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Bei den bisherigen Hochtemperaturöfen mit schraubenförmig gewendeltem
Heizkörper, die mit Temperaturen bis 1500°C und darüber arbeiten, zeigen sich folgende
Übelstände: i. Wegen der großen wärmeträgen Massen, in die die Heizwendel eingebettet
ist, ist die Anheiz- und Abkühlzeit außerordentlich lang.
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2. Der Wicklungsträger aus Aluminiumoxyd und die Heizwicklung aus
Molybdän haben verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten. Da die Wendel allseits von
ihrem Träger eng umschlossen ist, führt dies häufig zu Brüchen des Heizdrahtes.
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3. Die übliche Einbettung der Heizwicklung im Wicklungsträger bedingt
sehr zahlreiche Berührungspunkte zwischen Wendel und Träger, wodurch sich nachteilige
Reaktionen und Zerstörungen des Heizleiters ergeben.
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q.. Erhöht sich aus irgendwelchen Gründen die Ofentemperatur (bis
etwa 1700°C und darüber), so tritt ein Erweichen des Wicklungsträgers ein, das bewirkt,
daß dieser in sich zusammensinkt, wodurch vielfach der Heizdraht unter dem Druck
des darauf lastenden zusammensinkenden Trägers geknickt und gebrochen wird. Auch
sorgsam in der Temperatur überwachte Öfen werden dadurch relativ sehr rasch unbrauchbar.
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Alle diese nachteiligen Einflüsse führen dazu, daß die bisher üblichen
Hochtemperaturöfen vor allem eine nur sehr kleine Lebensdauer haben.
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Die vorgenannten Übelstände lassen sich bei elektrischen Widerstandsöfen
für hohe Temperaturen mit eindeutigem Erfolg dadurch beheben, daß die Heizwendel
nur auf einem Teil des W indungsumfanges in einer mit Halteausnehmungen, insbesondere
Gewindegängen, versehenen Bettung ruht. Der außerhalb der Bettung liegende Teil
der Heizwendel wird dadurch wärmegeschützt, daß er mit einem Strahlungsschutzmantel
aus entsprechend hitzebeständigem Blech, z. B. Molybdänblech, umgeben wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt den erfindungsgemäßen Ofen im abgebrochenen Längsschnitt,
Fig. 2 im Querschnitt.
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i ist die z. B. aus Molybdän bestehende Heizwendel des Ofens deren
eine Anschlußleitung mit 2 bezeichnet ist. Die Heizwendel i ruht nur mit ihrem unteren
Teil in einem im wesentlichen als Halbschale ausgebildeten Träger 3 aus Aluminiumoxyd,
der an seiner Innenseite mit schraubenförmigen Nuten q. zur Aufnahme der Heizwendel
versehen ist. Zweckmäßig besteht der Träger aus einzelnen axial aneinandergereihten
Segmenten. 5 ist ein vorzugsweise so wie der Heizleiter ebenfalls aus Molybdän bestehendes
Blech, das als geschlossener Zylinder die Wendel i samt ihrem Träger 3 umschließt
und zugleich für den über den Träger frei hinausragenden Teil der Heizwendel als
Wärmeschutz dient. 6 ist die Wärmeisolation des Ofens, 7 ein Kühlwasserrnantel.
8 ist ein an den Öfen anschließender Rohrstutzen zum Einführen des im Ofen zu behandelnden
Gutes.
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Durch Wegfall eines Großteiles der wärmeträgen Umhüllung der Heizwendel
ist ein rasches Aufheizen des Ofens möglich. Die Anheizzeit kann etwa auf ein Drittel
bis auf ein Fünftel der Anheizzeiten der bisherigen Öfen herabgesetzt werden. Der
Heizdraht kann sich praktisch vollkommen unbehindert in radialer Richtung ausdehnen,
seine Ausdehnungsmöglichkeit bleibt also vollkommen erhalten, und Brüche des Heizdrahtes
sind weitgehend verhindert. Die Zahl der Berührungspunkte zwischen der Wendel und
ihrem Träger ist entsprechend der nur teilweisen Einbettung des Heizdrahtes sehr
verringert. Ein Zusammensinken des Ofens bei hohen Temperaturen, wie es bei den
bisherigen Ofenausführungen durch Einbrechen des oberen Teiles geschieht, ist bei
der erfindungsgemäßen Anordnung praktisch vermieden.
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Eine weitere Verlängerung der Lebensdauer des Ofens läßt sich dadurch
erreichen, daß der Heizdrahtdurchmesser größer gewählt wird, als bisher bei Hochtemperaturöfen
üblich war. Es hat sich gezeigt, daß ein Heizdraht mit einem Durchmesser von etwa
2 mm und darüber wesentlich besser den schädlichen Einflüssen von Oxvdation und
Rekristallisation widersteht als die bisher üblichen dünnen Heizdrähte. Gleichzeitig
ist durch Wahl eines größeren Drahtdurchmessers die Heizwendel steifer, so daß der
gegenseitige Abstand der außerhalb der Bettung im Freien liegenden Windungsteile
in verstärktem Maß gesichert ist.
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Der Ofen nach der Erfindung zeichnet sich also in erster Linie durch
eine besonders erhöhte Lebensdauer aus, gleichzeitig läßt sich damit aber auch im
Betrieb eine bedeutende Ersparnis an Energie und Wartung erreichen.