DE568217C

DE568217C - Elektrisch beheizter Tunnelofen

Info

Publication number: DE568217C
Application number: DE1930568217D
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Walter
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1930-09-14
Filing date: 1930-09-14
Publication date: 1933-01-16

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
16. JANUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21h GRUPPE 18

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*) Elektrisch beheizter Tunnelofen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. September 1930 ab

Bei Tunnelöfen, die zum Glühen von keramischem und ähnlichem Material dienen, das allmählich auf hohe Temperatur gebracht werden muß und bei dem sich die Abkühlung in derselben Weise langsam zu vollziehen hat, hat man bisher zur Erzeugung der hohen Temperatur außer Gas- und Kohlenfeuerung elektrische Widerstandserhitzung benutzt. So ist es z. B. bekannt, Tunnelöfen derart auszugestalten, daß man die Decke derselben aus einem Widerstandskörper herstellt, den man dadurch beheizt, daß man ihm von außen Strom zuführt. Die Wärmeisolation kann bei derartigen Einrichtungen angesichts der not-

!5 wendigen Zuführungen naturgemäß nur mangelhaft sein. Es ist auch vorgeschlagen worden, Induktionsheizung in der Weise zu verwenden, daß man den Tunnel mit einem Mantel aus leitendem Material umkleidet, in dem die Induktionsströme erzeugt werden. Der Vorzug der Induktionsheizung beruht darin, daß sich wesentlich höhere Temperaturen erzielen lassen als mit den anderen Heizungsarten, da durch das Fehlen jeglicher Zuleitungen des elektrischen Stromes zum eigentlichen Heizelement dieses gegen Wärmeabgabe nach außen wesentlich besser isoliert werden kann. Bei der vorgeschlagenen Einrichtung zum Heizen von Tunnelöfen auf induktivem Wege mit Hilfe von Hochfrequenzströmen liegt die Hauptschwierigkeit darin, das Material durch den langen Tunnel vorwärts zu bewegen. Metallische Teile lassen sich für die Transporteinrichtungen kaum verwenden, da sie die hohen Temperaturen nicht aushalten, wenn sie nicht aus sehr teuerem Material, z. B. Wolfram o. dgl., hergestellt sind. Selbst dann aber besitzt die vorgeschlagene Einrichtung zwei wesentliche Nachteile, nämlich die Diskontinuität der Vorwärtsbewegung und die diffuse Wärmeverteilung im Heizraum, die durch die verschiedenartigen Abstände des zu behandelnden Materials von der Spule und durch die Verschiedenartigkeit des Materials bedingt wird, das sich zwischen Spule und geheiztem Gut befindet.

Demgegenüber ist ein beträchtlicher Fortschritt darin zu erblicken, daß der erfindungsgemäße Ofen durch gerichtete Bestrahlung eine konzentrierte Wärmewirkung auf das beheizte Gut auszuüben gestattet.

Gemäß der Erfindung wird der Tunnelofen in der Weise konstruiert, daß die Wände des Tunnels aus elektrisch leitendem Material hergestellt sind, in dem die Induktionsströme erzeugt werden, die den Heizkörper erhitzen. Diese strahlen ihre Wärme auf das zu glühende Gut. Dieses befindet sich auf kräftigen Platten aus hitzebeständigem Material, die den oberen Teil von Wagen bilden, mit deren Hilfe das Gut allmählich durch dieVor-

*) Von dem Patentsweher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Frits Walter in Berlin.

wärme-, Glüh- und Abkühlungszone geführt wird. Die hitzebeständigen Platten der Wagen haben an ihren Seiten Vorsprünge, die möglichst genau in Nuten der Wand passen, so daß der untere Teil der Wagen gut gegen den Tunnel wärmeisoliert ist.

Der Vorteil dieser Konstruktion beruht auf der Verbindung der induktiven Heizung mit einem bequemen Mittel zum Transport des zu ίο glühenden Gutes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur im senkrechten Schnitt dargestellt. Die Heizkammer ι ist an den Seiten von den einen Teil des Ofengehäuses bildenden Wänden 2 begrenzt. Über der Heizkammer befindet sich ein Heizkörper 3, der z. B. aus Graphit bestehen kann und in dem die Wirbelströme mit Hilfe der Primärwicklung 4 erzeugt werden. Dieser Heizkörper 3 kann kreisförmigen oder länglichen Querschnitt haben, und es sind mehrere derartige Körper in der Längsrichtung des Ofens hintereinander angeordnet. '

Der Heizkörper strahlt die in ihm erzeugte Wärme auf das in der Heizkammer befindliche Material, das auf den aus hitzebeständigem Material bestehenden Platten 5 aufgestellt wird.. Diese Platten bilden den oberen Teil eines Wagens 6, der auf den Schienen 7 langsam durch den Ofen geführt wird. In den Wänden des Ofens sind die Nuten 8 vorgesehen, in die an den Platten 5 befindliche Vorsprünge 9 passen. Auf diese Weise wird der schmale Luftkanal zwischen der Heizkammer und dem unterhalb des Wagens befindlichen Raum so sehr verlängert, daß nur wenig Wärme aus der Heizkammer nach unten geleitet wird. Der untere Teil des Wagens kann infolgedessen aus Eisenteilen bestehen.

Zum Schutz des Heizkörpers 3 gegen Oxydation ist dieser mit einer dünnen Schicht überzogen, die z. B. aus Zirkonoxyd, Zirkonsilikat, Tantaloxyd, Berylliumoxyd usw. bestehen kann. Besteht der Klotz 3 aus Graphit, so kann als Oxydationsschutz auch vorteilhaft Quarzsand verwendet werden, der bei der hohen Temperatur des Glühofens mit dem Kohlenstoff eine schützende Schicht aus Karborund bildet. Als Oxydationsschutz ist jedes Material geeignet, das mit Hitzebeständigkeit möglichst gute Wärmeleitfähigkeit und Undurchlässigkeit gegen Gase, insbesondere Sauerstoff, verbindet. Auch ist es vorteilhaft, wenn es ein hohes Wärmeausstrahlungsvermögen besitzt.

Die Benutzung von Graphit als Heizkörper

bringt gegenüber Metallen den Vorteil, daß der Widerstand größer und infolgedessen die in Wärme umgesetzte elektrische Energie 'höher ist, wodurch der Leistungsfaktor und Wirkungsgrad der Anlage wesentlich verbessert wird. Um bei Benutzung von Graphit auch bei niedrigen Frequenzen, z. B. den üblichen Netzfrequenzen von 50 Perioden, arbeiten zu können, muß der von der Primärwicklung umschlossene Graphitklotz einen Radius besitzen, der mindestens gleich oder größer als die Abklingstrecke der in den Graphit eindringenden Strahlung ist. Da diese Strecke für Graphit und 50 Perioden etwa 20 cm beträgt, so können Tunnelöfen der üblichen Dimensionen leicht für diesen niederfrequenten Wechselstrom dimensioniert'werden.

Um die Primärwicklung vor der im Heizkörper erzeugten Wärme zu schützen, wird zwischen Primär- und Sekundärleiter eine gut wärmeisolierende Schicht angebracht. Diese kann, wie in der Figur dargestellt, Luftkanäle 10 enthalten, die an den auf die höchste Temperatur erhitzten Teilen des Ofens den Wärmeschutz für die Primärwicklung erhöhen. Die in diesen Luftkanälen erwärmte Luft kann zum Vorwärmen der zu glühenden Gegenstände benutzt werden. Im Gegensatz 8s zu der in der Figur dargestellten Anordnung, bei der die stromführende Spule den Heizkörper zylinderförmig umgibt, kann die Primäre auch als Flachspule ausgebildet und über dem Heizkörper angeordnet sein. go

Statt eines einzigen die Wärme auf das zu glühende Gut ausstrahlenden Heizkörpers können auch mehrere derartige Heizkörper vorgesehen sein; insbesondere ist es vorteilhaft, auch die Wände aus Heizelementen herzustellen. Um in dem Teil am Anfang und Ende des Tunnels die erzeugte Wärme niedriger zu halten als in der eigentlichen Glühzone, kann in bekannter Weise in diesen Teilen des Ofens die Primärwicklung aus weniger Windungen hergestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

ι. Elektrisch beheizter Tunnelofen mit Vorwärme-, Brenn- und Kühlzone für Induktionsheizung, dadurch gekennzeichnet, daß an den Wänden oder der Decke besondere Heizkörper angeordnet sind, die aus Material hohen Widerstandes bestehen und von innerhalb der äußeren Ofenummauerung befindlichen Primärspulen geheizt werden.
2. Tunnelofen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die induktiv geheizten Körper aus Graphitklötzen bestehen, die von den Primärwicklungen umgeben sind.
3. Tunnelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführende Spule zylinderförmig um den Heizkörper oder als Flachspule darüber angeordnet ist.
4· Tunnelofen nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper so bemessen sind, daß der Ofen mit Wechselstrom niedriger Frequenz, x. B. 50 Perioden, betrieben werden kann.
5. Tunnelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper mit einer Schicht zum Schutz gegen Oxydation, z. B. aus Zirkonerde oder Ouarzsand u. dgl., überzogen sind.
6. Tunnelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizkörper derart im oberen Teil des Tunnels angeordnet sind, daß das zu glühende Gut auf Platten aus hitzebeständigem Material, die den oberen Teil von Wagen bilden und in an sich bekannter Weise zur Wärmeisolierung mit seitlichen Vorsprüngen in Nuten der Wände passen, durch den Tunnel geführt werden kann.
7. Tunnelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zwischen Primärwicklung und Heizkörper befindlichen Material zum Wärmeschutz der Primärwicklung Luftkanäle angebracht sind, wobei die durch diese Kanäle strömende Luft zum Vorwärmen des Gutes benutzt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen