DE4328718A1 - Heizelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizelement für einen Deglorofen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Degloröfen werden für die Verglasung von Asche aus Müllver­ brennungsanlagen benutzt. In der Asche enthaltene Verun­ reinigungen werden verdampft und abgetrennt. Die verglasten Bestandteile können als Baumaterialien verwendet oder depo­ niert werden. Degloröfen arbeiten bei Temperaturen zwischen 1300°C und 1500°C. Zu diesem Zweck wird jeder Deglorofen in seinem Deckenbereich mit Heizelementen versehen. Die Heizelemente sind nach außen hin von einem Schutzrohr aus Keramik umgeben. Dieses Rohr ist an seinem ersten Ende ver­ schlossen und am zweiten Ende offen. Die bis jetzt ver­ wendeten Schutzrohre weisen an ihrem offenen Ende einen nach außen gerichteten Flansch auf, der zusammen mit dem Schutz­ rohr aus einem Stück gefertigt ist. Diese Flansche werden zur Halterung der Schutzrohre an den Deckensteinen des Deglorofens benutzt. Auf Grund von Temperaturschwankungen und Korrosion, denen die Schutzrohre ausgesetzt sind, kann es zu einer Zerstörung der Keramikrohre kommen. Damit ist ein vollständiger Austausch des Heizelementes erforderlich, was mit großem Aufwand verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizelement aufzuzeigen, bei dem die Nachteile der bekannten Einrich­ tungen ausgeschlossen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Erfindungsgemäß weist das keramische Schutzrohr an seinem offenen Ende einen Flansch auf, der an der Außenfläche des Schutzrohres chemisch oder mechanisch befestigt ist. Ein solches keramisches Schutzrohr kann kostengünstiger her­ gestellt werden als Schutzrohre der eingangs beschriebenen Art. Erfindungsgemäß kann der Flansch durch einen Keramik­ ring mit definierter Breite oder eine metallische Schelle gebildet werden. Der aus Keramik gefertigte Flansch wird mit einem keramischen Kleber oder Kitt an der Außenfläche des Schutzrohres dauerhaft befestigt. Es besteht die Möglich­ keit, bei langen Schutzrohren anstelle eines Keramikrings eine Schelle aus Metall als Flansch zu verwenden. In diesem Fall wird zwischen der metallische Schelle und dem Schutz­ rohr ein keramisches Vlies als Zwischenschicht angeordnet. Die Schelle wird mittels einer oder mehrerer Schrauben an den Außenfläche des Schutzrohres befestigt. Innerhalb des Schutzrohres ist ein U-förmig gebogener Heizstab angeordnet. Seine Enden sind durch einen Deckel hindurch zu elektrischen Anschlüssen nach außen geführt. Der Deckel ist aus Keramik oder Metall gefertigt und dient als Halterung für den U-förmigen Heizstab. Der Deckel verschießt den Innenraum des Schutzrohres und ist auf den oberen Rand des Schutzrohres oder auf den Flansch aufgesetzt. Weitere erfindungswesent­ liche Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Heizelement mit keramischem Flansch,

Fig. 2 ein Heizelement mit metallischem Flansch.

Fig. 1 zeigt ein Heizelement 1, das von einem Schutzrohr 2 umgeben und innerhalb dessen ein Heizstab 3 angeordnet ist. Das Schutzrohr 2 ist als einseitig geschlossenes Rohr aus­ gebildet, und aus einem keramischen Material gefertigt. Hierfür wird vorzugsweise eine nitridische, oxidische oder carbidische Hochleistungskeramik verwendet. Das erste durch eine runde Kuppe 2A verschlossene Ende des Schutzrohres 2 ragt in einen Deglorofen 10 hinein. Das zweite offene Ende des Schutzrohres ist außen mit einem Flansch 4 versehen. Dieser Flansch 4 wird durch einen Keramikring gebildet. Dieser Keramikring ist aus einer nitridischen, oxidischen oder carbidischen Hochleistungskeramik gefertigt. Beispielsweise kann der Ring 4 aus Alphaaluminiumoxid herge­ stellt werden. Mit Hilfe eines silikatisch keramischen oder phosphatisch keramischen Klebers 4 oder eines Kittes ist dieser Ring am zweiten Ende 2B des Schutzrohres 2 außen dauerhaft befestigt. Der Flansch 4 ist in eine U-förmige Ausnehmung 11U eines Deckensteines 11 des Deglorofens 10 eingesetzt. Die U-förmige Ausnehmung weist eine Öffnung 11E auf, deren Durchmesser so gewählt ist, daß das Schutzrohr 2 so angeordnet werden kann, daß es fast vollständig in den Deglorofen 10 hineinragt. Der Flansch 4 des Schutzrohres 2 ist auf die untere Begrenzungsfläche der U-förmigen Ausneh­ mung 11U aufgesetzt und dient als Halterung des Heizele­ mentes 1. Durch den Flansch 4 wird die Öffnung 11E im Rand­ bereich überdeckt und der Innenbereich 10I des Deglorofens 10 nach außen hin verschlossen. Auf das Schutzrohr 2 ist bei der hier dargestellten Ausführungsform ein scheibenförmiger Deckel 2D aus Keramik oder Metall aufgesetzt. Durch ihn sind die Enden 3E des U-förmig ausgebildeten Heizstabes 3 ge­ steckt, und nach außen zu elektrischen Anschlüssen (hier nicht dargestellt) geführt. Gleichzeitig sind die beiden Enden 3E des Heizstabes 3 so gestaltet, daß sie mit dem Deckel 2D verbunden werden können. Damit wird eine dauerhafte Befestigung des Heizstabes 3 bewirkt. Der scheibenförmige Deckel 2D ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel auf den nach obenweisenden Rand des Schutzrohres 2 aufgesetzt. Der Innenbereich des Schutzrohres 2 wird hierdurch nach außen verschlossen. Um Wärmeverluste zu vermeiden, ist der U-förmige Heizstab 3 von dem Deckel 2D an über etwa zwei Drittel seiner Länge von einer Faseriso­ lation 6 umgeben.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Heizelementes 1. Diese Ausführungsform wird vorzugs­ weise dann verwendet, wenn das Schutzrohr 2 bzw. der in ihm angeordnete Heizstab 3 länger ausgebildet sind, als bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform. Das in Fig. 2 dargestellte Heizelement 1 weist wiederum ein Schutzrohr 2 auf, innerhalb dessen ein U-förmiger Heizstab 3 angeordnet ist. Die zweiten Enden 3E des Heizstabes 3 sind durch den scheibenförmigen Deckel 2D des Schutzrohres 2 nach außen geführt und an elektrische Anschlüsse (hier nicht darge­ stellt) angeschlossen. Der Deckel 2D ist auch hierbei auf den Rand des Schutzrohres 2 aufgesetzt. Es besteht auch hierbei die Möglichkeit, wie bei der in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsform, den Deckel 2D auf den Flansch 4 aufzusetzen. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird der am oberen Ende des Schutzrohres 2 angeordnete Flansch 4 durch eine metallische Schelle 4 gebildet, die ein- oder mehrteilig ausgebildet ist. Die Teile der Schelle 4 sind um das obere äußere Ende des Schutzrohres 2 angeord­ net, und mittels Schrauben 45 dauerhaft miteinander ver­ bunden. Zwischen der Schelle 4 und dem Schutzrohr 2 ist ein keramisches Vlies 4V angeordnet, das zusätzlich Druckkräfte aufnehmen kann. Zur Befestigung des Heizelementes 1 an der Decke 10D des Deglorofens 10 sind bestimmte Deckenstein 11 mit Durchlässen 11E versehen. Die Durchmesser dieser Durch­ lässe 11E sind an den Außendurchmesser der Schutzrohre 2 an­ gepaßt. Hiermit ist es möglich, die Schutzrohre 2 durch die Deckensteine 11 hindurch in das Innere des Deglorofens 10 zu stecken. Gehalten wird das Schutzrohr 2 durch den an seinem oberen Ende befestigten Flansch 4, der in diesem Fall durch die metallische Schelle gebildet wird. Da das zweite Ende 2E des Schutzrohres 2 außerhalb der Decke 10D des Deglorofens angeordnet ist, kann ein metallischer Flansch zur Halterung des Heizelementes 1 verwendet werden.

Claims (9)

1. Heizelement für einen Deglorofen (10) mit einem Heizstab, der von einem einseitig geschlossenen keramischen Schutzrohr (2) umgeben ist, das an seinem offenen Ende mit einem Flansch (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (4) an der Außenfläche des Schutzrohres (2) chemisch oder mechanisch befestigt ist.

2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (4) am oberen offenen Ende (2E) des Schutz­ rohres (2) chemisch oder mechanisch befestigt ist.

3. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Flansch (4) aus einen Keramik­ ring besteht, der über einen keramischen Kleber oder einen Kitt an der Außenfläche des Schutzrohres (2) befestigt ist.

4. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Ring aus nitridischer, oxidi­ scher oder carbidischer Hochleistungskeramik als Flansch (4) vorgesehen und mittels eines siliskatisch keramischen oder phosphatisch keramischen Klebers oder Kitts an der Außenfläche des Schutzrohres (2) befestigt ist.

5. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Keramikring aus Alphaalumini­ umoxid als Flansch (4) vorgesehen und mittels eines sili­ katisch keramischen oder phosphatisch keramischen Klebers oder Kitts an der Außenfläche des Schutzrohres (2) befestigt ist.

6. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (4) aus einer ein- oder mehrteiligen metallischen Schelle (4) besteht, die un­ ter Zwischenfügen eines keramischen Vlieses (4V) an der Außenfläche des Schutzrohres (2) befestigt ist.

7. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Flansch (4) zur Halterung des Schutzrohres (2) innerhalb einer U-förmigen Ausnehmung (11U) eines Deckensteines (11) angeordnet ist.

8. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Flansch (4) zur Halterung des Schutzrohres (2) auf die Oberfläche (10S) der Decke (10D) des Deglorofens (10) aufgesetzt ist.

9. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Heizstab (3) U-förmig gebogen und seine beiden Enden (3E) für den elektrischen Anschluß durch einen Deckel (2D) hindurch nach außen geführt und daran gehaltert sind, und daß der Deckel (2D) auf den Rand des Schutzrohres (2) oder auf die Oberfläche des Flansches (4) aufgesetzt ist.