DE708242C - Innenausbau eines elektrisch beheizten Glueh- und Waermeofens - Google Patents

Innenausbau eines elektrisch beheizten Glueh- und Waermeofens

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DE708242C
DE708242C DEM136880D DEM0136880D DE708242C DE 708242 C DE708242 C DE 708242C DE M136880 D DEM136880 D DE M136880D DE M0136880 D DEM0136880 D DE M0136880D DE 708242 C DE708242 C DE 708242C
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Germany
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furnace
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heating
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Expired
Application number
DEM136880D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Karl Mitlehner
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/62Heating elements specially adapted for furnaces
    • H05B3/64Heating elements specially adapted for furnaces using ribbon, rod, or wire heater

Landscapes

  • Furnace Details (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Description

  • Innenausbau eines elektrisch beheizten Glüh- und Wärmeofens Die Erfindung bezieht sich auf Glüh- und Wärmeöfen in Form der üblichen Muffel-oder Kammeröfen zum Glühen und Härten: von Stahl und Metallen. Die Innenverkleidung der Mwffelöfen wurde bisher entweder aus Schamotteziegeln oder ziegelartigen Formstücken hergestellt und mußte, um genügend standfest zu sein, verhältnismäßig stark gehalten werden, oder sie war durch keramische Rippen unterteilt, zwischen denen Platten ausgelegt wurden. Hierbei mußten die das Traggerüst bildenden Rippen sehr stark bemessen werden, und die Platten erhielten wegen ihrer Empfindlichkeit gegen Temperaturspannungen leicht Risse. Wird die Innenverkleidung als in sich verspanntes gewölbeartiges Profil oder als Formrohr ausgeführt, dann wird sie zwar etwas leichter, es -entstehen aber infolge der kleinen Temperaturwechselbeständigkeit leicht Risse, und es ist darum nötig, bei der Bemessung auf die auftretenden großen Wärmespannungen Rücksicht zu nehmen.
  • Glüh- und Härteöfen werden auch als regelrecht aulfgemau@erter Ofen aus einzelnen Platten aufgebaut, die jedoch nicht die Innenauskleidung des Ofens bilden, denn diese besteht aus einem besonderen Mauerwerk. Solche Öfen sind auch nicht für elektrische Beheizung gedacht. Bei .einer anderen Ofenart kommen Profilsteine zur Anwendung, aus denen der Ofen aufgebaut ist, und zwar ebenfalls in Form von fest eingebautem Mauerwerk, wie sonst bei Glühöfen allgemein üblich. Die Profilsteine können demgemäß nicht umabhängig voneinander entsprechend der verschiedenen Wärmeausdehnung arbeiten. Elektrisch beheizte Glühöfen werden, soweit bekannt, in der vorgenannten Weise auch aus Profilsteinen aufgebaut, bilden also gleschfa11: im ganzen ein regelrechtes Mauerwerk -einschließlich der Innenauskleidung. Es ist auch bekannt, Formstäbe zur Innenauskleidung von Härteöfen mit Bonrungen zu versehen und als Träger für elektrische Heizkörper zu verwenden.
  • Gemäß der Erfindung erfolgt der Innenausbau eines elektrisch beheizten Glüh- und Wärmeofens durch die Aufteilung aller oder eines Teils. der Innenauskleidung der Ofenwand in von der einen zur anderen Ofeninnenkante reichende keramische Stäbe, die nur an ihren Enden gelagert sind. Dadurch können die durchgehenden Stäbe entsprechend der verschiedenartigen Wärmeausdehnung unabhängig voneinander arbeiten, und der Ofenbau kann außerordentlich dünnwandig ausgeführt werden. Die damit erzielbare Verkürzung der Anheizzeit ist recht bedeutend und bringt eine große Ersparnis an Strom mit sich. Vorteilhaft ist hierbei, wenn die die Innenverkleidung bildenden, gegebenenfalls an einem oder beiden Enden durch die Wärmeisolierung durchgehenden Formstäbe oder Formrohre unmittelbar oder mittelbar auf der Außen-,vand abgestützt sind. Da wegen der großen Temperaturwechselbeständigk :eit dieser Stäbe oder dieser Rohre es nicht notwendig ist, bei der Bemessung auf Wärmespannungen Rücksicht zu nehmen und demgemäß die einzelnen Stäbe oder Rohre nur auf Beanspruchung durch Eigengewicht den auf jeden einzelnen entfallenden Teil des Gewichtes der Wärmeisolierung und gegebenenfalls der angeordneten Heizkörper berechnet werden können, wird eine ganz dünnwandige Bauart erzielt. Eine weitere Werkstoffersparnis erhält man, wenn-für die Stäbe keine volle Form gewählt wird, sondern die statisch günstigere hohle Form mit ein oder zwei Bohrungen, in die dann die Heizwicklungen eingelegt werden können. Hierbei ist es möglich, nicht nur die Seitenwände; sondern auch den bisher aus Schamotteziegeln mit großer Masse hergestellten Boden und auch die Tür aus solchen Stäben oder Rohren herzustellen, die dann, ebenso wie- die Seitenwände, eine außen durch eine feste Wandbegrenzte Hinterfüllung aus pulverförmigem Wärmeisolerstoff erhalten.
  • Die Stäbe werden vorteilhaft-erweise nach dem sog. Ziehverfahren hergestellt, nach dem ein möglichst dicker Brei aus keramischer Masse in einen Druckzylinder getan und aus diesem durch eine Düse von beliebigem Querschnitt, bei der Herstellung von Formrohren mit einem oder mehreren Kernen, gepreßt wird. Die aus der Düse herausgepreßten Stäbe werden getrocknet und hierauf gekönnen durch Bohren oder Schleifen einer Nachbearbeitung, beispielsweise zwecks Anbringung von fensterartigen Ausnehmungen, unterzogen werden.
  • Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. t ein Schaubild für den Aufbau der Innenverkleidung aus Formstäben.
  • Abb.2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen solchen Ofen und Abb.3 einen zugehörigen Querschnitt. Abb. 4. zeigt ein Ausführungsbeispiel für rohrförmige Formstäbe, und Abb.5 zeigt fünf -weitere Beispiele von Qu:erschnittsformen der Formstäbe.
  • Abb. 6 zeit <@iti I#ornirohr riiit Aussparungen.
  • Abb.7 ist ein senkrechter Längsschnitt durch einen Ofen und Abb. S ein senkrechter Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform derartiger Öfen. In Abb. i ist schematisch dargestellt, wie ein solcher Ofen aus einer Anzahl Formstäbe i aufgebaut wird, die bretterartig nebeneinanderliegen und sich gegenseitig entlang ihrer ganzen Länge berühren. Dabei ist angenommen, daß alle Wände, ebenso auch der Boden und die Decke, aus solchen Formstäben rechteckigen Querschnitts bestehen.
  • Bei dem Beispiel eines Ofens nach Abb. 2 und 3 bilden die Formstäbe i zum Teil die Innenwinde des Ofens und der übrige Teil, und zwar ein Ende oder beide Enden der Stäbe i, gehen durch die wärmeisolierende Wand 2 des Ofens durch, und die Enden der Formstäbe sind an der kalten Außenwand 3 und der Türwand .1 gelagert und befestigt. An den Stellen des Ofens, wo drei Wände zusammenkommen, muß die Stabrichtung einer Wand senkrecht auf den Stabrichtungen der beiden anderen Wände stehen. Der Zwischenraum zwischen den kalten Außenwänden und den Innenwänden, der die eigentliche wärmeisolierende Wand 2 ist, wird mit einem pulverförmigen Wärmeisoliermittel vollgeschüttet.
  • Die Formstäbe oder Formrohre, die in der Querrichtung der Stabsachse aneinandergereiht die Innenwände der Öfen bilden, können nach den Abb.,4 und 5 alle möglichen Querschnitte haben, z. B. rechteckig, hohl oder voll, bretterartig mit Längsrillen oder Formrohre oder Formstäbe mit rillenförmigen Vorsprüngen entlang der Stabachse zum Einlegen von Heizdrahtwicklungen.
  • Liegen die Enden von Formrohren in der wärmeisolierenden Wand des Ofens, so wird durch die Luftbewegung in den Hohlräumen der Formrohre Wärme aus dem Ofeninnern diese Luftbewegung zu unterdrücken, werden die Hohlräume der Formrohre an den Enden mit :einem wärmeisolierenden Mittel ausgefüllt.
  • Die Formrohre, welche die Innenwand des Ofens bilden, können gleichzeitig auch die Träger der elektrischen Heizkörper sein. Man kann beispielsweise elektrische Heizkörper in schraubenförmig gewickelter Drahtform lose in die Hohlräume der Formrohre einlegen, und diese können beim Schadhaftwerden durch Herausziehen leicht und .einfach ausgewechselt werden.
  • Die Abb. q. zeigt beispielsweise Formrohre 5, in denen :elektrische Heizdrähte 6 liegen. Zur Erhöhung der Lebensdauer der Heizdrähte haben die Formrohre 5 im Innern vorspringende Kanten oder :erhöhte Längsrippen auf denen die schraubenförmig gewickelten Heizdrähte 6 punktförmig aufliegen.
  • Die Abb.6 zeigt beispielsweise ,eine Ausführung von Formrohren, die fensterartige Ausnehmungen 8 haben. Der Zweck dieser fensterartigen Ausnehmungen ist, die Übertemperaturen der Heizdrähte gegenüber dem Glühraum des Ofens herabzusetzen und die Lebensdauer der Heizdrähte zu erhöhen. Diese fensterartigen Ausnehmungen werden erhalten, indem ein Teil der Wände der Formrohre durch Schleifen herausgearbeitet wird. Die beim Herausschleifen übrigbleibenden rippenförmigen Teile 9 der Wände schützen die Heizwicklung 6 vor dem Herausrutschen aus dem Hohlraum des Formrohres. Die fensterartigen Ausnehmungen 8 könnein verschiedene Formen haben. Es kann auch entlang der Achse des Formrohres aus der Wand eine Spalte herausgeschliffen werden, oder es können auch schräg zur Formrohrachse Fenster aus dem Formrohr herausgeschliffen werden. Liegen die Heizwicklungen des Ofens in den FOTmYOhren, die gleichzeitig die Innenwände bilden, so sind zum Tragen der Heizwicklungen mehrere Formrohre notwendig. Es wird zum Zwecke des leichten Einlegens der Heizwicklung die gesamte Heizwicklung in mindestens so viel Einzehvicklungen zerlegt, als die Zahl der Formrohre beträgt, welche die Heizwicklung tragen.
  • Die Abb. 7 zeigt beispielsweise, daß ein und dasselbe Formrohr 5 zum Teil die Innenwand des Ofens bildet und die Heizwicklung 6 trägt, wogegen ein anderer Teil des gleichen Formrohres in der wärmeisolierenden Wand 2 des Ofens liegt und die Enden des Heizdrahtes nach .außen führt, wo der Anschluß für die Stromzuleitungen durch Schraubenklemmen hergestellt wird. Die Heizwicklungen der bisher gebauten elektrischen Öfen haben als Durchführungen vom Glühraum durch die wärmeisolicrende Wand des Ofens Kanäle oder Rohre, die mit dem Heizdrahtträger im Glühraum nicht aus einem Stück sind.
  • 'Jener Teil der Formrohre 5, der in der wärmeisolierenden Wand des Ofens liegt und die Heizdrahtenden aus dem Ofeninnern nach außen führt, ist als Schutz gegen das Strömen von Luit mit perlenartigen keramischen Formstücken 13 ausgefüllt, die sich der Form des Hohlraumes im Formrohr anpassen. In den Bohrungen dieser Fürm,stücke 13 liegen die Enden der Heizdrahtwicklung 6. Damit die in den Formrohren liegenden Formstücke 13 aus den Formrohrenden nicht herausrutschen können, sind durch die Enden der Formrohre Splinte 14 gesteckt.
  • Liegen die Farmstäbe oder Formrohre nur mit einem Ende in der wärmeisolierenden Wand des Ofens, so kann dieses Ende uinmittelbar auf der kalten Außenwand 3 gelagert sein. Das zweite Ende der Formstäbe oder Formrohre, das noch im Glühraum liegt und deshalb die gleiche Temperatur hat wie der Glühraum:, kann nicht unmittelbar an die kalte Türwand q. des Ofens gelegt werden, weil durch den großen Temperaturunterschied die Enden der keramischen Formstäbe oder Formrohre abspringen könnten. Es werdein deshalb die im Glühraum liegenden Enden der Formstäbe oder Formrohre auf keramischen Formstücken 15 gelagert, die in der kalten Türwand q. des Ofens liegen.
  • Bei diesem Beispiel liegen die Formstäbe oder Formrohre der einen Wand in ihrer ganzen Länge, also auch die Enden, im Glühraum. Die Lagerung dieser bretterartigen Wanderfolgt derart, daß die Formstäbe !oder Formrohre 5 an ihren Enden in wiinkelförmigen Leisten 16 gelagert sind, die durch daran befestigte Bänder 17, welche durch die wärmeisolierende Wand 2 des Ofens hindurchgehen, an der Außenwand 3 des Ofens befestigt sind.
  • Nach Abb.8 liegen die Formstäbe oder Formrohre 5 so, daß sie sich in den Ecken des Glühraumes kreuzen, d. h. ineinandergreifen; ihre Enden sind in der wärmeisolierenden Wand des Glühofens gelagert. Für diesen Fall müssen die Formrohre gegenseitig einen Abstand haben. Es können beide Enden oder nur ein Ende der Formstäbe oder Formrohre durch die wärmeisolierende Wand des elektrisch beheizten Ofens durchgehen und an der Außenwand herausragen. Auf diese Art können die in den Formrohrein liegenden Heizwicklungen außen leicht durch Schraubenklemm-en verbunden werden.
  • Es ist möglich, die Innenverkleidung des vorbeschriebenen Ofens aus Stäben beispielsweise mit einem Querschnitt von 25 X 50 mm und 3 mm Wandstärke mit zwei Bohrungen und einer Länge von über 1 ooo mm herzustellen, die einer keramischen Innenverkleidung von i o mm Stärke entsprechen, welch niedrige Ziffer bisher auch nicht annähernd erreicht worden ist. Demgemäß kann die Anheizzeit eines Ofens von 250mm innerer Breite, Zoo mm innerer Höhe und 5oo mm innerer Tiefe bei einem Anheizen von 20 auf goo' C von früher 3 Stunden auf i Stunde herabgedrückt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Ofen wird die Lebensdauer der Heizdrähte um ein Mehrfaches aus folgenden Gründen verlängert. Während wegen der erforderlichen mechanischen Festigkeit der zwischen ihnen befindlichen Rippen bei in offenen Rillen verlegten Heizwicklungen, deren Achsene:ntfernung 5o mm beträgt, wird sie bei der Lagerung gemäß der Erfindung auf 25 mm verringert. Infolge der dadurch ermöglichten Verdoppelung der Heizdrahtoberfläche wird die Übertemperatur gegen den Glühraum um 35 bis q.5° herabgedrückt, wobei die Erhöhung der erforderlichen DrahttemperatuT wegen der abgeschirmten Lage der Heizwicklungen schon berücksichtigt ist. Da, wie bei Chro:m-Nickel-Drähten bekannt, die Lebensdauer bei einer Senkung der Drahttemperatur um ioo' um das 3fache steigt, ergibt sich hieraus eine große Erhöhung der Lebensdauer der Heizwicklungen, die noch erhöht wird, weil die Heizleistung der Heizdrähte je Flächeneinheit bei der vorgeschlagenen Anordnung geringer geworden ist. Versuche an Silitheizstäben haben gezeigt, daß bei gleicher Temperatur die Lebensdauer umgekehrt proportional ist der Heizleistung je Flächeneinheit.

Claims (6)

  1. PATENT ANS PR ÜCÜE: i. Innenausbau eines elektrisch beheizten Glüh- und Wärmeofens, gekennzeichnet durch die Aufteilung aller oder eines Teils der Innenauskleidung der Ofenwand in von der einen zur anderen Ofeninnenkante reichende keramische Stäbe ( i ), die nur an ihren Enden gelagert sind.
  2. 2. Ofeninnenausbau nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Ausführung der Stäbe als Formstäbe.
  3. 3. Formstäbe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstäbe (5) eine oder mehrere Bohrungen oder Öffnungen ($) beliebigen Querschnitts haben.
  4. Ofeninnenausbau nach Anspruch i bis 3 für einen lotrecht beschickten Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an drei lotrechten `Fänden mit Heizspulen versehene Hohlstäbe (5) waagerecht derart gelagert sind, daß sie einer- oder beiderseits durch die Wärmeisolierung durchgehend über die Außenwände hinausragen und je zwei zueinander senkrecht stehende Scharen von Hoblst<iben sich kreuzen, wobei zur Ergänzung der Innenverkleidung zwischen oder hinter den Hohlstäben Formstücke aus leichter, fester Masse angeordnet sind.
  5. 5. Ofeninnenausbau nach Anspruch 2 bis 4., gekennzeichnet durch die Verwendung der Formstäbe oder Formrohre als Träger für elektrische Heizkörper (6).
  6. 6. Formrohre nach Anspruch 3 und 5, gekennzeichnet durch die Anordnung von Formstücken (13) in den Enden der Hohlstäbe (5_i zum Zwecke der Wärmeisolierung.
DEM136880D 1936-01-14 1937-01-14 Innenausbau eines elektrisch beheizten Glueh- und Waermeofens Expired DE708242C (de)

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DEM136880D Expired DE708242C (de) 1936-01-14 1937-01-14 Innenausbau eines elektrisch beheizten Glueh- und Waermeofens

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DE (1) DE708242C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1018164B (de) * 1952-12-04 1957-10-24 Siemens Ag Gasentladungsroehre

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1018164B (de) * 1952-12-04 1957-10-24 Siemens Ag Gasentladungsroehre

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