CH443572A - Chemischer Ofen - Google Patents

Description

  



  Chemischer Ofen
Die Erfindung betrifft einen chemischen Ofen mit einer Verbrennungsröhre, der in   Verbinldung    mit   viner      Vorrichtung zam Analysieren von Gason    veraendet werden kann.



   Es ist bekannt, Stoffe durch Verbrennung zu analysieren, indem man die Probe, die analysiert werden soll, in eine Verbrennungsröhre gibt, die dann zur Zersetzung der Probe erhitzt wird. Dazu wird auch ein Katalysator in Strömungsrichtung der Probe angeordnet,   der ffie Trennunig der    Gase aufgrund der Verbrennung fördert. Anschliessend werden die erzeugten Stoffe durch   geeignete Aibsorptionsmittel geleitet.    Ein Gerät dieser Art ist z. B. im USPatent   Nr.    3   241922 ibeschrieben.   



     Der Erfindung    liegt   idile Aufgabe  ugrunde,    einen Ofen mit einer möglichst kleinen Wärmeabgabe an das umgebende Medium oder an die Aussenatmosphäre zu schaffen. Dazu soll die   Reflexionsfahigkeit der Wande    gefördert werden.

   Ausserdem soll der Ofen in   günstiger      Welse gestützt sein.    Der erfindungsgemässe chemische Ofen mit   einer Ofenkammer,    in der sich eine Verbrennungsröhre zum Erhitzen einer Probe befindet und die eine   Wandung besitzt, die, die Verbrennungsröhre      mit Abstand ungibt,    wobei in   Idem Zwischenna, um zwi-    schen beiden Heizstäbe angeordnet sind, ist dadurch   gekennzelchnet, idab    die Wandung mit   einler inneren    reflektierenden Schicht und mit einer äusseren reflektierenden Schicht versehen ist.



   Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Abbildungen beispielsweise beschrieben.



   Fig. 1   zeigt leinen Oton    nach der Erfindung
Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1.



     Fig. 3 zeigt    einen weiteren Schnitt des Ofens nach der Fig. 1.



   Fig. 4 zeigt die reflektierenden Wandungen, und
Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie 5-5 der Fig. 4.



      Der Ofengenthält, eine, mittlere Verbrennungsröhre    10 aus Glas oder Keramik,   in iche die Probe    gelegt wird, eine Anzahl   von Heizstälben    12 (hier vier) eine   rohrenformige Wandung, idie    in Längsrichtung in zwei Hälften 14 und 16 geschnitten ist,   sowie zwei    Bauteile an den Enden, die die gesamte Anordnung zusammenhalten.



   Die   Ver, brennungsröhre 10 besitzt einen    Durch  messer von    etwa 2, 5 cm   und ist etwa 30 cm l n, g.    Sie wird durch die Heizstäbe bis auf eine Temperatur von etwa 900  C erhitzt. Um diese Temperatur aufrechtzuerhalten, muss dem Ofen Energie, d.   h. in, diesem    Falle elektrische Energie über die Heizstäbe, zugeführt werden. Der Betrag der zugeführten Energie richtet   sich nTach Iden Wärmeverlusben    des Ofens. Wenn der Ofen ohne Verluste arbeiten würde, dann brauchte nach dem   Erreichen Ider erfor, derlichen Temperatur    keine   weitere Enersgie zugeführt    zu werden.

   Bekanntlich wird aber die Wänme auf drei   v, erschiedene    Arten   liber-    tragen : durch Wärmeleitung, durch   Konvekbion    und durch Strahlung. Wenn wie hier die Temperaturdifferenz sehr hoch ist, dann überwiegt die Wärmestrahlung.



  Bezüglich der Wärmestrahlung werden alle Körper danach eingestuft, wie nahe sie dem  schwarzen Körper  kommen. Ein vollkommen  schwarzer Körper  absorbiert die gesamte einfallende Strahlung und strahlt je nach seiner Temperatur eine Energie aus, die nach dem   Planckschen Strahlungsgesetz    berechnet werden kann.



  Ein  grauer Körper  absorbiert weniger und strahlt auch   wenilger, aws.    Ein vollkommener Reflektor kann weder absorbieren noch ausstrahlen. Um also einen möglichst kleinen   Wärmetranlsport    aufgrund der Strahlung zu   erhalten, wird der Ofen    in einen   Rleflektor    eingehüllt, dessen Qualität lediglich aufgrund wirtschaftlicher Überlegungen begrenzt ist.



   Der Ofen ist von   leiner röhrenförmi, gen Wandung      ungeben, Idie    aus zwei Hälften 14 und 16 besteht und   einenDurchmesser    von etwa 8, 3 cm hat. Die   röhren-      förmuge Wandunlg besteht laus    einer Glasschicht 18, die an der Innenseite mit einer reflektierenden Schicht 20   versehen iist. Die    Schicht 20   ist besonders i, m infraroten    Bereich wirksam und kann hohen Temperaturen standhalten.   Geeiignete Maberialien    sind z. B. Gold und Rho   ! dium, die    als Film   fauf dem Glas aufgedampft    sein können.



   Eine Strahlung, die vom mittleren Teil des Ofens ausgeht, trifft auf die innere reflektierende Schicht 20 auf, wobei etwa 98% der   Strahlungswärme    nach innen   reflektiert wird. Die restliche Wärme wird    von der Schicht absorbiert und zur Glasschicht 18 transportiert.



  Ausserdem wird auch aufgrund der Wärmeleitung und der Konvektion Wärme zur reflektierenden Schicht 20 und   von Idort    aus zur Glasschicht   geleiteti. FolgLich wird    die Glasschicht eine Temperatur zwischen der des Ofens und   des umgebenden Mtediums anneh, men.    Glas ist ein  grauer Körper  und daher dazu in der Lage, eine wahrnehmbare Wärmemenge an das umgebende Medium abzugeben.

   Dieser Strahlungsverlust vom Glas an   iodas    umgebende Medium kann   herahgesetzt werden, wenn    man die Glasschicht mit einer äusseren reflektierenden Schicht 22 versieht, die ähnlich der inneren reflektierenden Schicht 20   zist.    Diese Schicht setzt   Ud, ie    Strahlungsverluste des  grauen Körpers , nämlich des   Gllases,    stark herab, die den Hauptanteil der Wärmeverluste von diesem darstellen.



   Die   Baubeile    an den Enden   Ides Ofens enthalten      aine Scheib 26    aus Keramik mit   einem peripheren    Schlitz 28, der die Scheibe in einen inneren Teil 30 und in einen äusseren Teil 32   teilt. Der innere Teil    30 besitzt einen gleichförmigen Radius, während der äussere Teil 32 drei Ausnehmungen 34, 36 und 38 aufweist, die in radialer Richtung wie   ! ; er pariphere    Schlitz 38 verlaufen. Eine runde Scheibe 40,   udlie      z.      B.    aus   Alumi-    nium bestehen kann, ist mittels   drei in Iden    Schlitz 28 eingreifenden Vorsprüngen 42, 44 und 46 an der Scheibe 26 befestigt.

   Die Ausnehmungen 34, 36 und 38 der Scheibe 26 aus Keramik und die Vorsprünge 42, 44 und 46   der runden Scheibe 40 greifen    wie bei einem Bajonettverschluss ineinander. Die   beid ! en runden    Scheiben 40 sind mit einem   Idoppelten    Streifen (48) versehen, der einerseits mit Hilfe von Schrauben (50) und   Muttern (52)    an ihnen befestigt ist und anderseits mit einer aufrechten Stütze 54 ortsfest verbunden ist, die die runde Scheibe in   einer vertikalen Ebene hält.    Die beiden Stützen 54 sind an einer nicht gezeigten Platte in einem geeigneten Abstand befestigt.



   Jede Scheibe   weist weiterhinzwei Winkelstucke    56 und   58    auf, die mittels Schrauben und Muttern an ihnen befestigt sind und dessen einer Winkelteil horizonal nach innen gerichtet ist (56A und 58A). Jedes Ende der unteren Halte 16   dler Wandung ist zwischen    dem Rand der   runden    Scheibe 40   unid    den unteren   Winkelteilen 56A und    58A angeordnet.



     Ausserdem    besitzt   jelde runde Scheibe lein    Distanzstuck 60, das ebenfalsl mittels   eiaer Schraube    (61) und einer Mutter (63) angebracht ist. Die obere Hälfte der   Wandurng    wird an ihren nach unten weisenden Kanten
62 und 64   von Iden    nach   oben gerichteten    Kanten 66 und 68 der unteren Halte 16, von den oberen Rändern der   run, den Scheilben    40 und zwischen den beiden Distanzstücken 60 gehalten.



     Jedle Scheibe 26 aus    Keramik hat eine mittlere Offnung 70,   ídie Idie Verbrennungsröhre    10 aufnimmt und   stützt. Jede Scheibe    hat   ! ausserdem    vier beabstandete Öffnungen 72, die die Enden der vier Heizstäbe 12 aufnehmen und stützen. Jede Öffnung 72 ist mit einem nach innen   weisendlen Ansatz    74 versehen, damit der entsprechende Heizstab 12 durch die Offnung 72 hindurch eingeführt und auf dem Ansatz 74 abgelegt   werden kann. J, eder Heizstab    12 besteht aus einem Glas- oder Keramikrohr, in   dessein    Innerem sich ein elektrischer Heizdraht 76 befindet.

   Die Enden der   Hein-    drähte sind durch   Idie Enden der Rohre    und   Iduroh    die   Öffnungen    72 hindurchgeführt und an Klemmen 78 befestigt, an denen ebenfalls   Stroxnzufiihrungen    80   an-    gebracht sind.



   Ausserhalb des Ofens   können in einem Absband von    jeder Scheibe 40   weitere Scheiben    vorgesehen sein,   dic-    mit reflektierenden inneren Oberflächen versehen sind, damit auch diejenige Wärme reflektiert wird, die von den Scheiben 26 und   40,    ausgestrahlt wird. Jede dieser   Soheiben enthält    zwei im wesentlichen halbkreisförmige   Alumliniumplatben 82    und 84. Die beiden Scheiben sind an einer Verlängerung der Schraube   Gl schwenkbar    angebracht.

   Die geraden Ränder der beiden Platten   üb ! erlappen    sich,   ausgenomen    an den von der Befestigung entfernten Enden, die genau auf dem Durchmesser liegen und leicht nach innen bzw. nach aussen gebogen sind, damit anliegende Flächen entstehen, und ausgenommen an den mittleren Teilen, die ausgeschnitten sind, damit die in der Mitte liegende Verbrennungsröhre 10   hindurchlgehen kann.   



   Das   b : eschriebene A ! usfiihrungsbeispiel isoll    bei der Betriebstemperatur   von 900     C arbeiten.   Sihnliche    Ausführungsbeispiele können als Reduktionsöfen bei   estiva      600  C betriebon werden.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Chemischer Ofen mit einer Ofenkamm, er, in der sich eine Verbrennungsröhre zum Erhitzen einer Probe befindet und, die eine Wandung Ibesitzt, die die Verbrennungsröhre mit Abstand umgibt, wobei in dom Zwischenraum zwischen beiden Heizstäbe angeondnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (14, 16) mlit einer inneron reXektierenlden Schicht (20) iunid mit eider äusseren reflektierenden Schicht (22) versehen ist.

   UNTERANSPRUCHE 1. ChLemischer Ofen nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer Bauteile an ! den Enden aufweist, Idie Idie Heizstäbe (12) stiitzen.

   2. Chemischer Open mach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer Bauteile an den Enden aufweist, die mittlere Teile (26) aus Keramik enth, alten, durch welohe mit ihnen verbundene Metallteile, die Heizstäbe (12) und die Wandung gestützt werden.