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Elektrischer Ofen. Die Erfindung bezieht sich auf elektrische f )fen,
in denen eine Mehrzahl von Heizelementen so angeordnet ist, daß man mit ihnen durch
entsprechende Schaltung in den verschiedenen Teilen des Ofens verschiedene Temperaturen
erzeugen kann, die beliebig abzustufen sind. Die Heizelemente _;ind in an sich bekannter
Weise im Brennpunkt von Reflektoren angebracht, die im Ofen -zweckmäßig verteilt
sind. Nach der Hrfindung itun erfolgt der Einbau der Reflektoren in der Weise, daß
diese wie Gewölbe zwischen Schienen eingebaut sind, die die Form von I=I'rägern
haben. Diese Schienen befinden sich an der Decke, unter Umständen auch im Boden
und in den Seitenwänden des Ofens.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung an einem Kanalkühlofen
erläutert. Indessen sei ausdrücklich bemerkt, daß die Erfindung nicht auf Kühlöfen
beschränkt ist, sondern auch auf Ofen anderer Art Anwendung finden kann. Sie ist
in den beiliegenden Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Abb. i ist
ein senkrechter Längsschnitt eines Kanalkühlofens nach der Erfindung, Abb. 2 ein
Querschnitt nach der Linie 11-II der Abb. i, Abl). 3 eine Oberansicht von Abb. i,
Abb..I ein senkrechter Längsschnitt durch einen Teil eines Kühlofens, an dein die
Erfindung in abgeänderter Ausführungsart in Anwendung gehracht ist, Abb. 5 ein Querschnitt
einer Hälfte des Ofens nach Üb. d, genommen nach der Linie V-V, Abb. 6 ein
senkrechter Längsschnitt durch einen Ofen, der eine wiederum abgeänderte Ausführungsform
zeigt, Abb. 7 wieder ein Querschnitt einer Hälfte des Ofens nach Abb.6, genommen
nach der Linie @-II-VII, Abb. 8 ein Querschnitt eines Ofens von ähnlicher Bauart
wie derjenige der Abb. i, bei dein aber die Heizelemente in der Längsrichtung der
Heizkammer angebracht sind. Abb.9 zeigt eine Einzelheit eines Reflektors und seiner
Ai:-bringung in dem Ofen in größerem Maßstab wie auf den anderen Abbildungen gezeichnet.
Abb. to erläutert die Schaltungsweise für Ofen, wie sie in Abb. i bis 8 dargestellt
sind. Ab. i i ist ebenfalls ein Schaltschema des Ofens nach Abb. 8, und Abb. 12
endlich zeigt Einzelheiten der Anbringung der Heizelemente.
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Der nach der Erfindung eingerichtete Ofen enthält eine Heizkammer
i, deren Wandungen von beliebiger normaler Ausführungsart sind. Die Seitenwände
können aus feuerfesten Ziegeln 2 bestehen, deren Außenseite rnit einer Isolierschicht
3 bekleidet ist, z. B. aus Kieselgurplatten o. dgl, Die Decke besteht aus einer
Reihe von Reflektoren d., die von beliebiger geeigneter Form sein können, zweckmäßig
aber, wie auch gezeichnet, parabolisch ausgebildet sind. Diese Reflektoren 4 erstrecken
sich quer unter der Decke des Ofens hin und sind an Schienen 5 gelagert, die aus
I-Trägern bestehen. Diese Schienen 5 haben am unteren Ende Flanschen 6, auf die
sich die Kanten der Reflektoren .I aufstütze (Abb. o), An ihren Enden sind sie mit
senkrechten Schlitzen ; versehen (Abb. i), durch die die Hängebolzen 8 geführt sind.
-Mit diesen hängen die Schienen an querlaufenden Kanälen 9, die über das Dach sich
erstrecken. Die Reflektoren sind also an (lern Rahmen der Heizkammer gelagert.
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Da, wie aus Abb. i ersichtlich, die Reflektoren gebogen sind, so wird
die der Heiz_-kammer zugewendete Oberfläche des Daches
in einzelne
gewölbte Flächen zerlegt. Über den Reflektoren ist eine Isolierschicht in Form von
Sand, Kieselgur o. dgl. io eingebracht. Darüber befindet sich eine Schicht aus Isoliersteinen
i i, am besten ebenfalls hieselgurziegel o. dgl.
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Die Seitenwände der Heizkammer werden in der üblichen Weise durch
Träger 13 und Zugstangen i4 zusammengehalten, die Stirnwände durch Träger 15 und
Zugstangen 16. Zur Verstärkung sind endlich noch Stangen 17 angebracht, die die
Querkanäle g miteinander verbinden.
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Die Vorderwand der Heizkammer kann aus jedem beliebigen Material bestehen,
am einfachsten ebenfalls aus feuerfesten Ziegeln. Sie ist mit einer oder mehreren
üffnungen 18 versehen, durch die die zu kühlende oder sonstwie zu behandelnde Ware
eingesetzt wird. Die üffnungen haben entsprechende Verschlußdeekel ig. Am Boden
der Heizkammer ist irgendeine Fördervorrichtung 2o von beliebiger bekannter Ausführungsform
angebracht, durch die die Rare durch den Ofen bewegt wird.
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Der Boden des Ofens unterhalb der Fördervorrichtung kann wieder aus
beliebigem geeigneten 1laterial bestehen und von beliebiger Ausführungsart sein.
In Abb. i be-"telit der Boden aus feuerfesten Ziegeln 21 mit einer mit Isolationstnateria122
(Kieselgar) gefüllten Kammer.
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An die Heizkammer i schließt sich ein Tunnel 23 an, Dieser ist von
geeigneter Länge und Ausführungsart und ist mit Isolationsverkleidungen 2.I versehen,
deren Zahl in der Förderrichtung abnimmt. Die Abnahme der Dicke der Isolationsschicht
bewirkt, daß der Tunnel nach dem Ausgang zu kühler und kühler wird und die Waren
demgemäß in dem Maße, wie sie sich durch den Ofen hin bewegen, an Temperatur abnehmen.
All das entspricht den gewöhnlichen bekannten Anordnungen.
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Geheizt wird die Kammer i durch eine Reihe von elektrischen Heizelementen
25, 26 und 27, die unter der Decke des Ofens innerhalb der Reflektoren 4
angebracht sind. Bei der Ausführungsform der Abb. i befindet sich ferner ein Heizelement
28 in der Vorderwand des Ofens und vier Heizelemente 29 in dem Boden der Heizkammer
unterhalb der Fiirden-orrichtung. Über diesen letztgenannten Heizelementen sind
Deckel 29` aus Siliziumkarbidziegeln vorgesehen, durch die die Heizelemente gegen
die Beschädigung von Glasstücken geschützt werden, die etwa von (lern Fördergurt
herabfallen könnten. Diese Ziegel sind sehr ute Wärmeleiter. Die Heizelemente nach'
Abb: i erstrecken sich nicht abwärts an den Seitenwänden der Kammer entlang, sondern
nur quer unter dem Dach, über die Vorderwand und über den Boden. Die erwähnten Heizelemente
bestehen aus einem nichtleitenden Kern 30 (Abb. 9 und 12), um die ein Widerstandsdraht
31 aus geeignetem Material gewickelt ist. Die Lagerung der Einheiten an dem Ofenrahmen
ist aus Abb. 12 zu ersehen. Die Lagerung erfolgt mit Hilfe von Büchsen 32, in die
von beiden Seiten her je zwei Kerne3o mit abgesetzten Endzapfen 33 eingreifen. Eine
Verlängerungsstange 34 der Büchse ist durch den darüberliegenden Reflektor ¢ geführt
und an ihm mit Hilfe einer Unterlegscheibe 35 und einer Mutter 36 befestigt. -Natürlich
können ebensogut andere geeignete Lagerungsvorrichtungen vorgesehen «-erden. Die
Kerne 30 sind von beliebiger geeigneter Länge. Die Aufhängestange 34 ist
von einer Abstandsbuchse 37 umgeben, durch deren Abmessungen die Lage des Kernes
zum Re-Lektor genau festgelegt ist.
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Abb.4 und 5 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform, bei der die Heizelemente
25a, :6a und 27a nicht nur quer unter dem Dach hin laufen, sondern sich auch an
den Seitenwänden nach abwärts erstrecken. Im Boden des Ofens ist nur ein Heizelement
29 angebracht, gegenüber den vier Heizelementen der Abb. i.
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Die Ausführungsart nach den Abb. 6 und 7 weicht von den vorher beschriebenen
insofern ab, als noch Heizelemente 38 vorgesehen sind, die sich in der Längsrichtung
der Kammer, an den Seitenwänden entlang, ziemlich dicht unter dem Dach erstrecken.
Eine weitere Abänderung zeigt Abb.8, bei der eine Anzahl von Heizelementen
39 sich in der Längsrichtung des Ofens, anstatt in der Querrichtung, unter
dem Dach befinden. Hier ist auch am Boden ein Heizelement 29 vorgesehen in derselben
Anordnung wie bei den vorbeschriebenen Ausführungsarten.
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Abb. io und i i stellen schematisch die Schaltungsweise der Heizelemente
dar. Der Heizstrom wird von einer beliebigen Stromquelle 40 entnommen. Das Heizelement
25 hat einen Regelungswiderstand .41 und einen Schalter .42, die Heizelemente 26
liegen parallel zwischen den Zuleitungen43 und 4.4 und haben einen gemeinsamen Regelungswiderstand
45 nebst Einzelschaltern 46, während die Heizelemente 27 wieder einzeln mit Regelungswiderständen
47 und Schaltern .48 versehen sind.
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Durch die v orbeschriebene Art der elektrischen Beheizung läßt sich
die Temperatur der Heizkammer an jedem beliebigen Punkt genau regeln. Man kann jedes
Heizelement nach Wahl ein- oder ausschalten, ebenso kann auch die Wärmeleistung
der einzelnen
Elemente durch geeignete Einstellurig des Vorschaltwiderstandes
geregelt werden. So kann man also in der Heizkannner verschiedene Zonen mit ganz
bestimmten verschiedenen Temperaturen erzeugen, je nachdem die Ware es erfordert.
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Abb. i i zeigt ein Heizelement, wie es in den Ofen nach Abb.8 Verwendung
findet, also für ein solches, das sich in der Längsrichtung des Ofens erstreckt.
Diese Heizelemente sind so bewickelt, daß der Widerstandsdraht mehr oder weniger
Wärme auf die Längeneinheit des Elementes in seinen verschiedenen Teilen erzeugt.
Der Teil 49 hat die größte Windungszahl und erzeugt demnach eine größere Hitze für
eine gegebene Längeneinheit als der Teil 5o. Dieser wieder erzeugt mehr Wärme als
der Teil 51, und dieser wieder mehr als der Teil 52, immer auf die Längeneinheit
bezogen. Der Widerstandsdraht wird also von rechts nach links zu immer dichter und
dichter auf den Kern gewickelt. Die einzelnen Abteilungen sind mit Zuleitungen 53
und 5:1 versehen, die durch eine Leitung 55 mit einem Regelungswiderstand 56 miteinander
verbunden sind. Dadurch wird ein Nebenschluß zum Teil ¢9 gebildet, und durch Regelung
des Widerstandes 56 kann daher jeder beliebige Energiebetrag von der Wicklung des
Teiles 49 abgeschaltet werden zur genauen Regelung der Temperatur. Wird der Nebenschluß
am Regelungswiderstand 56 völlig unterbrochen, so geht der ganze Strom durch die
Heizwicklung.
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Die Teile 5o, 51 und 52 sind ebenfalls mit Nebenschlußwiderständen
57, 58 und 59 versehen, so daß auch hier die Temperatur genau eingestellt werden
kann. Jeder Teil ist, wie ersichtlich, einzeln regelbar, und daher können auch hier
die einzelnen Zonen ganz beliebig beheizt werden. Um die von den Heizelementen ausgestrahlte
Wärme in möglichst wirksamer Weise in die Heizkammer zu entsenden, ist die durch
die stark ausgezogene Linie 6o in Abb.9 dargestellte Oberfläche des Reflektors emailliert
oder sonstwie mit einer Schicht bekleidet oder präpariert, daß sie die Wärmestrahlen
möglichst gut reflektiert, besser, als wenn die Oberfläche rauh wäre. Die ausgezogenen
Linien 61 in Abb. 9 stellen die Wärmestrahlen dar, die in Richtung der punktiert
gezeichneten Linien 62 reflektiert und in die Heizkammer entsendet werden. Vermöge
der hier angenommenen parabolischen Form der Reflektorwandung verlaufen die Linien
62 alle parallel miteinander. Indessen kann der Reflektor, wie schon oben bemerkt,
auch eine Oberfläche von anderer geeigneter Form haben, kann ebenso aus beliebigem
geeigneten Material hergestellt werden. Selbstverständlich muß dieses Material aber
möglichst wärmebeständig sein.
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Die Erfindung bietet zahlreiche Vorteile, unter denen hervorgehoben
werden mag, daß die Heizelemente einfach in der Bauart sind und in ihrer ganzen
Ausdehnung innerhalb der Heizkammer liegen, so daß ihre gesamte Wärmeausstrahlung
der Heizkammer zugute kommt. Vermöge der Unterbringung der Heizelemente gleichsam
in Nischen der Wände und Decken sind sie mechanisch gut geschützt, an der Decke
beispielsweise durch die unteren Kanten der Tragschienen 5. Die Heizkammer ist gänzlich
frei von Verbrennungsprodukten und von dem Zug, der durch gewöhnliche Verbrennung
hervorgerufen wird. Alle Vorteile der Muffelbauart von Kühl- und anderen Ofen sind
bei wesentlich einfacherer und billigerer Herstellungsweise aufrechterhalten, die
Regelung der Temperatur in den einzelnen Zonen ist nahezu vollkommen. Da Heizeinheiten
in der Vorderwand und im Boden angebracht sind, so wird der Fördergurt vorerwärmt,
bevor die Ware eingesetzt wird. Die Anbringung der Wärmereflektoren an den Wandungen
der Heizkammer verhindert die Ableitung der Wärme durch die Wandungen.