Ringofen, bei dem der Wind nur die Aufgabe hat, die Wärme zu übertragen, derselbe in fortwährendem Kreislauf im Ofen zirkulieren. Man vermeidet auf diese Weise jeden Essenverlust. Außerdem ist es, im Gegensatz zum Gasringofen, nicht mehr erforderlich, den Wind aus der letzten Kammer mit möglichst niedriger Temperatur abzusaugen, sondern der Wind kann mit 500⁰ und mehr aus der letzten Kammer abgesaugt werden, da ja sein ganzer Wärmeinhalt der ersten Kammer ohne Verlust zugeführt wird. Die Wahl der Absaugetemperatur hängt hier lediglich davon ab, welche höchste Temperatur das neu eingesetzte Brenngut ohne Schaden aushält. Als Vorteil für den elektrischen. Ringofen mit Kreislaufbetrieb ergibt sich in diesem Fall eine geringe Anzahl von Kammern, also ein geringes Anlagekapital.

Um die Zirkulation zu erzielen, ist bei e ein Ventilator aufgestellt, der den Wind aus , Kammer 5 bei geöffnetem Schieber α in den Kanal b saugt und von hier in den Kanal f drückt. Aus Kanal / tritt dann der Wind bei geöffnetem Schieber g in Kammer 8 und durchzieht dann die Kammern 8,1,2,3,4,5, wie oben angegeben. Kammern 5 und 8 sind gegen die geöffneten Kammern in bekannter Weise durch Schieber c und d abgesperrt. Sobald Kammer 2 gar gebrannt ist, wird die obere Elektrode ρ herausgezogen und in Kammer 3 eingeführt. Ferner wird durch Versetzen der Schieber c und d, Schließen der Kammer 6 und Öffnen der Kammer 8 Kammer 6 in den Kreislauf eingeschaltet und Kammer 8 ausgeschaltet usf.

In den Fig. 4, 5 und 6 ist ferner ein elektrischer Ringofen dargestellt, bei welchem die Elektroden horizontal angeordnet sind. Kammer 6 und 7 sind wieder offen, Kammer 8, 1,2,3,4,5 in den Kreislauf eingeschaltet. Aus Kammer 5 wird der Wind bei geöffnetem Schieber h durch den transportablen Ventilator in den Kanal i gesaugt und der Kammer 8 zugedrückt, deren Schieber k ebenfalls geöffnet ist.

Um gute Wärmeübertragung durch den Wind zu erzielen, ist es selbstverständlich, daß die Wandungen um das Brenngut möglichst dünn sein müssen. Dabei ist es von Vorteil, daß beim elektrischen Ringofen im Gegensatz zum Gasringofen, bei welchem die Rauchgase der heißeste Körper im Ofen sind, das, Brenngut der heißeste Teil ist. In der Brennkammer selbst wirkt daher der zirkulierende Wind kühlend und somit erhaltend auf die Wandung. Diese kühlende Wirkung kann durch Veränderung der Tourenzahl des Ventilators geregelt werden.

Durch das in der Beschreibung angewendete allgemeine Wort Wind ist schon angedeutet, daß jedes Gas als Wärmeträger verwendet werden kann. Die Verwendung von Luft ist natürlich am einfachsten. Fast ebenso leicht läßt sich mit Gemischen von Stickstoff und Kohlenoxydgas oder Kohlensäure arbeiten, da .dieselben durch Einwerfen von ein paar glühenden Kohlen in die neu einzuschaltende Kammer leicht erzeugt werden können. Will man mit anderen Gasen arbeiten, so ist natürlich aus der zunächst durch Deckel und Schieber abgeschlossenen Kammer durch Einleiten des Gases die Luft zu verdrängen, ehe die Kammer in den Kreislauf eingeschaltet wird. Die Fugen bei Deckel und Schieber werden, wie bei Ringöfen mit Gasfeuerung üblich, mit Ton u. dgl. gedichtet. Durch Verwendung von besonderen Gasen kann in vielen Fällen erreicht werden, daß das Brenngut , ohne von feuerfesten Wänden umschlossen zu sein, direkt im elektrischen Ringofen gebrannt wird. Ein Beispiel bilden hierfür Elektroden, die bei Verwendung von Stickstoff und Kohlenoxyd als zirkulierendem .: Wind ohne schützende Wandung im elektrischen Ringofen gebrannt und graphitiert werden können.

Endlich ist in Fig. 7 und 8 die Korn-

Claims (4)

bination des elektrischen Ringofens mit den bekannten Gasringöfen dargestellt. Dieselbe hat den wirtschaftlichen Vorteil, daß nur diejenige Temperatursteigerung, die mit Gas nicht mehr erzielt werden kann, durch die meist teuere elektrische Energie geleistet werden muß. In den Figuren stellt m den Gaskanal dar, aus dem bei entsprechend geöffneten Schiebern das Gas in die Brenn- lp kammer, in der Figur Kammer 4, eintritt und dort mit der vorgewärmten Luft wie beim bekannten Gasringofen verbrennt. Ist die höchste Gastemperatur erreicht, so wird das Gas abgestellt und der elektrische Strom eingeschaltet. Während dieser Periode der elektrischen Heizung kann der Ofen genau wie vorbeschrieben ohne jeden Essenverlust mit Windzirkulation im Kreislauf arbeiten. Man schließt zu diesem Zwecke den Kaminschieber«1, setzt den Ventilator 0 in Betrieb, der bei entsprechend geöffneten Schiebern den Wind aus Kammer 8 ansaugt und durch den Kanal r der Kammer 11 zuführt. Damit der Wind von Kammer 8 nach Kammer 11 den kürzesten Weg nimmt, werden die Schieber s im Windkanal m geschlossen. Auch bei diesen kombinierten Öfen können alle Vorteile des elektrischen Ringofens zur Anwendung kommen mit Ausnahme der Verwendung von besonderen indifferenten Gasen als Wind, da dieser durch die Verbrennungsgase gegeben ist. Auf die Anordnung der Elektroden in Fig. 7 und 8 soll noch hingewiesen werden, da sie von der in den anderen Figuren abweicht. Es werden hier pro Abteilung zwei Brennräume angeordnet. Diese sind im Boden durch einen stromleitenden Körper t verbunden. Dadurch kommen beide Elektroden über den Ofen zu liegen. Nicht unerwähnt soll bleiben, daß bei manchen elektrischen Prozessen selbst brennbare Gase entstehen, wie z. B. bei der Karborundumdarstellung (vergl. das Werk über Karborundum von Fitz-Gerald 1904, S. 21 u. 22). Für solche Prozesse bietet die Verwendung des elektrischen Ringofens eine wirtschaftliche Methode, die Heizkraft der elektrisch erzeugten Gase zur Vorwärmung des frischen Einsatzes auszunutzen. Eine bemerkenswerte Ausführung ist noch in Fig. 9 und IO dargestellt, bei welchen die Brennkästen selbst zu einem Ringkanal vereinigt sind. In demselben befindet sich das Brenngut abwechselnd mit Elektroden p. Zwei bestimmte Elektroden sind an die Leitung angeschlossen, so daß zwischen ihnen der Strom zirkuliert. Die Luftzirkulation erfolgt wie früher beschrieben. Ρλτε ν τ-An Sprüche:

1. Verfahren und Einrichtung zum Vorwärmen, Glühen, Brennen usw. auf elektrischem Wege, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngut in dünnen Brennkästen in einen Ringkanal eingesetzt und in einem oder mehreren hintereinander liegenden Brennkästensätzen elektrisch geheizt wird, während die anderen durch die Kästen hintereinander bestreichende Luft, oder Gase abgekühlt bezw. vorgewärmt werden.

2. Elektrischer Ringofen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der wärmeübertragenden Luft oder Gase durch Absaugen und Eindrücken mittels eines Ventilators hervorgebracht wird, derart, daß sich stets die-. selbe Luft oder dasselbe Gas im Kreislauf befindet.

3. Elektrischer Ringofen nach An-Spruch ι, gekennzeichnet durch die Vereinigung mit einem Ringofen mit Gasfeuerung.

4. Elektrischer Ringofen nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung von gegen das Brenngut indifferenten Gasen als Wärmeüberträger die Brennkästen bezw. die Umhüllungswände des Brenngutes weggelassen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.