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Elektrischer Widerstandsofen Die Erfindung betrifft elektrische Widerstandsöfen-
und bezieht sich auf eine verbesserte Befestigung der Heizwiderstände, um deren
Lebensdauer zu erhöhen.
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Die Erfindung bezieht sich besonders auf solche elektrische Widerstandsöfen,
die mit hohen Temperaturen arbeiten, so daß der Unterschied zwischen der normalen
Betriebstemperatur des Heizwiderstandes und der Temperatur, bei welcher bereits
eine Oxydation des Heizwiderstandes eintritt, sehr klein ist. Bei Heizwiderständen
aus Chrom-Nickel-Legierungen isst die durch die Oxydationsgefahr bestimmte Maximaltemperatur
beispielsweise iooo° bis iioo°; solche Heizwiderstände werden z. B. bei Glühöfen
verwendet.
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Um ohne Schädigung des Heizwiderstandes im Ofenraum möglichst hohe
Temperaturen erzielen zu können, werden in solchen Fällen Zwischenwände, wie etwa
bei Muffelöfen, vermieden, und es werden die Widerstände im Ofenraum selbst angeordnet,
so daß ihre Hitze durch unmittelbare Strahlung auf das. Behandlungsgut übertragen
wird.
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Bei solchen Ofen werden die Heizwiderstände an Isolatoren gehängt.
Es hat sich nun ergeben, daß die Heizwiderstände an jenen Stellen, wo sie die Isolatoren
berühren, zuerst schadhaft werden und ausgewechselt werden müssen, wenn auch noch
die übrigen Teile des Widerstandes, die an Länge jene schadhaften Stellen weitaus
übertreffen, unbeschädigt sind.
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Diese Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß die den Heizleiter
berührenden Isolatoren die Wärmeausstrahlung verhindern und überdies schlechte Wärmeleiter
sind, so daß auch eine Wärmeableitung an jenen Stellen nicht erfolgen kann. Der
Heizleiter wird daher an den Berührungsstellen mit dem Tragisolator überhitzt und
rascher oxydiert. Anderseits kann infolge der an den Berührungsstellen mit dem Tragisolator
auftretenden stärkeren Erhitzung nicht die volle Heizleistung des Widerstandes ausgenutzt
werden.
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Man hat zwar bereits vorgeschlagen, die Heizwiderstände mittels gut
wärmeleitender Träger im Ofen zu befestigen, so daß diese an keiner Stelle schlecht
wärmeleitende Teile berühren, doch ließ die vorgeschlagene Anordnung wenig Freiheit
bezüglich der Temperaturverteilung, gestattet insbesondere nicht oder nur sehr umständlich
und unvorteilhaft die Unterbringung einer größeren Heizleistung in der Nähe der
Tür, was aber zum Ausgleich der stärkeren Abkühlung der der Tür benachbarten Teile
notwendig ist.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß ein
in bekannter
Weise zickzackförmig gebogener Heizkörper mittels Drahtschlingen
an einer Stange aus Isoliermaterial frei hängend befestigt ist. Bei dieser Ausführung
ist es auch möglich, die Abstände der Heizwindungen voneinander zu ändern, um an
verschiedenen Stellen des Ofenraumes verschiedene Temperaturen erzielen zu können.
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Die Erfindung betrifft ferner weitere Einzelheiten des Einbaus der
Heizwiderstände, insbesondere sind auch Mittel vorgesehen, um einen Kurzschluß zwischen
den Heizwindungen durch Verdrehen dieser Windungen zu verhindern. Dabei ist aber
für eine freie Ausdehnungsmöglichkeit des Heizwiderstandes Vorsorge getroffen.
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Ein Ausführungsbeispiel des Ofens nach der Erfindung ist in Abb. i
der Zeichnung im senkrechten Schnitt dargestellt, während.
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Abb. 2 einen Teil Uer' Ofenwand mit daran befestigtem Heizleiter im
Schaubild und Abb.3 die Befestigung des Heizleiters in größerem Maßstabe im Schnitt
veranschaulichen.
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Der Ofenraum wird durch die senkrechten Seitenwände i und 2 und den
Boden 3 begrenzt, die aus feuerfesten Steinen hergestellt sind; de Decke kann ebenfalls
aus feuerfesten Steinen gebaut sein oder aus einer einzigen Platte 4 bestehen. Die
feuerfesten Ofenwandungen sind von einer Isolierschicht 5 umgeben, die ihrerseits
in einem Metallkasten 6 eingeschlossen ist. Die vordere und hintere Stirnwand des
Ofens können in der gleichen Weise wie die Seitenwände ausgebildet, jedoch abnehmbar
angeordnet sein, um den Ofenraum von einer oder von beiden Seiten zugänglich zu
machen.
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Die Heizwiderstände sind an den Seitenwänden des Ofens angeordnet.
Ein bandförmiger Leiter 9 aus einer Chrom-Nickel-Legierung ist z. B. zickzackförmig
gebogen und an- den-oberen Biegungsstellen fo mittels Drahtschlingen 13 an eine
Stange T2 aus Isoliermaterial gehängt. Der Heizleiter verläuft von den oberen Biegungsstellen
fo geradlinig zu den unteren Biegungsstellen i i, in welche ebenfalls Drahtschlingen
23 eingehängt sind, die eine Isolierstange 21 tragen. Die obere Tragtange 12 ist
mittels Haken 15 an der Ofenwand befestigt, deren abgebogene Enden 18 in Ausnehmungen
der feuerfesten Steine 16 greifen. Auch für den waagerechten Teil des Hakens besitzt
der Stein eine Ausnehmung 17. Der Haken greift durch die Tragstange 12" die mittels
Isolierscheiben i9 in Abstand von der Ofenwand gehalten wird, und ist durch einen
Vorstecker 2o gesichert. Die Stange i2 besitzt zahlreiche Einkerbungen 1d. für die
Tragschlingen 13, die am besten aus U-förmig gebogenem Draht bestehen, der nach
dem Durchziehen des Heizleiters oben zusammengedreht wird. Der Heizleiter kann,
wie angegeben, aus Chrom-Nickel-Band gebogen sein oder auch gleich in der entsprechenden
Form gegossen werden. Als Material für die Tragstange r2 kommt Aluminiumoxyd in
Betracht. Die Schlingen 13 zur Aufhängung können aus dem gleichen Material sein
wie der Heizwiderstand; sie sind sehr hitzebeständig, besitzen ein gutes Wärmeleitvermögen
und haben keine große Berührungsfläche mit dem Heizkörper. Die untere Isolierstange
21 hängt frei an dem Heizleiter; sie verhindert einen Kurzschluß zwischen den Heizleiterwindungen
und hält den Heizleiter 9 gestreckt. Der Heizleiter bleibt auch gestreckt, wenn
er sich beim Erhitzen ausdehnt, da die Stange 2i so weit über dem Ofenboden angeordnet
ist, daß sie auch bei stärkerer Ausdehnung des Heizleiters genügend Platz hat, sich
zu senken. Es hat sich nämlich gezeigt, daß der Heizleiter sich im Betriebe stärker
ausdehnt, als der normalen Wärmedehnung bei der Arbeitstemperatur entsprechen würde.
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Die Stange 21 besitzt Kerben 22, ähnlich den Kerben 14 der oberen
Tragstange.i2, nur befinden sich diese Kerben an der unteren Seite der Stange 2i.
Die Drahtschlingen 13 und 23 können in verschiedenen Kerben eingelegt werden,
so daß die Verteilung des Heizwiderstan(des im Ofenraum der jeweils gewünschten
Temperatur an den verschiedenen Ofenstellen angepaßt werden kann. Um die Drahtringe
13 und 23 in andere Kerben zu versetzen, können ihre zusammengedrehten Enden 13a
aufgedreht werden, oder es sind diese Schlingen so weit gehalten, daß man sie aus
den Kerben heben und entlang der Stange verschieben kann. Die unteren Schlingen
23 sind zweckmäßig nicht an ihren unteren Enden, sorrdern seitlich zusammengedreht,
um an Raum für den Heizleiter zu gewinnen.
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Die Tragstange 12 kann als durchlaufende Stange von der Länge der
Ofenwand hergestellt sein, oder sie kann aus einzelnen kleineren Stücken bestehen,
deren Enden aneinanderschließen. Diese zweite Ausbildungsform ist deshalb vorzuziehen,
weil dann die genaue Übereinstimmung der Abstände zwischen den Haken 15 und den
entsprechenden Löchern in der Stange 12 leichter erreichbar ist. Es wird dann jeder
Stangenteil mittels zwei Bolzen 15, die in demselben Stein 16 befestigt sind, getragen.
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Der Heizleiter ist demnach bei dem Ofen gemäß der Erfindung an keiner
Stelle mit schlecht wärmeleitendem Baustoff in Berührung, sondern er wird unmittelbar
von den Drahtschlingen 13 und 23 gehalten, die hoch hitze:--eständig und
gut wärmeleitend sind und
mit dem Heizleiter nur kleine Berührungsflächen
gemein haben. Es wird daher die Wärmeausstrahlung und die Wärmeableitung vom Heizkörper
so gut wie nicht behindert: Überdies ist ein V erdrohen der Heizwindungen ausgeschlossen,
ohne daß aber die freie Ausdehnung beeinträchtigt wird.