DE887081C - Elektrische Heizeinrichtung - Google Patents

Description

• Elektrische Heizeinrichtung Es sind elektrische Öfen für beliebige Ofenatmosphären bekannt, welche mit Heizdrähten aus temperaturfesten Metallegierungen, insbesondere Chromni,ckelheizdrähten, versehen sind. Derartige Öfen sind für viele Anwendungszwecke, bei denen die Erzeugung höherer Temperaturen als etwa rooo bis 110o° C gefordert wird, nicht mehr ausreichend. Schwierigkeiten ergeben sich insbesondere dann, wenn man verlangen muß, daß die Ofenatmosphäre nicht durch chemische Vorgänge an den Heizelementen verändert wird, bzw. wenn es notwendig wird, mit Rücksicht auf diese Vorgänge die Ofenatmosphäre in bestimmter Weise zu wählen, .d. h. ein Schutzgas einzuführen. Der einzige Werkstoff für Heizelemente, bei dem man noch über looo° C ohne Schutzgas auskommt, ist der Si.lit (Siliciumkarbid). Mit Silitstäben kann man Temperaturen bis zu 1q.001° C erreichen. Es besteht jee-,doch speziell in der keramischen und Glasindustrie .das Bedürfnis, Temperaturen erzeugen zu können, die wenigstens um Zoo bis 20o° C höher liegen als die mit Silitkörpern erreichbaren Temperaturen. Es ist jedoch bisher noch nicht gelungen, technisch brauchbare Konstruktionen von Öfen ohne Schutzgas zu schaffen, bei denen die Temperaturgrenzen von 1¢00' C im Dauerbetrieb überschritten werden können.
• Die Erfindung gibt nun ein Mittel an, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen. Erfindungsgemäß besteht bei einer elektrischen Heizeinrichtung der Heizkörper aus Glas bzw. einer glasartigen Masse, die vom Strom durchflossen wird, so daß sie sich infolge Joulescher Wärme erwärmt. Es hat sich herausgestellt, d!aß man je nach der Zusammensetzung des Glases auf ,diese Weise ohne weiteres Temperaturen zwischen i5ioo und 160o° C erreichen kann, 4o daß man .also in denjenigen Temperaturbereich gelangt, für den es bisher zwar keine geeigneten Ofen gab, der aber dennoch für verschiedene Anwendungszwecke von großer Bedeutung ist. Es empfiehlt sich, die Glasmasse, welche durch Jou.lesche Wärme erhitzt wird, so zu wählen, &ß sie bei der gewünschten Betriebstemperatur noch eine verhältnismäßiig große Zähigkeit z. B. von nicht unter ioo Poise besitzt.
• Wie der Erfindungsgedanke technisch durchgeführt wird, läßt sich am besten an Hand von Figuren erläutern. In Fig. i ist ein einzelner Heizkörper ,dargestellt, der die Form eines Stabes hat. In einem rohrförmigen Mantel i, der aus einem thermisch widerstandsfähigen Material besteht, befindet sich ein G laskärper 2, in welchen zwei Elektroden 3 und q: hineinragen, :die aus einem Werkstoff bestehen, .der von, dem flüssigen Glas möglichst wenig angegriffen wird, z. B. aus Chromeisen, Nickel oder Grafit. Der Mantel i kann mit besonderem Vorteil aus Korund oder dessen Abarten, z. B. dem unter dem Warenzeichennamen Sinterkonund oder Prokorund im -Handel erhältlichen, im wesentlichen Aluminiumoxyd enthaltenden Werkstoff bestehen. Die beiden Elektroden 3 und 4 werden durch verhältnismäßig enge Öffnungen @5 und 6 durch den Mantel i hindurchgeführt; so daß im Betriebe .durch .die plastisch bzw. weich werdende Glasmasse selbst die notwendige Abdichtung vorgenommen wird. Natürlich können diie Enden ,des rohrförmigen Mantels für das Glas oder die glasartige Masse auch durch andere metallische oder isolierende Abschlußteii.1.e verschlossen sein.
• Die Fig. 2 zeigt einen Heizstab für horizontale Betriebsstellung. Auch bei diesem ist die Glasmasse 2 innerhalb eines Mantels i aus Isolierstoff angebracht. Das Rohr ist auf einer Seite durch ein Abschlußstück 7 verschlossen. Auf der anderen Seite ist das Rohr offen, um dem plastischen Glas im Betriebe eine freie Ausdehnung zu ermöglichen. Es ist jedoch empfehlenswert, ein Glas zu wählen, dessen Ausdehnungskoeffizient dem des Wandmaterials gleich ist. Für eine Wand aus Aluminiumoxyd müßte man z. B.,ein Hartglas wählen. Dabei erhält man gleichzeitig den Vorteil, &ß die erzeugbare Temperatur hoch ist. Die beiden Elektroden sind mit ä und 9 bezeichnet.
• Einen gemäß der Erfindung aufgebauten Ofen, der besonders gut für das Schmelzen von Glas geeignet ist, zeigt Fig. 3 und .4. Durch zwei topfförmige Körper io-und ii aus Isolierstoff wind ein Hohlraum begrenzt, .der eine -Glasmasse oder glasartige Masse 12 enthält. In diese ragen zwei vorzugsweise plattenförmige Elektroden 13 und 14 hinein, zwischen denen unter Verwendung der Glasmasse .als elektrolytischer Leiter der Heizstrom hindurchgeht. Bei geeigneter Anordnung der Elektroden gelingt es, eine völlig gleichmäßige Durchwärmung der indem Innenraum 15 des Ofens befindlichen Masse zu erzielen. Man kann auf :diese Weise mit besonderem Vorteil Glas erweichen oder sohmelzen, ohne @daß dieses etwa durch von den Elektroden abgelösten Teilchen verunreinigt würde und ohne .daß evtl. Veränderungen der Glaszusammensetzung durch den Stromdurchgang eintreten können. Von besonderer Bedeutung ist dies, wenn beispielsweise aus der eingesetzten Glasmasse 15 Folien, Fäden oder Rohr gezogen werden sollen. Das indem Hohlraum zwischen den beiden Wänden enthaltene Glas z2 wird je nach gewünschten Temperaturen gewählt.
• Wenn ,die in das Glas eintauchenden. Elektroden aus Metall, z. B. Chromeisen, bestehen, empfiehlt es sich, die Enden der Heizstäbe zu kühlen, z. B. sie mit Luft anzublasen oder die konstruktive Anerdnung so zu treffen, daß die Wärmeabfuhr von den Enden der Heizkörper besonders gefördert wird. Solche Maßnahmen sind notwendig, wenn ,d-ie erzeugten Temperaturen die Schmelztemperatur :des Flektrodenmaterials überschreiten.
• Ein gemäß der Erfindung ausgebildeter Ofen bzw. Heizkörper wird vor der Inbetriebnahme vorzugsweise durch Fremdheizung z. B. auf 6oo bis 700' C vorgewärmt. Dies geschieht z. B. durch ein über die Heizelemente oder den Heizmantel geschobenes, in @d.*en Ofen eingesetztes System von Drahtspiralen; das nach dem Anlassen :des Ofens, d. h. beim Einschaltendes das Glas durchfließenden Heizstromees, aus dem Ofen entfernt bzw. von den Heizstäben abgesogen wird.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i.-Elektrische Heizeinrichtung, gekennzeichnet durch eine vom Strom durchflossene Glas-oder glasartige Masse als Heizkörper.
2. 2. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch i, Jadürch gekennzeichnet, ;daß das Glas bzw. die glasartige Masse in einem rohrförmigen Mantel .aus hochtemperaturfestem Isolierstoff, z. B. Aluminiumoxyd, untergebracht ist, durch dessen Enden die Stromzuführungen hindurchtreten.
3. 3. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Gefäß mit einer Doppelwand aus Isolierstoff, wobei sich zwischen den beiden Wänden das als Heizkörper dienende Glas mit den zur Stromzuführung dienenden Elektroden befindet.
4. 4. Elektrische Heizeinrichtung nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandmaterial des Isolierstoffgehäuses den gleichen Ausdehnungskoeffizienten hat wie das als Heizkörper dienende Glas.
5. 5. Elektrische Heizeinrichtung mach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das als Heizkörper dienende Glas so gewählt ist, daß es bei der Betriebstemperatur des Heizkörpers noch eine verhältnismäßig große Zähigkeit von z. B. ioo Poise besitzt.