DE60320357T2

DE60320357T2 - Brenner für auf hoher Temperatur zu behandelndes Material

Info

Publication number: DE60320357T2
Application number: DE60320357T
Authority: DE
Inventors: Richard Chemla
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2023-11-01
Also published as: DE60320357D1; FR2847417B1; EP1420612A1; EP1420612B1; FR2847417A1; ATE392791T1

Description

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft einen Brenner zum Erhitzen eines Elements und/oder das Arbeiten bei hoher Temperatur mit einem Werkstoff wie zum Beispiel Glas und/oder das Sterilisieren der Umgebung.
In Laboratorien, zum Beispiel für die Forschung, ist es zum präzisen Umgehen mit Kulturmedien erforderlich, Pasteur-Pipetten oder Glasrechen zu verwenden, die aus hohlen oder massiven Glasstangen gebildet sind und die im Handel erhältlich sind.
Im Stand der Technik ist es bekannt, diese Glasstangen mittels eines Gasbrenners zu bearbeiten, das heißt, sie zu erhitzen und zu ziehen.
Das Glas wird nämlich nur bei sehr hohen Temperaturen formbar. Folglich wird es bei ca. 800°C weich und kann erst bei ca. 900°C bearbeitet werden.
Die bekannten Geräte werden mit einer Quelle für gasförmige Energie, entweder Gaskartuschen oder mit Stadtgas, betrieben.
Jedoch ist diese Art Gerät nicht zufriedenstellend, da die Energieform Gas nicht auf einfache Weise zugänglich ist und sie aufgrund von Lecks, die auftreten können, und des Risikos von Explosionen als gefährlich erachtet wird.
Des Weiteren ist bei diesen Geräten die Flamme offen, was andere Sicherheitsprobleme und eine recht lange Bearbeitung des Glases bedingt.
Es ist gemäß EP-A-0 826 420 bekannt, ein Gerät zum elektrischen Erhitzen für die Laborgeräte aus Glas in Form eines gelenkigen Arms und unter Verwendung von elektrischen Widerständen herzustellen.
Jedoch ermöglicht dieses Gerät nicht das schnelle und sichere Bearbeiten des Glases, insbesondere von hohlen oder massiven Glasstangen.
Mit dem in US 3 168 640 beschriebenen Gerät wird eine schnelle und sichere Bearbeitung des Glases bei erhöhten Temperaturen ebenfalls nicht ermöglicht.
In dem amerikanischen Patent Nr. 5112376 werden ein Verfahren und eine Apparatur für die Kalibrierung von Abschnitten von Glasrohren beschrieben, wobei elektrische Widerstände verwendet werden, um den Durchmesser der Glasrohre zu bearbeiten. Jedoch bietet die Apparatur keinen einfachen Zugang und keine optimale Sicherheit.
Mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird dieses Problem gelöst, indem eine Vorrichtung offenbart wird, mit der die Bearbeitung des Glases in einer angemessenen Zeit ermöglicht wird und wobei das Erhitzen mit sichereren und einfacher zugänglichen Mitteln ermöglicht wird.
Um die Sicherheitsbedingungen beim Erhitzen eines Elements und/oder das Bearbeiten eines Materials, wie zum Beispiel Glas, und/oder das Sterilisieren der Umgebung zu verbessern, ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung ein Brenner zum gleichzeitigen Erhitzen eines Elements und Arbeiten bei hoher Temperatur, wobei das Erhitzen und das Arbeiten mittels elektrischer Widerständen realisiert wird.
Ergänzend dazu ist der Brenner ebenfalls für das Sterilisieren der Umgebung mittels elektrischen Widerständen geeignet.
Um eine Rückhaltung der Wärme zu erhalten und somit höhere Temperaturen zu erreichen, weist der Brenner einen Heizbereich auf, der Ofenbereich genannt wird und das Bearbeiten des Materials wie zum Beispiel Glas, ermöglicht, wobei der Heizbereich im Querschnitt gesehen eine U-Form aufweist, sodass der obere Arm und der untere Arm des U waagerecht sind.
Um eine Temperatur zu erreichen, die für das Bearbeiten des Glases ausreichend ist, sind die Wände des Ofens aus wenigstens zwei ohmschen Bereichen gebildet, die zwei der drei Wände des Ofenbereichs bilden.
Vorteilhafterweise bestehen zwei der drei Wände des Ofenbereichs aus einem ersten sogenannten oberen ohmschen Bereich, der dem oberen Arm des U entspricht, und einem zweiten sogenannten unteren ohmschen Bereich, der dem unteren Arm des U entspricht.
Auf noch vorteilhaftere Weise wird der Ofenbereich von wenigstens drei ohmschen Bereichen abgegrenzt, die die drei Wände bilden, wobei der dritte ohmsche Erhitzungsbereich ohmscher Bodenbereich genannt wird und dem Boden des U entspricht.
Um das Glas bei angemessenen Temperaturen zu bearbeiten, liegt die Temperatur im Ofenbereich maximal zwischen 850°C und 950°C und erreicht vorzugsweise 900°C.
Um einen geeigneten Luftkonvektionsstrom zu erhalten, weist der Brenner Mittel zur Luftbeförderung auf, die einen Innenraum definieren, der von den drei Wänden aus feuerfestem Material, und vorzugsweise aus Vermiculit, begrenzt wird.
Vorteilhafterweise weist der Brenner einen Luftansaugbereich auf, der sich am Übergang zwischen den Mitteln zur Bodenhaltung befindet, auf denen die Wände aus feuerfestem Material abgestützt sind, wobei der Luftansaugbereich und die Mittel zur Luftbeförderung einen sogenannten ohmschen Grundbereich umfassen.
Um einen geeigneten Luftkonvektionsstrom zu erhalten, sind die Mittel zur Luftbeförderung aus dem Luftansaugbereich gebildet, gefolgt von einem senkrechten Bereich zum Vorwärmen der Luft, der einen Kamin zum Ofenbereich bildet, wobei der Bereich zum Vorwärmen der Luft ein etwa mittiges ohmsches Element umfasst, das als Vorwärmwiderstand bezeichnet wird.
Auf vorteilhafte Weise weist der Vorwärmbereich einen senkrechten ohmschen Bereich auf, der als ohmscher Bereich von Vorwärmwänden bezeichnet wird und einer der senkrechten Wände des Vorwärmbereichs entspricht.
Um das Erhitzen eines Elements zu ermöglichen, weist der Brenner einen offenen Heizbereich auf, der oberhalb des oberen ohmschen Bereichs des Ofens angeordnet ist, auf dessen Ebene die Temperatur im Bereich von 800°C liegt.
Um den Benutzer vor einem eventuellen Kontakt mit den Heizelementen zu schützen, weist der Brenner ein Gehäuse mit den Mitteln zur Luftbeförderung, den Mitteln zur Bodenhaltung sowie den verschiedenen ohmschen Bereichen auf.
Um den in dem Ofenbereich erhaltenen Temperaturwert zu optimieren, ist ein metallischer Wärmeableiter, der aus den drei Wänden des U gebildet ist, zwischen den Mitteln zur Luftbeförderung und den ohmschen Bereichen angeordnet.
Um den Zugang zum Ofenbereich nicht zu versperren, weist der Wärmeableiter an seinen beiden parallelen Seiten einen Einschnitt in U-Form auf, der dem Ofenbereich entspricht.
Vorteilhafterweise liegt der Abstand zwischen dem Wärmeleiter und den Wänden der Mittel zur Luftbeförderung zwischen 3 und 8 mm, bevorzugter zwischen 4 und 6 mm und noch bevorzugter beträgt er 5 mm.
Um einen direkten Kontakt des Benutzers und/oder des zu bearbeitenden Materials und/oder des zu erhitzenden Elements mit den unterschiedlichen ohmschen Bereichen zu vermeiden, weist der Brenner ein Schutzteil auf, das seitlich gesehen die Form eines großen S hat und in den Wärmeableiter passt.
Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich anhand der folgenden Beschreibung, die auf keine Weise einschränkend ist, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren, in denen:
1 eine perspektivische Seitenansicht des Metallgehäuses darstellt, das die Heizeinheit abdeckt;
2 eine seitliche Querschnittansicht der Vorrichtung gemäß der Erfindung darstellt;
3 eine perspektivische Draufsicht auf die ohmschen Widerstände und auf die Ummantelung des Isolierblocks darstellt;
4 ebenfalls eine perspektivische Ansicht auf die Elemente aus 3 darstellt;
5 den Wärmeableiter in perspektivischer Vorderansicht darstellt;
6 eine Seitenansicht des Wärmeleiters darstellt;
7 eine perspektivische Ansicht des Schutzteils darstellt;
8 eine perspektivische Ansicht des dem Schutzteil zugeordneten Wärmeableiters darstellt.
In 1 ist ein Gehäuse 1 oder genauer ein Kasten dargestellt, in welchem die Heizeinheit 2 (in 1 nicht dargestellt) enthalten sein muss.
Aus Gründen der Klarheit und Einfachheit wird die Vorrichtung gemäß der Erfindung in der Beschreibung Brenner genannt.
Das Gehäuse 1 besteht aus einem parallelepipedförmigen Sockel 3 und einer parallelepipedförmigen Ummantelung 4.
Die Ummantelung 4 ist höher als der Sockel 3. Der Letztgenannte weist zwei Absätze 3α und 3β auf, so dass die Ummantelung 4 folglich in einer Dimension kürzer ist als die Ummantelung 4.
Der Sockel 3 weist vier gleiche Seiten auf, von denen jeweils zwei zueinander parallel sind, nämlich (3a, 3c) und (3b, 3d).
Die Ummantelung 4 weist an zwei ihrer parallelen Seiten einen Einschnitt 5 in U-Form auf, der einen oberen Absatzteil 6 bildet, der gleiche Seiten aufweist, von denen jeweils zwei zueinander parallel sind (6a, 6c) und (6b, 6d).
Das U des Einschnitts 5 ist waagerecht und weist einen unteren Arm 5a und einen oberen Arm 5b auf; der Letztgenannte ist länger als der untere Arm 5a.
Der untere Teil der Ummantelung 4, der unter dem Absatzteil 6, dem sogenannten Teil mit Öffnungen 7, angeordnet ist, weist gleiche Seiten auf, von denen jeweils zwei zueinander parallel sind (7a, 7c) und (7b, 7d), und ist mit Öffnungen 8 ausgestattet.
Der Absatzteil 6 weist, der Seitenansicht aus 1 entsprechend, eine Länge entlang der Achse des Einschnitts 5 in U-Form auf, die kürzer ist als der durchbrochene untere Teil 5 der Ummantelung 4.
Das Gehäuse 1 ist an seiner oberen 9 und unteren 10 Fläche offen, wodurch ermöglicht wird, die unter dem Sockel 3 auf Höhe der unteren Fläche 10 befindliche Luft anzusaugen, um sie dann mittels der Heizeinheit 2 (in 1 nicht dargestellt) zu erhitzen, die diese Luft dann auf Höhe der oberen Fläche 9 ablässt.
Eine Wärmekonvektion wird somit erzeugt, wenn die Heizeinheit 2 in dem Gehäuse 1 angeordnet ist.
Das Gehäuse 1 ermöglicht es, den Benutzer bei Verwendung des Brenners vor eventuellen Verbrennungen zu schützen.
In 2 ist in Querschnittansicht der aus dem Gehäuse 1 mit dem Heizeinheit 2 bestehende Brenner dargestellt.
Die Heizeinheit 2 besteht aus Mitteln zur Bodenhaltung 11 (zum Beispiel in Form von vier Füßen) sowie aus Isoliermitteln 12, die aus einer parallelepipedförmigen Hinheit gebildet sind, die aus vier Wänden (12a, 12b, 12c, 12d) aus wärmeisolierendem Material besteht, das vorzugsweise feuerfest ist, wie beispielsweise Vermiculit.
Ist die Heizeinheit 2 in dem Gehäuse 1 untergebracht, sind die Wände (12a, 12b, 12c, 12d) so angeordnet, dass sie einen freien Zugang zum Einschnitt 5 in U-Form ermöglichen, der an der Ummantelung 4 des Gehäuses 1 vorgesehen ist.
Die Vorderwand 12a ist die Wand, die dem Benutzer am nächsten ist, wenn dieser den Brenner verwendet, die Rückwand 12c ist am weitesten vom Benutzer entfernt, wenn dieser den Brenner verwendet, die Wände 12b und 12d sind die Seitenwände des Heizelements.
Die Vorderwand 12a und die Rückwand 12c sind unterschiedlich hoch, die Wand 12a überschreitet die durch den unteren Arm 5b definierte waagerechte Höhe nicht, die Wand 12c überschreitet nicht die durch die Fläche 9 vorgegebene waagerechte Höhe.
Die Seitenwände 12b und 12d (in 2 nicht dargestellt) sind beide identisch und weisen einen ersten Teil mit der Höhe der Vorderwand 12a und einen zweiten Teil mit der Höhe der Rückwand 12c auf.
Die Isoliermittel 12, und insbesondere die feuerfesten Wände (12a, 12b, 12c, 12d) definieren einen Innenraum 13 in der Form eines Parallelepipeds.
Der Innenraum 13 ist an seinen beiden Seiten offen, wobei die obere Seite in die Fläche 9 des Gehäuses 1 übergeht und eine untere Fläche 14 auf Höhe des Übergangs zwischen den Mitteln zur Bodenhaltung 11 und den feuerfesten Wänden (12a, 12b, 12c, 12d).
In dem Innenraum 13 der feuerfesten Wände (12a, 12b, 12c, 12d) ist eine Einheit aus elektrischen Widerständen 15 angeordnet.
Gemäß 2 besteht die Widerstandseinheit 15 aus vier miteinander verdrillten Drahtwiderständen, die folglich die ohmschen Bereiche definieren, wobei jeder durch wenigstens einen Drahtwiderstand definiert ist.
Die Widerstandseinheit 15 definiert zuallererst einen Ofenbereich 16.
Der Ofenbereich 16 weist im Querschnitt gesehen eine U-Form auf, so dass der untere Arm 16a und der obere Arm 16b des U waagerecht sind.
Der untere Arm 5a und der obere Arm 5b des Gehäuses 1 sind im Wesentlichen parallel und/oder gehen in den unteren Arm 16a und oberen Arm 16b des Ofenbereichs 16 über.
Der untere Arm 16a und obere Arm 16b des Ofenbereichs 16 definieren zwei der drei Wände des Ofenbereichs 16.
Die dritte Wand des Ofenbereichs 16 ist die senkrechte Bodenwand 16c und entspricht dem Boden des U.
Jede der drei Wände (16a, 16b, 16c) definiert einen ohmschen Widerstands-Heizbereich.
Der obere Arm 16b definiert einen ersten ohmschen Bereich, der oberer ohmscher Bereich 17 genannt wird.
Die Bodenwand 16c definiert einen zweiten ohmschen Bereich, der ohmscher Bodenbereich 18 genannt wird.
Der untere Arm 16a definiert einen dritten ohmschen Bereich, der unterer ohmscher Bereich 19 genannt wird.
Oberhalb des oberen ohmschen Bereichs 17, und genauer auf Höhe der Fläche 9, ist ein offener Heizbereich 20 angeordnet.
Der Innenraum 13 weist ebenfalls Mittel zur Luftbeförderung 21 auf, die in ihrer Basis aus einem Luftansaugbereich 22, gefolgt von einem senkrechten Bereich zum Vorwärmen der Luft 23 bestehen.
Der Luftansaugbereich 22 geht, wie oben beschrieben, in eine untere Mündung 14 über.
Der Vorwärmbereich 23 weist ein mittiges, senkrechtes Drahtwiderstandselement auf, das als Vorwärmwiderstand 24 bezeichnet wird.
Die Wände des Luftvorwärmbereichs 23 werden durch die feuerfeste Vorderwand 12a und eine andere senkrechte Wand definiert, die zur Vorderwand 12a parallel ist und durch einen ohmschen Bereich definiert wird, der als ohmscher Bereich von Vorwärmwänden 25 bezeichnet wird.
Der Luftansaugbereich 22 weist einen ohmschen Bereich 26 auf, der ohmscher Grundbereich genannt wird.
Die Widerstandseinheit 15 weist vier Drahtwiderstände auf, darunter den Vorwärmwiderstand 24.
Der vordere Drahtwiderstand 27 weist auf:

– einen ersten waagerechten Teil 27a, der in dem ohmschen Grundbereich 26 enthalten ist;
– einen zweiten senkrechten Widerstandsteil 17b, der in dem ohmschen Bereich von Vorwärmwänden 25 enthalten ist;
– einen dritten waagerechten Teil 27c, der in dem unteren ohmschen Bereich 19 enthalten ist und die Form einer Schlaufe aufweist (siehe 3 und 4), wodurch somit ermöglicht wird, eine größere Heizfläche abzudecken;
– einen vierten senkrechten Teil 27d, der zum zweiten Teil 27b parallel ist und ebenfalls in dem ohmschen Bereich von Vorwärmwänden 25 enthalten ist, und
– einen fünften waagerechten Teil 27e, der zum ersten Teil 27a parallel ist und ebenfalls in dem ohmschen Grundbereich 26 enthalten ist.

Das Widerstandselement 15 weist ebenfalls einen zweiten Drahtwiderstand 28 auf, der mittlerer vorderer Widerstand genannt wird und besteht aus:

– einem ersten waagerechten Teil 28a, der in dem ohmschen Grundbereich 26 enthalten ist;
– einem zweiten senkrechten Teil 28b, der eine der Wände des Vorwärmbereichs 23 bildet und in dem ohmschen Bereich von Vorwärmwänden 25 enthalten ist und eine Länge aufweist, die ungefähr der Höhe der Vorderwand 12a entspricht;
– einem dritten senkrechten Teil 28c, der sich in der Mitte in dem Vorwärmbereich 23 oder dem Vorwärmwiderstand 24 befindet;
– einem vierten senkrechten Teil 28d, der zum zweiten Teil 28b des mittleren vorderen Widerstands 28, der eine der Wände des Vorwärmbereichs 23 bildet, parallel ist und in dem ohmschen Bereich von Vorwärmwänden 25 enthalten ist und eine Länge aufweist, die ungefähr der Höhe der Vorderwand 12a entspricht; und
– einem fünften waagerechten Teil 28e, der zum ersten waagerechten Teil 28a des mittleren Vorderwiderstands 28 parallel ist und in dem ohmschen Grundbereich 26 enthalten ist.

Der vordere Widerstand 27 und der mittlere vordere Widerstand 28 sind bezogen aufeinander leicht in einer zur Bodenebene im rechten Winkel befindlichen Ebene versetzt.
Das Widerstandselement 15 weist einen dritten Drahtwiderstand auf, der oberer rückwärtiger Widerstand 29 genannt wird und besteht aus:

– einem ersten waagerechten Teil 29a auf Höhe des Luftansaugbereichs 22, der in dem ohmschen Grundbereich 26 enthalten ist;
– einem zweiten senkrechten Teil 29b, der zwischen der feuerfesten Rückwand 12c und dem ohmschen Bereich von Vorwärmwänden 25 enthalten ist und eine Länge aufweist, die ungefähr der Höhe der Rückwand 12c entspricht und von dem ein Teil in dem ohmschen Bodenbereich 18 enthalten ist;
– einem dritten Teil 29c in Form einer Schlaufe (siehe 3 und 4), der dem offenen Heizbereich 20 entspricht;
– einem vierten Teil 29d, der zum zweiten Teil 29b parallel ist, der zwischen der feuerfesten Rückwand 12c und dem ohmschen Bereich von Vorwärmwänden 25 enthalten ist und eine Länge aufweist, die ungefähr der Höhe der Rückwand 12c entspricht, und von dem ein Teil in dem ohmschen Bodenbereich 18 enthalten ist, und
– einem fünften Teil 29e, der zum ersten Teil 29a parallel und waagerecht auf Höhe des Luftansaugbereichs 22, der in dem ohmschen Grundbereich 26 enthalten ist, ist.

Das Widerstandselement 15 weist einen vierten Drahtwiderstand auf, der unterer rückwärtiger Widerstand 30 genannt wird und besteht aus:

– einem ersten waagerechten Teil 30a auf Höhe des Luftansaugbereichs 22, der in dem ohmschen Grundbereich 26 enthalten ist und um ungefähr einen Durchmesser des oberen vorderen Widerstands 29 versetzt ist;
– einem zweiten senkrechten Teil 30b, der zwischen der feuerfesten Rückwand 12c und dem ohmschen Bereich von Vorwärmwänden 25 enthalten ist und eine Länge aufweist, die ungefähr der Höhe der Rückwand 12c entspricht, und von dem ein Teil in dem ohmschen Bodenbereich 18 enthalten ist;
– einem dritten Teil 30c in Form einer Schlaufe (siehe 3 und 4), der dem oberen ohmschen Bereich 17 entspricht;
– einem vierten Teil 30d, der zum zweiten Teil 30b parallel ist, der zwischen der feuerfesten Rückwand 12c und dem ohmschen Bereich von Vorwärmwänden 25 enthalten ist und eine Länge aufweist, die ungefähr der Höhe der Rückwand 12c entspricht, und von dem ein Teil in dem ohmschen Bodenbereich 18 enthalten ist, und
– einem fünften Teil 30e, der zum ersten Teil 30a parallel und waagerecht auf Höhe des Luftansaugbereichs 22, der in dem ohmschen Grundbereich 26 enthalten ist, ist.

Ist das Heizelement 2 in das Gehäuse 1 eingesetzt, wird ein Wärmeableiter 31 (siehe 5) in den Innenraum 13 in den Raum eingesetzt, der von den feuerfesten Wänden (12a, 12b, 12c, 12d) und den vier Drahtwiderständen (24, 28, 29, 30) abgegrenzt wird.
Der Wärmeableiter 31 ist ein metallisches Element, das aus Seiten 31b und 31d und einer Rückseite 31c besteht.
Die Rückseite 31c ist viereckig und geringfügig kürzer als die Höhe der Rückwand 12c.
Die Seiten 31b und 31d weisen die gleichen Abmessungen auf und haben alle beide eine Öffnung in U-Form (32b, 32d).
Der Wärmeableiter ist so gebildet, dass die Öffnungen in U-Form (32b, 32d) der Seiten (31b, 31d) mit den Öffnungen in U-Form des Ofenbereichs 16 und der Öffnung 8 in U-Form des Gehäuses 1 übereinstimmen.
Der Wärmeableiter 31 weist an der Außenfläche jeder seiner Seiten (31b, 31c, 31d) ein zylinderförmiges Element auf (jeweils 33b, 33c, 33d).
Die zylinderförmigen Elemente (33b, 33c, 33d) ermöglichen, dass der Wärmeableiter in dem Innenraum 13 der Heizeinheit 2 an seinem Platz gehalten wird.
Die zylinderförmigen Elemente (33b, 33c, 33d) weisen idealerweise eine Höhe zwischen 3 und 8 mm, vorzugsweise zwischen 4 und 6 mm, und noch bevorzugter von 5 mm, auf.
Der Wärmeableiter 31 weist vorteilhafterweise in seiner Rückseite 31c eine kreisförmige Öffnung 34 auf.
Somit beträgt der Abstand zwischen dem Wärmeableiter 31 und den Wänden der Luftbeförderungsmittel (12b, 12c, 12d) zwischen 3 und 8 mm, vorzugsweise zwischen 4 und 6 mm, und noch bevorzugter 5 mm.
Schließlich passt ein Schutzteil 35 (siehe 7) in Form eines S in den Wärmeableiter 31 (siehe 8).
Das Schutzteil 35 weist in seinem oberen Teil ein Gitter 36 mit Öffnungen oder Einschnitten 37 auf, das in 7 und 8 in viereckiger Form dargestellt ist.
Die Öffnungen 37 können jeder bekannten Art sein, zum Beispiel kreisförmig, trapezförmig ...
Durch das Gitter 36 wird ermöglicht, die obere Fläche 9 des Gehäuses 1 abzudecken, und somit, einen direkten Kontakt des zu erhitzenden Elements oder des Benutzers mit den Heizwiderständen (29, 30) zu vermeiden.
Ein derartiger Kontakt wird auf Höhe des Ofenbereichs 16 ebenfalls vermieden.
Ist das Schutzteil 35 in den Wärmeableiter 31 eingesetzt, der wiederum in dem Innenraum 13 angeordnet ist, ist es somit zum Beispiel möglich, ein Element auf Höhe des offenen Heizbereichs 20 zu erhitzen, indem das zu erhitzende Element auf dem Gitter 36 angeordnet wird.
Der Brenner bildet aufgrund seiner verschiedenen ohmschen Bereiche (17, 18, 19, 25, 26) eine Vorrichtung, die mittels Luftkonvektion funktioniert.
Die verschiedenen ohmschen Bereiche ermöglichen nämlich das Erzeugen von Luftmassen mit unterschiedlichen Temperaturen, die miteinander in Wechselwirkung stehen, was die Konvektion bewirkt.
Der Luftaustausch erfolgt zwischen der kalten Umgebungsluft und der erhitzten Luft im Brenner.
Somit wird die kalte Luft, die unter dem ohmschen Grundbereich 26 angeordnet ist, in den Innenraum 13 angesaugt, wo sie dann auf Höhe des Vorwärmbereichs 23 vorgewärmt wird.
Des Weiteren finden zahlreiche Konvektionsströme zwischen dem Wärmeableiter 31 und den Wänden aus feuerfestem Material (12a, 12b, 12c, 12d) statt.
Die kreisförmige Öffnung 34, die in der Rückseite 31c angeordnet ist, ermöglicht ebenfalls Luftkonvektion, das heißt, einen Austausch von warmer Luft und kalter Luft zwischen den Heizbereichen und der Umgebung.
Gleiches gilt für die in dem Gehäuse 1 angeordneten Öffnungen 8.
Während des Betriebs variiert die Temperatur in dem Ofenbereich zwischen 850°C und 950°C, und nähert sich vorzugsweise 900°C.
Die Temperatur in dem offenen Ofenbereich 20 nähert sich maximal 800°C.
Diese Temperaturhöhe im Ofenbereich 16 ermöglicht das Bearbeiten von Material wie zum Beispiel Glas.
Somit können hohle oder massive Glasstangen in den Ofenbereich eingeführt werden, wobei der Benutzer die Enden der Glasstange hält.
Der Benutzer kann folglich auf schnelle Weise Pasteur-Pipetten, Glasrechen oder -krümmungen herstellen.
Der Brenner ist auf jede dem Durchschnittsfachmann bekannte Art und Weise elektrisch mit dem Netz verbunden.
Es können ebenfalls Mittel zur Regelung der Temperatur bekannter Art vorgesehen werden, um zu ermöglichen, auf Höhe des Ofenbereichs 16 und/oder des offenen Heizbereichs 20 eine gewünschte Temperatur zu erhalten.
Der Brenner kann ebenfalls für das Sterilisieren der Umgebung, in der er angeordnet ist, verwendet werden.
Die von dem Brenner bewirkte Wärmeabgabe ermöglicht nämlich das Erzeugen eines Luftkonvektionsstroms, der vom Brenner nach außen zirkuliert.
Somit wird die angrenzende Luft verdrängt und die Umgebung wird somit sterilisiert.
Diese Betriebsweise kann vorteilhaft nützlich sein, wenn beispielsweise gewünscht wird, Petrischalen zu sterilisieren, die auf einer Labortischplatte um den Brenner angeordnet sind, um somit auf diesen Schalen ein steriles Milieu bewirken zu können.

Claims

Brenner für das Erhitzen und Arbeiten bei hoher Temperatur mit einem Werkstoff wie z. B. Glas, mit elektrischen Widerständen (24, 27, 28, 29, 30), einer aus Wänden (12a, 12b, 12c, 12d) bestehenden Heizeinheit (2), einem Gehäuse (1), in das die Heizeinheit (2) passt und einem Ofenbereich (16) für das Arbeiten bei hoher Temperatur mit diesem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet dass: – der Ofenbereich (16) im Querschnitt gesehen eine U-Form aufweist, sodass der obere Arm (16b) und der untere Arm (16a) waagerecht sind.
Brenner nach dem vorausgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er einen offenen Heizbereich für den Werkstoff (20) umfasst, der sich vom Ofenbereich (16) unterscheidet.
Brenner nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Wärmeableiter (31) umfasst, der in einen durch die Wände (12a, 12b, 12c, 12d) und die vier elektrischen Widerstände (24, 28, 29, 30) abgegrenzten Raum (13) eingefügt werden kann.
Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (8, 34) am Gehäuse (1) und auf der Rückseite (31c) des Wärmeableiters (31) eine Luftkühlung ermöglichen.
Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass er einen ersten sogenannten oberen ohmschen Bereich (17) umfasst, der dem oberen Arm (16b) des U entspricht, sowie einen zweiten sogenannten unteren ohmschen Bereich (19), der dem unteren Arm (16a) des U entspricht.
Brenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der offene Heizbereich (20) über dem oberen ohmschen Bereich (17) des Ofens liegt.
Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Wärmeableiter (31) aus drei Seiten (31b, 31c, 31d) gebildet ist, die ein U ergeben.
Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeableiter (31) an seinen parallelen Seiten (31b, 31d) einen Einschnitt (32b, 32d) in U-Form aufweist.
Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Schutzteil (35) umfasst, das in den Wärmeableiter (31) passt, wodurch ein direkter Kontakt der elektrischen Widerstände (17, 18, 19, 25, 26) mit dem zu bearbeitenden Werkstoff oder dem zu erhitzenden Element vermieden werden kann.
Brenner nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeableiter (31) so geformt ist, dass die Öffnungen in U-Form (32b, 32d) der seitlichen Flanken (31b, 31d) mit den Öffnungen in U-Form (16a, 16b) des Ofenbereichs (16) und einer Öffnung in U-Form (5a, 5b) des Gehäuses (1) übereinstimmen.
Brenner nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens zwei ohmsche Bereiche (17, 18, 19, 25) an zwei Wänden (16a, 16b, 16c) des Ofenbereichs (16) umfasst.
Brenner nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ofenbereich (16) durch drei ohmsche Bereiche (17, 18, 19) abgegrenzt ist, die die drei Wände (16a, 16b, 16c) des Ofenbereichs (16) bilden.
Brenner nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er Mittel zur Luftbeförderung (21) umfasst, die den durch die vier Wände aus einem feuerfesten Werkstoff (12a, 12b, 12c, 12d) der Heizeinheit (2) abgegrenzten Innenraum (13) definieren.
Brenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Luftansaugbereich (22) umfasst, der sich am Übergang zwischen den Mitteln zur Bodenhaltung (11) befindet, auf denen die Wände aus dem feuerfesten Werkstoff (12a, 12b, 12c, 12d) abgestützt sind, wobei der Luftansaugbereich und die Mittel zur Luftbeförderung (21) einen sogenannten ohmschen Grundbereich (26) umfassen.
Brenner nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Luftbeförderung (21) aus dem Luftansaugbereich (22), gefolgt von einem senkrechten Bereich zum Vorwärmen der Luft (23), der einen Kamin zum Ofenbereich (16) bildet, bestehen.
Brenner nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwärmebereich (23) ein etwa mittiges senkrechtes ohmsches Element umfasst, das als Vorwärmwiderstand (24) bezeichnet wird, sowie einen senkrechten ohmschen Bereich, der als ohmscher Bereich von Vorwärmwänden (25) bezeichnet wird und einer der senkrechten Wände des Vorwärmbereichs (23) entspricht.
Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzteil (35) seitlich gesehen die Form eines großen S hat.
Brenner nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Ofenbereich (16) zwischen 850 und 950°C variiert und die Temperatur im offenen Heizbereich (20) ungefähr 800°C beträgt.