DE2710058A1

DE2710058A1 - Schnellwirkender zaggelofen

Info

Publication number: DE2710058A1
Application number: DE19772710058
Authority: DE
Inventors: Wilbur E Stephens
Original assignee: Alumax Inc
Current assignee: Alumax Inc
Priority date: 1976-03-22
Filing date: 1977-03-08
Publication date: 1977-10-06
Also published as: JPS52114509A; US4125364A

Description

Schnellwirkender Zaggelofen

Priorität: 22. März 1976 - USA - Serial No. 669,239

Ein Zaggel wird mit herkömmlichen Mitteln durch einen verbesserten Ofen transportiert und dabei im Ofen durch eine externe Brennereinheit erhitzt, in der Brennstoff und Luft zusammen verbrannt und dann mit. hoher Geschwindigkeit tangential zum Zaggel in eine halbzylindrische Kammer des Ofens eingeblasen werden, so daß ein heißer Gaswirbel erzeugt wird, der um den Zaggel auf der Länge des Ofens zirkuliert. Die Temperatur des heißen Gas-

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wirbeis innerhalb des Ofens wird mittels eines Thermoelementes ermittelt, welches nahe der Zaggeloberfläche, ,jedoch ohne diese zu berühren, angeordnet ist, so daß die Temperatur des Zaggels als Funktion der Temperatur des zirkulierenden Gases ermittelt wird. Die Temperatur des eingebrachten Gases v/ird dabei so überwacht, daß der Zaggel auf eine gewünschte Temperatur aufgeheizt und dann auf dieser Temperatur gehalten wird.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zaggelofen und insbesondere auf einen Ofen zum Vorheizen eines Metallzaggels für eine Strang- bzw. Spritzpresse für Metalle.

Beim Strangpressen bzw. Spritzen von Aluminiumzaggeln ist es erwünscht, das Metall vorzuheizen und somit bis zu einem gewissen Grade weich zu machen. Bekannte Vorrichtungen für diesen Verfahrensschritt haben einen relativ geringen thermischen Wirkungsgrad. Dieser ist von der Ausbildung der Form des Innenraums der Kammer und von der Art der Wärmeübertragung abhängig, die durch eine kurze Kontaktteil., in der der Zaggel mit den heißen Verbrennungsgasen Kontakt hat, und durch die geringe Geschwindigkeit der heißen Gase begrenzt ist. In derartigen bekannten Öfen sind die Brenner innerhalb der Ofenkammer auf beiden Seiten des Zaggels angeordnet, wobei die Brenner die Flammen nicht tangential gegen die Unterseite des Zaggels richten. Die Flammen umfassen den Zaggel nur teilweise, bevor sie in den Ofenaußenraum gelangen. Die Flammen haben damit, trotz ihrer hohen Temperatur, eine niedrige Massengeschwindigkeit und einen nur kurzzeitigen Kontakt mit dem Zaggel. Der thermische Wirkungsgrad ist ,jedoch eine Funktion der Massengeschwindigkeit der verbrannten Gase, der Zeitdauer, die die Gase Kontakt mit dem Zaggel haben,und der Temperatur des Gases.

Eine weitere Schwierigkeit liegt bei einigen bekannten Aluminium-Zaggelöfen darin, daß die im Ofen aufrechtgehaltene Temperatur mit einem Thermoelement überwacht wird, welches durch die Seitenwand des Ofens eingeführt ist und den Zaggel berührt, während sich dieser durch die Länge des Ofens bewegt. Dieses Thermo-

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element erhält durch den Zaggel einen überzug aus Aluminiumoxid, dies wirkt als thermischer Isolator, so daß das Thermoelement falsch geeicht ist. Noch ein anderes Problem ergibt sich bei einigen bekannten Zaggelöfen daraus, daß sie nicht einfach zwischen Öl- und Gasbrennstoffen umgestellt, werden können, sondern für jeden Brennstoff speziell umgerüstet;, werden müssen.

Die oben genannten und weiteren Nachteile bekannter Zaggelheizöfen werden mit der vorliegenden Erfindung eines verbesserten Zaggelheizofens ausgeräumt, der die Bauart mit langem geheizten Ofen und mit Transporteinrichtungen zum Transport eines langen Metallzaggels durch die Länge des Ofens besitzt.

Die Verbesserung ist dadurch gekennzeichnet, daß außen entlang der Ofenkammer, mit Abstand voneinander, eine Vielzahl von Brennereinheiten angeordnet ist, die in die Ofenkammer heiße verbrannte Gase mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung einblasen, die im wesentlichen parallel zur Zaggelaußenfläche und nicht parallel zur Zaggellängsachse gerichtet ist. Die Innenfläche der Ofenkaramer hat, im Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung der Kammer gesehen, eine im wesentlichen konkave Form, so daß ein ringförmiger Raum entsteht, der den Zaggel in gesamter Länge umschließt, wobei ein heißer Gaswirbel rings des Zaggels erzeugt wird, so daß dieser erhitzt wird. Da das Gas mit hoher Geschwindigkeit eingeführt wird, wirken der Zaggel und die innere Ofenwand als Venturidüse und erzeugen und erhalten die Strömung vorhandener Gase in einer Kreisströmung rund um den Zaggel. Die Kombination hoher Massengeschwindigkeit der Gase und verlängerter Kontaktzeit zwischen Gas und Zaggel ergibt ein schnelles und hoch wirksames Verfahren des Wärmeüberganges. Die Abgase werden aus der Kammer durch Öffnungen abgeführt, die am Boden der Kammer angeordnet sind.

Um die Temperatur der heißen, in den Ofen eingeführten Gase zu überwachen , wird die Temperatur der heißen, den Zaggel umströmenden Gase im geringen Abstand von Zaggel ermittelt, dabei wird ein Kontrollsignal erzeugt, um die Temperatur der zugeführten Gase zu überwachen. Es wurde ermittelt, daß für eine gegebene Zaggelgröße und für gegebenen Temperaturbedarf die Temperatur-

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differenz zv/ischen dem Zagßel und dem nahe umlaufenden heißen Gaswirbel relativ konstant: ist. Daher kann aus der Temperatur des heißen Gasen der Zurücknahmepunkt zu Beginn einer abgestimmten Regelungsperiode bestimmt werden, um den Zaggel auf einer bestimmten Temperatur zu halten. Durch Bestimmung der Temperatur des Gasmantels um den Zaggel kann also die jeweilige Zaggeltemperatur ermittelt werden, ohne den Zaggel zu berühren. Damit entwickelt sich auf dem Thermoelement kein Oxidüberzug, der die Funktion des Thermoelementes stören würde, wie es teilweise bei bekannten Vorrichtungen der Fall ist.

Bei einer bevorzugten Ausfiihrungsform werden die heißen Gase von der Verbrennungskammer mit einer Geschwindigkeit zwischen 100 bis 400 fee t/Sekunde (30,4« m/s bis 121,92 m/s) und einer Temperatur von 800° F bis 2000⁰F Jn den Ofen eingebracht. Die heißen Gase werden tangential gegen die Zaggeloberfläche eingeblasen, um den heißen Gaswirbel um den Zaggel zu erzeugen.

Das in die Ofpnkammer eingebrachte heiße Gas wird besonders durch Verbrennung des Brennstoffs und der Luft unter Druck in einer zylindrischen Kammer außerhalb der Znggelofenkammer erzeugt. Auf diese Weise werden der Brennstoff und die Luft miteinander in einem schnellen Wirbel in der Verbrennungskammer vermischt, um ein Gas sehr hoher Temperatur bei einem relativ hohen Druck von 15 - 40 ounces (425,25 & bis 1134 g) zu erzeugen. Das entstehende Gas, welches mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 400 feet/Sekundo (30,'»M m/t· bis 121,92 m/s) in die Zaggelofenkammer eingelassen wird, wird mit einer Geschwindigkeit eingeblasen, die viel größer als die Geschwindigkeit von 20 bis 60 feet/Sekunde (6,1 m/s bin 18,29 m/s) bei bekannten Systenen ist.

Die Temperatur des eingebrachten Ga^es kann durch ein Seitenleitungssystem geregelt, werden,welches dem verbrannten Gas, bevor es in die Ofenkammer eingebracht wird, kühlere Luft beimischt, so daß die Temperatur des eingebrachten Gases reduziert wird, unter den Brennbarkeilsbereich des Brennstoff-Luft-Brennersystems.

Deshalb* ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen

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Zaggelofen rai t erhöht era thermischen Wirkungsgrad zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Zaggelofens, der ohne weiteres auf flüssige oder gasförmige Brennstoffe eingestellt werden kann.

Außerdem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Zaggelofen zu schaffen, der verb*?sserte Temperaturregelungsfühler besitzt.

Die genannten und weitere Zielstellungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, detaillierten Beschreibung einiger bevorzugter Aus.fUhrungsformen der Erfindung noch besser verständlich, dabei werden die Figuren zu Hilfe genommen.

Fig. 1 ist eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Zaggelofens. Fig. 2 ist eine vergrößerte Seitenansicht, geschnitten, entsprechend den Linien 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, entsprechend den Linien 3-3 der Fig. 1.

Fig. 4 ist ein Schaubild, in dem der Temperaturanstieg des Zaggels und des Gases im Ofen gegenüber der Zeit aufgetragen ist. Fig. 5 ist eine vergrößerte Draufsicht der Ofendüseneinheit der in Fig. 1 dargestellten Ausführung form.

Fig. 6 ist eine vergrößerte Seitenansicht, geschnitten, entsprechend den Linien 6-6 in Fig. 5.

In Fig. 1, auf die nun näher eingegangen wird, ist ein langgestreckter fünfzoniger Zaggelofen 10 abgebildet, der einen langen zylindrischen Aluminiumzaggel 12 aufnimmt und erhitzt, der sich in Pfeilrichtung 14 bewegt, d.h. in der Fig. 1 von rechts nach links. Der Zaggel wird mit konventionellen Mechanismen bewegt, die deshalb nicht im Detail beschrieben werden müssen. Auf der linken Seite des Ofens. Blickrichtung entsprechend der Bewegungsrichtung des Zaggels 12, sind fünf Verbrennungsbrennereinheiten 16 in Linie angeordnet, ,iede dieser Einheiten ist mittels eines angeflanschten Coaxial-Rohrs 18 mit einer Düseneinheit 40 an eine separate Zone des Ofens 10 angeschlossen. Ein Luftgebläse 20 mit

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Elektromotor, an einem Ende der Linie der Brennereinheiten 16, speist alle Brennerei.nheit.en mit (einer Quelle für) Druckluft. Auf einer Seite einer Brennereinheit 16, in der Fig. 1 auf der linken Seite, wird die Brennereinheit, durch ein Rohr 22 mit großem Durchmesser mit Luft, versorgt, das Rohr 22 ist über ein Sammelrohr (nicht darges'ellt) mit dem Hauptgebläse 20 verbunden. Die Brennereinheit wird wahlweise mit flüssigem Brennstoff in Form von Öl, durch ein Rohr 24, oder auch mit Gas, durch ein Rohr 26, versorgt, beide Rohre münden über ein glockenförmiges Glied 20, das an das Luftversorgungsrohr 22 und die Einlassöffnung 30 der Brennereinheit 16 angeschlossen ist, in die Brennereinheil 16.

Die wahlweise Verwendung von Heizöl, über das Rohr 24, oder von Gas, über das Rohr 26, hängt in erster Linie von wirtschaftlichen Überlegungen ab, ,je nachdem welcher Brennstoff leichter verfügbar und wirtschaftlicher ist. Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird in dem glockenförmigen Glied 28 entweder durch einen Zündfunkenmechanismus oder durch eine Zündflamme entzündet, und der vollständige Verbrennungsprozeß erfolgt innerhalb einer horizontalen zylindrischen Kammer 32 innerhalb der Brennereinheit 16. Die Rohre 22, 24 und .26 haben alle flexible Zwischenstücke, so daß die Brennereinheit 16 etwas bewegt werden kann.

Aus Fig. 2, auf die nun näher eingegangen wird, ist ersichtlich, daß die dem Ofen 10 gegenüberliegende Seite der Brennereinheit 16 ein konisch geformtes, sich zur Auslaßöffnung 36 verjüngendes Stück 34 aufweist. Die Auslaßöffnung 36 des Brenners 16 ist mittels des Rohres 18 mit einer InjektionsdUseneinheit 40 für heiße Gase verbunden, die innerhalb der Ofenkammer 38 des Ofens 10 angeordnet ist.

Das Rohr 18 der DUseneinheit ist durch die Seiten der Wand des Ofens 10 durch eine öffnung 42 geführt. Die Düse 40 kann gegenüber dem Innenraum der Ofenkammer seitlich bewegt werden, um Zaggel unterschiedlicher Abmessungen durch Verschiebung der Brennereinheit 16 gegenüber dem Ofen 10, wie durch den Pfeil angezeigt ist, unterzubringen. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die Brehnereinheit 16 auf einer horizontalen Halterung 68

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montiert ist, die breiter als der Sockel ehr Brennereinheit 16 ist. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, wird der Zaggel 12 im Ofen 10 durch eine Vielzahl von Rollen 44 getragen, die auf Trägern 46, auf dem Boden der Ofenkammer 38, montiert sind. Die Rollen 44 sind mit Zwischenräumen entlang der Längsachse des Ofens 10 angeordnet.

Der Ofen besitzt einen äußeren Stahlrahmen 48, dieser umgibt und trägt die innere Ofenwand 50, die aus einem feuerfesten Material besteht. Die obere Innenfläche 52 der Ofenkammer 38 hat, senkrecht zur Längsachse des Ofens 10, ein im wesentlichen halbzylindrisches Querschnittsprofil. Damit bildet sich zwischen der Oberfläche des Zaggels 10 und der oberen Innenfläche 52 des Ofens 10 ein halbkreisförmiger Raum 54. Der Teil der Ofenwand 56, der unterhalb der Mittellinie des Zaggels 12 bis zum Gestellt 46 reicht, ist im wesentlichen gerade und einwärts geneigt. Diese Ofenwand 56 ist, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, auf der linken Seite des Zaggels. Die entsprechende, gegenüberliegende Seite der Kammer hat eine vertikale Wand 58, die gerade und nach außen zu einer Düseneinheit 40 geneigt ist. Damit nimmt der eigentliche Raum um den Zaggel 12 einen beinahe spitz zulaufenden ovalen Querschnitt an, wobei die Düse 40 im engsten Teil des Ovals angeordnet, ist. Unterhalb der Düse 40 ist ein nach unten gerichtetes Rohr 60 zu einem erweiterten horizontalen Sammelrohr 62 geführt, diese Rohre führen die Abgase aus dem Ofeninnenraum 33 ab.

Im folgenden wird näher auf die Fig. 5 und 6 eingegangen. Es ist ersichtlich, daß die Düseneinheit 40 in Wirklichkeit ein T-Rohr ist, mit dem kurzen Schaftrohr 18, welches an der Mitte eines langen horizontalen Rohres 64 angeschlossen ist, welches sich längs der Längsachse einer der Ofenzonen erstreckt. Eine Vielzahl von Einspritzdüsen 66, die aus dem Rohr 64 herausragen, sind mit Abstand voneinander längs des horizontalen Rohres 64 ange ordnet. Die Einspritzdüsen sind gegenüber der Horizontalen um ungeführ 68° in Richtung auf den Zaggel 12 geneigt und richten die heißen Gase, die aus den Düsen austreten, tangential gegen die Zaggeloberfläche 12.

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Das Rohr 18 verbindet die Düseneinheit 40 mit einem vertikalen Flansch 80, welcher wiederum mit einem entsprechenden Flansch an der Brennereinheit 16 verschraubt ist. Das Rohr 18 besteht aus einem Paar koaxialer Rohre 70 und 72 aus einer Legierung nach Liste 40 (schedule 40 alloy), so daß zwischen den zwei Rohren 70 und 72 ein Zwischenraum 74 verbleibt. Das innere Rohr 72 ist mit dem horizontalen Rohr 64 verbunden, so daß die heißen Verbrennungsgase von der Brennereinheit 16 zu den Einspritzdüsen 66 befördert werden. Es darauf hinzuweisen, daß die EinspritzdUsen 66 eine oval geformte öffnung haben, dabei ist die lange Achse des Ovals parallel zur Achse des Zaggels 12.

Ein Rohr 76 führt in den Zwischenraum 74 zwischen den Rohren 70 und 72. Das innere Rohr 72 besitzt öffnungen 78, die eine Verbindung zwischen dem Zwischenraum 74 und dem inneren Rohr 72 erlauben. Zusätzlich kann Nebenluft durch das Rohr 76 zugeführt werden, um dadurch die Temperatur des aus den Einspritzdüsen 66 austretenden Gases weiter zu kontrollieren. Diese Luft kann dazu benutzt werden, die Temperatur des in den Ofen 10 eingebrachten Gases weiter auf eine Temperatur unterhalb der Verbrennungstemperatur innerhalb der Brennereinheit 16 zu reduzieren. Wie weiter unten erläutert wird, kann die Temperatur des eingebrachten Gases auch dadurch geregelt werden, daß die Menge des Brennstoff-Luft- Gemisches in der Brennereinheit 16 entsprechend eingestellt wird.

Im folgenden wird genauer auf die Fig. 2, 3 und 4 Bezug genommen. Die Brennstoffversorgung erfolgt hauptsächlich durch eine oder mehrere Leitungen 84, die mit jeder der Brennereinheiten durch einen Satz einzelner Servo-Ventile 86 verbunden sind. Die Servo-Ventile 86 werden teilweise durch einen Meisterschalter 88 geregelt. Die Einzelheiten des Meisterschalters 88 brauchen nicht erläutert zu werden, da solche Schalter bekannt sind. Eine separate Thermoelement-Sonde 90 ist in jeder Ofenzone durch die Ofenwand geführt und ragt in die Brennkammer 38 hinein. Die Spitzen der Thermoelement-Sonden haben nur einen geringen Abstand von der Oberfläche des Zaggels 12 und sind damit in einer Position, daß die Temperatur des heißen Gases ermittelt werden kann, welches um die Oberfläche des Zaggels 12 in einem Wirbel

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zirkuliert. Dadurch daß die Temperatur des heißen, um den Zaggel zirkulierenden Gases nahe am Zaggel ermittelt wird, kann auch die Temperatur des Zaggels bestimmt werden. Dies ist möglich, da die Temperatur des Zaggels tatsächlich von der Temperatur des heißen Gases während der Zeit, in der der Zaggel erhitzt wird, um einen relativ konstanten Betrag abweicht. Dies ist aus der Fig. k zu entnehmen, dort zeigt die obere Kurve 92 den Anstieg der Temperatur des heißen Gases gegenüber der Verweilzeit des Zaggels im Ofen. Die untere Kurve 94 ist parallel zur oberen Kurve 92 und gibt die tatsächliche Temperatur des Zaggels während der Heizphase wieder. Es ist erkennbar, daß die zwei Kurven 92 und 94 annähernd parallel zueinander sind. Die ermittelte Gastemperatur, die durch die Kurve 92 wiedergegeben wird, kann daäu benutzt werden, die Temperatur des durch die Düse 66 eingebrachten Gases zu regeln, dazu kann die Brennstoff- und/oder Luftmenge dosiert werden, die der Brennereinheit 16 zugeführt wird, oder es kann dazu die Luftmenge dosiert werden, die durch das Rohr 76 zugeführt und mit den noch nicht eingebrachten Gasen vermischt wird, es können auch beide Maßnahmen gleichzeitig erfolgen. Die Dosierung erfolgt durch die Servo-Ventile 86, die von dem Meisterschalter 88 gesteuert werden. Das Thermoelement 90 ist elektrisch an den Meisterschalter 88 gekoppelt.

Wenn der Zaggel beispielsweise auf eine Temperatur von 800⁰F bis 825⁰F aufgeheizt werden soll, wird die Brennereinheit 16 so eingestellt, daß heißes Gas mit einer Geschwindigkeit von mindestens 100 feet/Sekunde (30,48 m/s) in den Ofen eingebracht wird, bis die Temperatur des zirkulierenden Gases nahe an der Zaggeloberfläche einen Wert von ungefähr 1200°F erreicht hat. Jetzt hat, ^wie man weiß, der Zaggel eine Temperatur von ungefähr 800⁰F. Der Meisterschalter 88 regelt nun automatisch die der Brennereinheit 16 zugeführten Brennstoff- und Luftmengen so ein, daß die Temperatur des in den Ofen eingebrachten Gases zurückgenommen wird, so daß die Lufttemperatur bei ungefähr 800⁰F gehalten wird. Damit bleibt der Zaggel auf seiner Temperatur von 800⁰F bis 825°F. Hinzuweisen ist darauf, daß die gesamte Regelung ohne einen direkten Kontakt zu dem Zaggel 12 erfolgt, somit wird verhindert, daß sich die Thermoelement-Sonde 90 mit einer Aluminiumoxidschicht überzieht, die andererseits die Funktion des Thermo-

AO elementes stören würde, wie es bei einigen bekannten Vorrichtungen

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geschieht.

In der Praxis regelt der Meisterschalter 88 die Temperatur des eingebrachten Gases im eingeregelten Zustand einfach dadurch, daß die Brennereinheit zwischen einer Stufe hoher Leistung und einer Stufe geringer Leistung umgeschaltet wird, wobei gleichzeitig die Menge der Nebenluft, die den Ofendüsen durch die Rohre 76 zugeführt wird, eingeregelt wird. Sobald die Zurücknahmetemperatur in einer einzelnen Ofenzone erreicht ist, reduziert der Meisterschalter 88 das Brennstoff-Luft-Gemisch, welches der dieser Ofenzone zugeordneten Brennereinheit 16 zugeführt wird, von einem Zustand starker Flamme auf einen Zustand schwacher Flamme. Die Menge der Nebenluft durch das Rohr dieser Brennereinheit 16 wird dann in entsprechender Weise eingeregelt, um die Zurücknahmetemperatur innerhalb der Ofenzone einzuhalten. Die Einstellungen für Nebenluft und Brennstoff-Luft-Gemisch sind so ausgelegt, daß die Brennereinheit 16 im Zustand geringer Leistung bei maximaler Nebenluft gerade etwas weniger Leistung hat, als zur Aufrechterhaltung der Zurücknahmetemperatur in der Ofenzone notwendig ist. Bei anderen Anwendungsformen könnte das Brennstoff-Luft-Verhältnis proportional verändert werden, um die Temperatur zu regeln.

Wegen des mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Austausches der eingebrachten Gase in Verbindung mit der hohen Gastemperatur und dem Venturi-Effekt, der durch den ringförmigen Raum zwischen dem Zaggel 12 und der Innenwand 52 des Ofens 10 hervorgerufen wird, ist der thermische Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Zaggelofens im Vergleich zu konventionellen Einheiten verhältnismäßig hoch. Beispielsweise sind bei einem Standard-Zaggelofen, der eine Ofenlänge von ungefähr 25 feet (762 cm) und eine Brennerleistung von ungefähr 9 Millionen B.T.U.s (British.Thermal Units = Britische Wärmeeinheiten) pro Stunde hat, und der bei Zaggeln mit einem Durchmesser von 7 Zoll (17,78 cm) eine Ausstoßleistung von 2100 pounds (952,5 Kilogramm) pro Stunde hat, für die Erhitzung des Zaggels 200 B.T.U.s pro pound (453,59 g) oder 420 000 B.T.U.s pro Stunde erforderlich. Ein typischer Wert für den Brennstoffverbrauch liegt bei einem derartigen Ofen bei etwa 5 Millionen B.T.U.s pro Stunde. Dies ergibt einen thermischen

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Wirkungsgrad von etwa 8,4 96. Bei dem schnell wirkenden Zaggelofen gemäß der vorliegenden Erfindung benötigt der Brenner bei ähnlichen Ofen- und Zaggelabmessungen nur eine Leistung von 3»5 Millionen B.T.U.s pro Stunde, und der Brennstoffverbrauch beträgt nur 1 6OO 000 B.T.U.s pro Stunde. Damit liegt der thermische Wirkungsgrad bei 25 % und ist damit bei weitem höher als bei der konventionellen Einheit.

Eine Versuchsausführung des erfindungsgemäßen schnell wirkenden Zaggelofens wurde getestet: Ein Zaggel mit einem Durchmesser von 9 Zoll (22,86 cm) und einem Gewicht von 250 pounds (113,4 k) wurde vom kalten Zustand, ca. 50°F, in 26 Minuten auf 850°F erhitzt. Der tatsächliche Brennstoffverbrauch betrug 1,25 gallons (5,68 Liter). Es läßt sich errechnen, daß dazu eine Wärmemenge von 43 000 B.T.U.s benötigt wurde, und daß der Verbrauchte Brennstoff eine Wärmeinhalt von 175 000 B.T.Us besaß. Dies führt dementsprechend zu einem thermischen Wirkungsgrad von etwa 24,6 %. Bei einem heißen Ofen kann ein Wirkungsgrad von 30 bis 35 % erwartet werden, dabei vermindert sich die zur Erhitzung des Zaggels benötigte Zeit auf etwa 20 Minuten.

Daraus ist ersichtlich, daß der schnell wirkende erfindungsgemäße Zaggelofen wesentlich wirtschaftlicher als konventionelle Zaggelöfen ist, und daß er wesentlich weniger Brennstoff als derartige konventionelle Zaggelöfen benötigt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist es, daß der Ofen aufgrund der Bauart der Brennereinheiten 16 in einfacher Weise an Gas- oder ölbrennstoffe angepaßt werden kann, ohne daß spezielle Abänderungen erforderlich wären.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Thermoelement Sonden90 vorteilhafterweise in einem Abstand von der Zaggeloberfläche angeordnet, es ist allerdings auch möglich, bei weniger bevorzugten Ausführungsfοrmen Thermoelemente zu benutzen, die wie beim Stand der Technik den Zaggel berühren. Jedoch kann bei solchen Thermoelementen davon ausgegangen werden, daß sich an den Thermoelementen Schwierigkeiten ergeben, da sich die Thermoelemente mit der Zeit mit Aluminiumoxid überziehen.

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Claims

Patentansprüche

1. Zaggelofen mit einem langgestreckten, beheizten Ofen und einer mechanischen Transportvorrichtungen zum Vorschub eines langgestreckten Metallzaggels durch die Länge des Ofens, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von Brennereinheiten vorgesehen ist, die außerhalb und längs der Ofenkammer mit Abstand voneinander angeordnet sind, und die in die Ofenkammer verbrannte heiße Gase mit hoher Geschwindigkeit in einer Richtung einbringen, die im wesentlichen tangential zur äußeren Oberfläche des Zaggels und nicht parallel zur Längsachse des Zaggels gerichtet ist, und daß die innere Oberfläche der Ofenkammer eine im Querschnitt, senkrecht zur Längsachse der Kammer, im wesentlichen konkave Form hat, so daß sich ein ringförmiger Raum um die Länge des Zaggels ausbildet, und daß dadurch, zur Erhitzung des Zaggels, ein Wirbel heißer Gase rund um den Zaggel erzeugt wird.

2. Zaggelofen, wie in Anspruch 1, mit regelbaren Brennereinheiten zur Veränderung der Temperatur der heißen in die Ofenkammer eingebrachten Gase, dadurch gekennzeichnet , daß Temperaturfühler innerhalb der Ofenkammer angebracht sind, daß diese Fühler nahe beim Zaggel mit Abstand von diesem angeordnet sind, daß diese Fühler die Temperatur des Zaggels ermitteln, indem sie die Temperatur des der Zaggeloberfläche am nächsten kommenden Teiles des den Zaggel umgebenden heißen Gaswirbels ermitteln, und daß die Temperaturfühler ein Regelsignal für die Brennereinheiten zur Regulation der Temperatur der heißen in die Ofenkammer eingebrachten Gase erzeugen.

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