Hoe werkt... een elektrische oven

Hoe werkt een elektrische oven

Veel keramisten onder ons hebben een eigen oven, alleen hoe werkt nu zo`n oven? Ik bespreek alleen de elektrische oven, met gas- en houtovens heb ik geen ervaring. Een oven bestaat uit een aantal belangrijke elementen:

 

  • ♦ de gloeispiralen
    ♦ de schakelunit
    ♦ een meetsensor of thermokoppel
    ♦ een regelunit
    ♦ de ovenstenen en de behuizing

De gloeispiralen

De gloeispiralen zijn de elementen in de oven die zorgen voor de warmte (zie rechts). Ze zijn gemaakt van een soort weerstandsdraad dat kanthaldraad heet. Deze worden meestal in een gleuf gelegd, in de ovensteen. Wordt er voldoende spanning op gezet, dan gaat de kanthaldraad gloeien.

 

Het voordeel bij deze draad is dat de weerstand gelijk blijft, ook bij grote hitte. Dat betekend dat het ook geen extra startvermogen vraagt zoals bij elektromotoren. Kanthal A1 is geschikt tot 1400 graden en wordt het meeste gebruikt.

kanthal element

 

De gloeispiralen

 De schakelunit

relais

 

Het relais

De warmte (en dus de spiralen) wordt geschakeld door de schakelunit. Dit is vaak een relais (zie links) die bestuurd wordt door de regelunit. Deze zit aan de oven, in een behuizing, en is aangesloten aan de spiralen. In feite worden de gloeispiralen aan en uit gezet. Er wordt niets gedimd, puur aan en uit. Je hoort het schakelen in de vorm van klikken aan de zijkant of voorkant van je oven. De tijd dat de spiralen aan staan, bepaalt ook de hoeveelheid warmte die er wordt afgegeven.

 

De reden dat je regelunit de spiralen niet zelf kan schakelen, komt door het vermogen van je oven (in feite je gloeispiralen). Dit vermogen kan alleen geschakeld worden door een zware schakelaar. En dat is het relais. Door een kleine stroom (van de regelunit) kan een zware stroom (die naar de gloeispiralen gaat) geschakeld worden.

 

Dus door het aan en uit te zetten word de temperatuur geregeld in je oven. Gaan de spiralen langer aan, dan wordt het ook warmer. Je merkt dat hoe hoger je oven in temperatuur komt, hoe langer de tijd dat de spiralen ingeschakeld zijn.

Een meetsensor of thermokoppel

En daar komt je thermokoppel of meetsensor om de hoek kijken. Deze gaat door de muur van de oven en steekt meestal een centimeter of twee uit in de oven. Hij is diegene die de warmte registreert en doorgeeft aan je regelunit.

 

Sommige grote ovens gebruiken meerdere thermokoppels. Dan is de oven vaak verdeeld in meerdere zones en worden ook de gloeispiralen per zone aangestuurd.

 

Haalt je oven een temperatuur boven de 1200 graden, dan gebruik je type S, anders is het K type voldoende. Een thermokoppel bestaat uit twee draden van verschillende metalen of metaallegeringen die aan elkaar zijn verbonden, bij voorkeur door ineensmelting. Als er tussen beide contactpunten een temperatuurverschil heerst zal een potentiaalverschil ontstaan, waarvan de grootte afhankelijk is van het temperatuurverschil en de gebruikte metalen. Hierdoor wordt een kleine spanning opgewekt die de regelunit stuurt.

thermokoppels

 

Deze oven gebruikt twee thermokoppels

 De regelunit

regelunit 

Regelunit van Nabertherm

Het signaal van het thermokoppel komt aan bij de regelunit. De regelunit bekijkt het signaal en afhankelijk van het signaal beslist de regelunit of de spiralen aan geschakeld moeten worden. De regelunit is het intelligente gedeelte van de oven. Deze wordt meestal met een kabel en een connector aan de oven gekoppeld. Hier beslist de unit of de stijging van de temperatuur conform de opdracht is die jij gegeven hebt.

 

De unit bewaakt ook de voortgang van het programma. Stijgt de temperatuur te snel, dan schakelt de unit de oven uit. Te langzaam en dan ook reageert de unit en zal proberen de gewenste temperatuur toch te halen door de schakelunit langer aan te sturen.

 

Ook met een stroomonderbreking zal de unit proberen om weer het schema te kunnen volgen. Dit alles is per model verschillend. Mijn unit kan ook de werkelijk gestookte tijd weergeven. Altijd handig….. Informeer dus naar de eigenschappen als je een regelunit koopt. Regelunits zijn in de regel geschikt voor elke oven. Op de kiln sitter na…..

Ovensteen en de behuizing

Een ovensteen is gebouwd om hoge temperaturen te weerstaan en bestaat uit keramisch materiaal. Ovensteen is veel lichter dan een vuurvaste steen omdat de oven steen poreuzer is. Daardoor isoleert de ovensteen beter (een lage thermische geleidbaarheid ). Het voordeel is ook dat de steen daardoor veel beter te bewerken is.

 

De oven wordt opgebouwd uit een stalen constructie met daarin de steen gemetseld met vuurvaste lijm of kachellijm. In de tijd kunnen er scheuren ontstaan in de ovenwand maar dit is vaak geen probleem voor de werking van de oven.

 De kiln sitter

De kiln sitter is een beetje een buitenbeentje. Deze werkt door middel van een cone en heeft niet dezelfde mogelijkheid als een oven met regelunit. Wel worden de spiralen geschakeld zoals een normale oven (aan en uit), maar dan door middel van een "sunvic" schakelaar. Op de hoogste stand worden de spiralen niet meer geschakeld maar staan ze continu aan.

 

Met een kiln sitter kun je alleen het begin van de stook manipuleren, maar pendelen is niet mogelijk. De kiln sitter “automaat” versie neemt ook nog eens het opstoken voor z`n rekening.

 

Maar het zijn wel betrouwbare ovens! Als de cone niet vast smelt aan de steunen..... Maar daar is de kiln sitter op voorbereid. De kiln heeft een tijdschakelaar die doorbranden moet voorkomen. Bijvoorbeeld, als je een biscuitstook wil gaan doen en je weet dat deze gemiddeld 8 uur duurt. Dan stel je de tijdklok een uur hoger in, op 9 uur. Mocht de kiln nu niet uitgaan op de cone, dan gaat deze wel uit op de tijdschakelaar.

kiln

 

Kiln sitter schakel- en regelunit