DE4447414A1

DE4447414A1 - Electrically heated radiant heater tube for industrial oven

Info

Publication number: DE4447414A1
Application number: DE19944447414
Authority: DE
Inventors: Hans Ruediger Dr Ing Hoffmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-02
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1996-06-05

Abstract

The radiant tube has graphite elements inside a closed mounting and flushed with an inert gas. This allows use of main voltage for the heating elements and eliminates heavy current leads and expensive transformers. The inert atmosphere prevents arcing.The heating elements could be inside a vacuum but for better effect an inert gas at higher than atmospheric pressure can be used, eg. nitrogen at 5 bar. Another protective gas is hydrogen.

Description

Die Verwendung von Strahlrohren zur Beheizung von Industrieöfen ist bekannt und immer dann erforderlich, wenn die eigentliche Wärmequelle gegenüber der Ofenatmosphäre getrennt werden muß. In solchen Fällen wird die Wärmequelle, im allgemeinen Brenngase oder metallische Heizleiterdrähte, in ein gegenüber dem Behandlungsraum und damit auch gegenüber der Ofenatmosphäre allseitig dichtes Mantelrohr eingeschlossen.The use of radiant tubes for heating industrial furnaces is known and required whenever the actual heat source compared to the furnace atmosphere must be separated. In such cases, the heat source, generally fuel gases or metallic heating wire, in one opposite the treatment room and thus also opposite sealed tubular casing on all sides of the furnace atmosphere.

In Vakuumöfen werden als elektrische Heizleiter auch Graphitelemente mit gutem Erfolg eingesetzt. Der Vorteil der Graphitheizung gegenüber Heizdrähten ist die viel höhere Temperaturbelastbarkeit. Ihr Nachteil ist die äußerst große Empfindlichkeit gegenüber Sauerstoff und damit Luft vor allem bei Temperaturen über 400°C.Graphite elements are also used as electrical heating conductors in vacuum furnaces used with good success. The advantage of graphite heating compared to heating wires is the much higher temperature resistance. Your disadvantage is the extremely large Sensitivity to oxygen and thus air especially at temperatures above 400 ° C.

In Vakuumöfen werden die Graphitheizleiter jedoch mit Niederspannung betrieben, um elektrische Überschläge durch Glimmentladungen zu vermeiden. Das macht wiederum die Nutzung aufwendiger Trafos und die Verlegung entsprechend groß dimensionierter Leitungsquerschnitte sowie gegebenenfalls eine Kühlung an Wanddurchführungen etc. erforderlich.In vacuum furnaces, however, the graphite heating conductors are made with low voltage operated to electrical flashovers Avoid glow discharges. That in turn makes the usage elaborate transformers and the laying accordingly large dimensioned wire cross-sections and if necessary cooling on wall bushings etc. is required.

Werden dagegen die Heizelemente aus Graphit in Mantelrohre eingeschlossen, wie in Anspruch 1 dieser Anmeldung zugrunde gelegt; dann können zum Beispiel bei Nutzung von Stickstoff als Schutzgas die Heizelemente in einer Atmosphäre bei höherem Druck, zum Beispiel bei Normaldruck aber auch bei Überdruck, auch ohne Zwischenschaltung von Trafos direkt mit Netzspannung betrieben werden.In contrast, the heating elements made of graphite in jacket pipes included as in claim 1 of this application placed; then, for example, when using nitrogen as a protective gas, the heating elements in an atmosphere at higher Pressure, for example at normal pressure but also at overpressure, even without the interposition of transformers Mains voltage are operated.

Der Betrieb mit Überdruck oder sogar mit Wasserstoff als Schutzgas ist vor allem bei niedrigeren Temperaturen ein Vorteil, da dann die Wärme vom Heizleiter zum Mantelrohr zusätzlich zur Strahlung auch durch intensivierte Thermik übertragen werden kann.Operation with overpressure or even with hydrogen as Shielding gas is especially a low temperature Advantage, because then the heat from the heating conductor to the jacket tube in addition to radiation also through intensified thermals can be transferred.

Je nach Betriebsart kann es wünschenswert sein, den Gasaustausch in den Mantelrohren zwischen Luft und Schutzgas über den Umweg einer dazwischen geschalteten Evakuierung zu beschleunigen oder den Verbrauch an Schutzgas durch diese Maßnahme zu reduzieren.Depending on the operating mode, it may be desirable to exchange gas in the jacket pipes between air and protective gas the detour to an intermediate evacuation accelerate or the consumption of protective gas through this Measure to reduce.

Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung von Graphitheizleitern im Sinne vorstehender Darlegungen gegenüber der bisher üblichen Verwendung metallischer Heizleiter liegt darin, daß infolge der bedeutend höheren, zulässigen Oberflächentemperaturen am Graphit in einem gegebenen Mantelrohr eine mindestens doppelt so hohe Heizleistung installiert werden kann. Auch kann das Gewicht der Strahlrohre durch den Fortfall der keramischen Heizwendelträger und durch den Fortfall des Gewichtes der metallischen Heizleiter selbst deutlich verringert werden. Damit könnten gegebenenfalls dünnwandigere Mantelrohre eingesetzt werden.A major advantage of using graphite heating conductors in the sense of the above statements compared to the previous The usual use of metallic heating conductors is that due to the significantly higher permissible surface temperatures at least on the graphite in a given jacket tube twice the heating power can be installed. The weight of the jet pipes can also be reduced by the loss of the ceramic heating coil carrier and by the elimination of the Weight of the metallic heating conductor itself significantly reduced will. This could possibly be used with thin walls Jacket pipes are used.

Claims

1. Electrically heated jet pipe for heat treatment systems, characterized in that elements made of graphite are used as heating conductors and that a protective gas atmosphere is preferably maintained from inert gas to protect the graphite against combustion inside the jacket tube.

2. Electrically heated jet pipe according to claim 1, characterized in that to simplify flushing operations the inside of the casing tube is evacuated.

3. Electrically heated jet pipe according to claim 1, characterized in that for better heat transfer from the heating element to the casing tube in this the protective gas is under pressure, preferably about 5 bar.

4. Electrically heated jet pipe according to claim 1, characterized in that hydrogen is used as the protective gas becomes.