DE2916846C2 - Hochtemperaturofen - Google Patents

Description

dadurch ge kennzeichnet, daß

— die Deckenheizelemente (1) mit ihren gebogenen U Bereichen (Verbirdungsbögen 12) über ihre Auflage (8,10) beidseitig hinausstehen.

— die Überstehenden (14) zur Bildung von Seitenheizelementen abgebogen sind und

— die Überstehlänge (15) der Überstehenden (14) bo bemessen ist, daß die Verbindungsbögen (12) benachbarter U-Schenkel (3) im Seitenbereich der Muffel (9) bzw. des Tunnels liegen.

2. Ofen najh Anspruch I mit e^;~er ungeraden Zahl von mehreren Verbindungsbögen zwischen den U-Schenkeln dadurch gekennz 'chnet. daß in Muffel- und Tunnellängsrichtung (5) abwechselnd die Anschlußleitungen (4) benachbarter Deckenheiz· elemente (1) auf unterschiedlichen Seiten der Muffel (9) bzw. des Tunnels liegen.

3. Ofen nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die die .Seitenwände (16) der Muffel (9) bzw. des Tunnels bildende Ofenausmanerung in ihren den Verbindungsbögen (12) zweier U-Schenkel (3) des Deckenheizelements (1) gegenüberstehenden Bereichen mit jeweils einer vertikalen, nutartigen Ausnehmung (17) von solchen Abmessungen versehen ist. daß sie ein ungehindertes Hinunterschwenken oder -biegen eines oder mehrerer über die Auflagen hinausstehenden Überstehenden (14) ermöglichen, die durch zwei mittels eines Verbindungsbogens (12) miteinander verbundene U-Schenkclenden gebildet sind.

4. Heizelement für den Einbau in einen Ofen nach mindestens einem der Ansprüche I bis 3 mit einem mindestens doppelt U oder haarnadelförmig gebogenen Heizstab, dadurch gekennzeichnet, daß die U-Schenkel (3) der Heizstäbe (2) mit einem Verbindungsbolzen (12) vor ihrem Abbiegen nach unten um das Maß etwa ihrer Überstehlänge (15) seitlich neben einer Anschlußeitung (4) oder zwischen beiden Anschlußleitungen (4) liegen.

5. Verfahren zum Einbau eines Heizelementes in eineri Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckenheizele·' ment (1) mit noch vollständig in etwa einer Ebene liegenden Heizstäben (2) und über die Auflagen (6) beidseitig hinäüsslehenden U^Schenkelenden und Verbindungsbögen (12) auf die Auflage (6) aufgelegt und sodann auf Betriebstemperatur· aufgeheizt wird, so daß die nicht unterstützten Außenbereiche (Überstehenden 14) der U-Schenkel (3) mit ihren Verbindungsbögen (12) aufgrund der Plastifizierung ihres Werkstoffes unter ihrem Eigengewicht nach unten ausbiegen und nach unten hängend ihre Montageendstellung erreichen.

Die Erfindung betrifft einen Hochtemperaturofen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches I. Ein derartiger Ofen ist aus DE-OS 21 55 838 bekannt.
Heizstäbe und Zuleiter der Heizelemente derartiger ölen bestehen aus Molybdändisilizid. Unter Betriebstemperatur werden die Heizstäbe plastisch und geben unter ihrem Eigengewicht nach. Daher werden normalerweise horizontal im Ofen angeordnete Heizstäbe abgestützt.

Die Zuleiter eines jeden Heizelements führen im Betrieb zu einem Widerstandsveriust von etwa 15% der gesamten Heizleistung. Deswegen ist man in der Praxis auch dazu übergegangen, die Heizstäbe zwischen ihren beiden Zuleitern mehrfach, insbesondere dreifach U-förmig zu biegen, um möglichst große Heizstablänge zwischen zwei Anschlüssen zu schaffen.

Die Brennkapazität eines den Erfindungsgegenstand bildenden Ofens hängt wesentlich von der Höhe der Muffel bzw. des Tunnels — nachstehend kurz

in »Muffelhöhe« genannt — ab. Mit größer werdender Muffelhöhe bereitet die Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Temperaturverteilung über den Muffelquerschnitt zunehmende Schwierigkeiten. Mit zunehmendem Muffelquerschnitt wird außerdem der Wärmebe-

)5 darf je Längeneinheit in Ofenlängsrichtung größer.

Während zur Beheizung von Öfen mit geringerer Muffelhöhe neben der Deckenheizung eine zusätzliche Bodenheizung ebenfalls mittels plektrischer Heizelemente ausreicht, ist man bei groPeren fcMfelhöhen da/u

■to übergegangen, die Seitenbereiche der Muffel durch weitere, gesonderte Heizelemente /u beheizen, die hängend im Ofen angeordnet sind.

Diese zusätzlichen elektrischen Heizelemente für die Muffelseiten bedeuten nicht nur einen zusätzlichen baulichen Aufwand, sondern auch praktisch eine Verdoppelung der Zuleiter Widerstandsverluste der Heizleistung des gesamten Ofens.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, bei einem Öfen der eingangs genannten Art

■io die Seitenbeheizung der Muffel /u vereinfachen und /ii verbessern. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Ke^pn/eichen des Anspruches 1 niedergelegt. Durch die Erfindung ist es also möglich, die Seitenbeheizung beidseitig durch das Deckenhei/element vorzunehmen.

ϊ) ohne daß dadurch die Anzahl der Heizelemente des Ofens und somit auch die Anzahl ihrer Zulciter vergrößert wird. Kine Erhöhung des Widerslamlsverlustes durch zusätzliche Zuleiter wird also vermieden.

Das Kennzeichen des Anspruches 2 geht davon aus.

daß bei den in der Praxis üblichen Heizelementen die Heizstäbe dreifach U-förmig gebogen sind, so daß sie eine ungerade Anzahl von Verbindungsbögen zwischen benachbarten Heizstäben aufweisen. Durch sein Kenn' Zeichen wird gewährleistet, daß trotz der von einem einzigen Heizelement ausgehenden ungleichmäßigen Seitenheizleistung eine gleichmäßige Seitenbeheizung über die Heizstreckenlänge erfolgt. Das Kennzeichen des Anspruches 3 ermöglicht ein Abbiegen der

U-Schenkeienden der Heizstäbe nach unien erst nach dem Einlegen der Heizstäbe in den Ofen, was Montage und Austausch erheblich erleichtert.

Das Kennzeichen des Anspruches 4 zeigt, daß die Herstellung der Deckenheizelemente abgesehen von ■> der größeren Heizstablänge keine zusätzlichen Schwierigkeiten bereitet. Die Deckenheizelemente können in der herkömmlichen Weise hergestellt und bis zu ihrem Abbiegen raumsparend transportiert werden.

Die Lehre nach Anspruch 5 zeigt, daß das Abbiegen der für die Seitenbeheizung der Muffel bestimmten Bereiche des Heizelements ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand selbsttätig erst nach dem Einbau der Deckenheizelemente in den Ofen vollzogen wird, wodurch sich auch noch die einfache Montage der Deckenheizelemente von derjenigen herkömmlicher Deckenheizelemente nicht zu unterscheiden braucht Das Gegenteil st der Fall: Durch das Eigengewicht der beiderseits de' A.uflagen im betrieb nach unten hängenden Hei.'Stabbereiche mit den Verbindungsbögen werden die im Überbrückungsbereich der Muffel liegenden Teile der U-Schenkel der Heizstäbe unter Zugspannung gesetzt derart, daß zusätzliche Arretierungen in Form von z. B. Fingern gemäß DE-OS 21 55 838 nicht mehr notwendig sind. Vielmehr bilden die selbsttätigen Abbiegungen eine Verschiebesicherung auch für de die Muffel überspannenden Teile der Heizstäbe. Hierbei ist es gleichgültig, ob die die Muffel überspannenden Bereiche der Heizstäbe frei durchhängen, durch zusätzliche Auflagen abgestützt sind oder aber über ihre gesamte Überbrückungslänge auf keramischen Auflegeplatten aufliegen.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt j5

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäß ausgebildetes Deckenhei/element.

F i g. 2 eine Seitenansicht des Heizelements gemäß Pfeil II in Fig. 1.

F i g. 3 eine perspektivische Draufsicht auf das in der Muffel auf einer Auflage aufliegende Deckenhei/element vor dem Abbiegen seiner über die Auflage hinausstehenden mit einem Verbindungsbogen versehenen Überstehenden.

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht analog F i g. 3 ^s nach dem Abbiegen der Überstehenden nach unten.

Fig. 5 einen Schnitt entsprechend der Linie V-V in F i g. 4 durch die: im Ofen befindliche Auflageplatte des Deekenheizelements.

Fig. 6 eine rodifi/ierte Aiusführungsform der Hei/-elementaullage inalog F" i g. 4.

Fig. 7 einen Schnitt entsprechend der Linie VIIVIl in F i g. 6.

Fig. 8 einen Querschnitt durch den Deckenbereich des Ofens mil in seiner Endstellung befindlichem Dec ken heizelement.

F i g. 9 eine Darstellung analog Fig. 8 mit einer modifizierten \uflage für das Deckenhei/element entsprechend F g. b und 7.

Fig. IO eine schematische Darstellung der Anordnung von in Ofendurchgangsrichtung nebeneinanderliegenden Deckenheizelementeni

Ein insgesainj mit 1 bezeichnetes Deckenheizelement besteht im wesentlichen aus einem Heizstab 2, der im Aljsführungsbeispiel gemäß Fig. I dreifach Ü-förmig gebogen ist, wobei die einzelnen U-Schenkel 3 der U-Bögen in einer Ebens nebeneinanderliegen. An seinen beiden Enden ist der Heizstab 2 mit jeweils einer Anschlußleitung 4 versehen. Die Anschlußleitungen 4 stellen jeweilF eine Verlängerung der außenliegenden U-Schenkel 3 des Deckenheizelements 1 dar. Die Anschlußleitungen 4 liegen ebenfalls in der Ebene der U-Schenkel 3. Ihr Durchmesser beträgt ein Mehrfaches des Heizstabdurchmessers. Heizstab 2 und Anschlußleitung 4 bestehen aus Molybdändisilizid, einem Werkstoff, der unter Betriebstemperatur plastisch wird und insbesondere bei einem dem Heizstabdurchmesser entsprechenden Durchmesser unter seinem Eigengewicht nachgibt.

Bei einem Tunnelofen überspannt eine Vielzahl solcher Deckenheizelemente 1 in Muffel- oder Tunnellängsrichtung 5 nebeneinanderliegend die Ofenmuffel bzw. den Ofentunnel. Dabei verlaufen die U-Schenkel 3 quer zur Muffel- oder Tunnellängsrichtung 5.

Die Deckenheizelemente, mit denen sich die Erfindung im Gegensatz zu den Bodenheizelementen 7 befaßt, stützer sich dabei auf einer Auflage 6 ab. fur deren Ausbildung es eine Reihe von Mo chkei'en gibt. von denen in den Zeichnungen jedoch nur /wei dargestellt sind. Zum einen ist in den Fig. 3 —5 und 8 eine Plattenauf'age dargestellt. Bei dieser liegen die Deckenhei/elemente 1 auf einer Unterstützungspljue (Auflage ?'. aus Keramischem Werkstoff auf. die die Ofenmuffel 9 überspannt. Im Falle der F i g. b. 7 und H ist die Auflage 6 durch Unterstützungsrohre gebildet, die in Muffel- oder Tunni/Mängsrichtung 5 verlaufen und mit ihren Enden auf Abwinklungen an Decken*.einen 11 der Ofenauskleidung autliegen.

Die Enden der U-Schenkel 3 stehen — soweit sie in Verbindungsbogen 12 ausmünden — über ihre Auflage 6. d. h. über die Endkanten 13 der Unterstützungsplatte bzw. die äußeren Untcrstüt/ungsrohre beidseitig hinaus. Mit den Verbindungsbogen 12 sind die Überstehenden 14 etwa rechtv inklig gegenüber den Langsehenkeln 3 nach unten i.m die Endkante Π b/vv. die jußeren UnierMüt/ungsrohre gewissermaßen als Kn^kachvMi derart abgebogen, daß die Verbindungsbogen 12 1111 Seitenbereich der Muffel 9 liegen (Fig. 8 und 1). Die hier/u erforderliche Überstehlänge der Überstehenden 14 über die Endkanten 13 der Auflage 6 b/w. die an den Seiten befindlichen Unterstüt/ungsrohre ist mit 15 bezeichnet. Bei mehreren im Tunnel nebeneinander angeordneten Deckenheizelcmenten 1 mit einer ungeraden Mehrzahl von Verbindungsbogen 12 sind in Muffel- oder Tunnellängsrichtung 5 abwechselnd die Anschlußleitungen 4 benachbarter Deckenhei/elemenie 1 auf unterschiedlichen Seiten der Muffel 9 angeordnet. Die die Seilenwände 16 der Muffel 9 bildenden Teile der Ofenausmauerung sind in ihren den Verbindungsbogen 12 zweier U-Schenkel 3 eines Deckenhei/elementes 1 gegenübr^r<itehenden Bereichen mit einer vertikalen nutartigen Ausnehmung 17 von solchen Abmessungen versehen, daß sie ein ungehindertes I Iinuntersc^wenkcii oder biegen der über die Auflagen 6 seitlich hinausstehenden Überstehenden 14 in Pfeilrichtung 21 ermöglichen.

Die zwischen de , beiden Anschlußleitungen 4 liegenden U-Srhenkel 3 sind so ausgebildet, daß sie mit ihrem Überstehende 14 seitlich neben einer Anschlußleitung 4 liegen (z, B, F i g. 1),

Der Einbau der Deckenheizelemente und das Abbiegen ihrer Überstehenden 14 nach unten wird wie folgt vorgenommen: EuiDeckcnheizelement 1 wird mit noch vollständig in etwa einer Ebene liegendem Fleizstab 2 bzw. noch vollständig in einer Ebene liegenden U-Schenkeln 3 auf ihre Auflage aufgelegt

derart, daß sie beidseitig der Auflage 6 mit ihren U-Schenkelenden und den ihnen zugeordneten Verbin* dungsbögen 12 um die gleiche Überstehlänge 15 hinausstehen. Sodann werden die Deckenheizelemente 1 auf Betriebstemperatur aufgeheizt. Die nicht unter' stützten Überstehenden 14 der U-Schenkel 3 biegen aufgrund der Plastifizierung ihres Werkstoffes unter ihrem Eigengewicht nach unten um etwa 90° aus und erreichen nach unten hängend ihre in Fig. 4,6 und 8—9 dargestellte Montageendsiellung. Hierbei liegen die Überstehenden 14 in den Ausnehmungen 17 ein.

Das lh der Muffel 9 auf Platten 18 aufliegende Brenrigüt ist mit 19 bezeichnet. Die Platten 18 ruhen

ihrerseits auf Abwinklungen 20 der Seitenwände 16. Sie werden in Muffel- oder Tunncllängsrichtung 5 durch den Ofen hindurchgeschoben. Unterhalb der Platten 18 sind die Bodenheizelemenie 7 angeordnet.

Bei dem Ausfühfufigsbeispiel gemäß Fig. 6 und 7 kann z. B. das miniere Unterstüizungsrohr ohne Funklionseinbuße entfallen. Dann hängen dort die U-Schenkel 3 etwas nach unten durch. Das Gewicht der nach unten abgebogenen Überstehenden 14, die auf den äußeren Unterstützungsrohren aufliegen, reicht aus, um eine Verschiebung des Heizslabs 2 in Längsrichtung der Ü-Schenkel 3 zu verhindern.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Hochteniperaturofen, insbesondere Tunnelofen, für die keramische Industrie,

— mit stabförmigen elektrischen Deckenheizelementen in der Muffel bzw. im Tunnel,

— die im wesentlichen in einer die Ofenmuffel überspannenden Ebene liegen,

— mehrfach — insbesondere dreifach — U-förmig gebogen ausgebildet sind und

— die Ofenmuffel mit ihren U-Schenkeln quer zur Ofenlängsrichtung überspannen,

— mit mindestens einer Auflage zum Abstützen der Deckenheizelemente in der oben angeführten Ebene und

— mit elektrischen Anschlußleitungen zu den Enden der Deckenheizelemente,