Zelf een glasoven bouwen

Op deze pagina beginnen wij binnenkort een doorlopende reeks artikelen over het zelf bouwen van een glasoven. Wij hebben intensief contact met twee vrienden die zelf een glasoven bouwen / al gebouwd hebben. Vanuit Glasatelier Lichtinzicht ondersteunen wij hen op alle mogelijke manieren. Ab heeft zelf enkele jaren geleden op het punt gestaan zelf een oven te bouwen en heeft in die tijd (bijna) alle noodzakelijke informatie bijeengebracht; uiteindelijk heeft hij een grote oven gekocht. Deze informatie delen wij hier. U kunt verwachten dat alle informatie die wij al hebben en nog krijgen, inclusief bouwtekeningen en adressen waar materialen te koop zijn, mét prijzen, op deze website te vinden zullen zijn. De bouwtekeningen zijn -hoewel onze naam op de ontwerptekeningen staat – niet door ons gemaakt en wij zijn ook niet direct betrokken bij de totstandkoming van deze tekeningen. Wij weten dat de ontwerper van de tekeningen bij ons en bij verschillende vrienden en kennissen glasovens bekeken heeft en de gebruikers naar hun goede een slechte ervaringen met hun eigen oven(s) heeft bevraagd. Hiermee, en met zijn eigen ervaring en inzicht, is hij begonnen aan de realisatie van een eigen glasoven .

We beschrijven een fuse-oven (een zogenaamd “clam shell” of schelp-kap type oven) waarbij de ovenkap met (een deel van) de zijwanden omhoog gaat bij het openen van de oven. Je werkt dus direct op de bodem van de oven en je hoeft je materialen / glas niet in de oven te laten zakken zoals bij ovens met een bovendeksel. De oven krijgt een stenen bodem. De wanden en de kap zijn geïsoleerd met keramisch vezeldoek of geperste keramische vezelplaat. In de kap komen 6 spiralen van kanthaldraad, in kwartsbuizen. We maken gebruik van zogenaamde solid-state relais: elektronische relais die vrijwel niet slijten, geen klik-geluid maken zoals een relais doet én niet duur zijn. Er komt een universele aansluiting voor een controller, zodat in principe iedere controller hierop aangesloten kan worden (mits ingesteld op het juiste type thermokoppel; dit komt later terug). De oven krijgt een stalen onderstel, zodat je op stahoogte kunt werken. Het type oven is een shell (schelp)-type: de wanden van de kap vormen de volledige hoogte, waarmee je dus direct op de bodem van de oven werkt en niet je materialen in de oven hoeft te laten zakken. Kijk bv naar de Paragon oven, type CS-19S Clam Shell (even googelen).

De oven, waarvan wij de werktekeningen laten zien, zal werken op 230 volt en de benodigde stroom zal ca. 16 Ampere bedragen. Dit is een standaard-waarde voor een groep in de meterkast van een woonhuis. Dit komt neer op een aansluitwaarde van 230 v x 16 A = 3680 Watt. Dit beschikbare vermogen bepaalt de maximale inhoud van de oven en de maximaal te bereiken temperatuur, er van uitgaande dat er verder geen andere (veel stroom trekkende) apparaten zoals een koffiezetapparaat, wasmachine, droger, waterkoker, fornuis en dergelijke op deze groep is aangesloten . Gekozen is voor een oven met binnenmaten 52 x 52 cm, hoogte 31 cm (oftewel 84 liter inhoud). Met een goede isolatie is in redelijke tijd een temperatuur van minimaal 900 graden te bereiken. Dat is ruim voldoende voor een glasoven.

We gaan zo veel als mogelijk met goedkope materialen werken voor het metalen frame en de verdere behuizing, zoals tweedehands ijzerprofielen en plaatmateriaal van de oud-ijzerhandel. De getoonde tekeningen en isolatiematerialen zijn een richtlijn, maar je bent hieraan niet gebonden. Het bouwen van een oven kan geheel naar eigen inzicht! Wat wij hier laten zien kan dan dienen als richtlijn en zeker niet als “zo moet het”!

 

Dit is een project dat in fasen verloopt: we bouwen het steeds verder uit.

BELANGRIJK

Het is verstandig dit project alleen uit te voeren als u voldoende kennis van zaken hebt met betrekking tot veiligheid van ovens (hitte) en elektriciteit. Schakel eventueel een goede vriend of kennis in! Alleen als je goede ervaring hebt met elektriciteit (zowel sterkstroom als zwakstroom, oftewel 230 volt én laagspanning, ca 12 volt), en op de hoogte bent van het belang van een veilige opbouw en aarding van je oven, kun je het zelf uitvoeren. Vraag anders iemand die er wél verstand van heeft: een spanning van 230 volt is dodelijk! Zorg er ook voor dat de oven uiteindelijk deugdelijk aangesloten wordt op het lichtnet, bij voorkeur met een eigen “groep” of zekering. Natuurlijk is een goed werkende aardlekschakelaar in je meterkast ook belangrijk.

Als je de oven wilt nabouwen doe je dit geheel op eigen risico. Wij waarschuwen je voor risico’s die met de bouw verbonden zijn. Wij doen ons best de informatie zo juist en volledig mogelijk te geven, maar fouten hierin kúnnen altijd voorkomen. Je kunt ons altijd vragen stellen, liefst via het reactieformulier hieronder; je krijgt dan zo spoedig mogelijk antwoord. Vragen en antwoorden publiceren wij op onze website ten behoeve van andere na-bouwers!

 

Tenslotte

Alle informatie op deze pagina, inclusief alle bouwtekeningen, is vrij te gebruiken.

We stellen het wel op prijs dat u bij verdere verspreiding:

  • ons aangeeft waar u de informatie plaatst (op een andere website bijvoorbeeld);
  • een link naar onze bron-documenten plaatst;
  • opmerkingen en tips die u ontvangt over dit project aan ons doorgeeft, hetzij rechtstreeks, hetzij via het reactieformulier onder onze artikelen op onze site.

Zo kunnen we met z’n allen dit project naar een hoger niveau tillen en wordt het een soort “open source”-project !

ONDERDELEN VAN DIT PROJECT:

DEEL 1 — DE BOVEN- EN ONDERKAST VAN DE OVEN EN EEN ONDERSTEL OM DE OVEN OP TE ZETTEN

DEEL 2 — ISOLATIEMATERIALEN VOOR ONDER- EN BOVENKAST

DEEL 3 — VERWARMINGSSPIRALEN EN (EVENTUEEL) KWARTSBUIZEN

DEEL 4 — DE RELAIS VOOR DE VERWARMINGSSPIRALEN: TYPES, VOOR- EN NADELEN VAN DE VERSCHILLENDE TYPES

DEEL 5 — CONTROLLERS: WELK TYPE, WERKING EN VOOR- EN NADELEN VAN DE VERSCHILLENDE TYPES CONTROLLERS.

DEEL 6 — ZELFBOUW-CONTROLLER

DEEL 7 — EXTRA BEVEILIGING VAN DE OVEN (“WATCHDOG”)

DEEL 8 — ERVARINGEN

De verschillende delen worden in vrij willekeurige volgorde gepubliceerd, omdat we de informatie van verschillend personen krijgen die informatie aanleveren. Wij kanaliseren deze informatie in bovenstaande structuur.

De tekeningen zijn als volgt opgebouwd. HIER kunt u de tekeningen als één PDF-bestand downloaden.

DEEL 1 — DE BOVEN- EN ONDERKAST VAN DE OVEN EN EEN ONDERSTEL OM DE OVEN OP TE ZETTENOverzichtstekening glasoven

De oven bestaat uit drie delen: het onderstel waar de oven op staat, de onderkast met een bodem van isolerende ovenstenen, en het bovendeksel met de spiralen. De ovenstenen zijn gemaakt van een poreus hittebestendig materiaal. Er zit veel lucht in de stenen. Daardoor zijn ze licht én ze hebben een goede warmte-isolatie. Ze zijn redelijk sterk, maar je kunt de stenen met een gewone zaag en metaalvijl bewerken. Dat maakt het gemakkelijk de stenen in de juiste vorm te maken als dat nodig is. Ze kunnen echter gemakkelijk breken. In het algemeen lijm je de stenen aan elkaar met een speciale hittebestendige kit.

Dit zijn andere stenen dan “vuurvaste stenen”, die je bijvoorbeeld in een bouwmarkt koopt. Deze stenen kunnen wel tegen hoge temperaturen, maar isoleren absoluut niet! Deze stenen zijn hier niet te gebruiken.

Zoals eerder al gezegd: het is een “clam shell” type oven. De onderkast dient om je te smelten glas op te leggen. De bovenkast is aan de achterkant draaibaar en gaat over je glas heen. Hiermee kun je heel precies je glasopstelling maken. In een zogenaamde bovenlader-oven is de onderkast diep (heeft hoge wanden) en is je bovenkast slechts een vlak deksel. Je moet je te smelten glas dan van bovenaf in je oven leggen.

Een fuse-oven heeft (bijna) altijd warmtespiralen in de bovenkant van het deksel zitten. Hiermee straalt de warmte regelmatig over de bodem van de oven; het glas wordt overal gelijkmatig verwarmd en smelt dan ook gelijkmatig in elkaar. Ovens met warmtespiralen aan de zijkant (en niet bovenin; dit zijn i.h.a. keramiek-ovens) verspreiden de warmte vanaf de zijkanten. Het glas wordt dan ook vooral aan de glasranden die het dichtst bij de spiralen liggen heet, maar in het midden minder heet. Het glas smelt dan onregelmatig en kan bij afkoelen zelfs knappen omdat glas bij afkoelen juist overal dezelfde temperatuur moet hebben!

Maar: er is een truukje om toch met redelijk tot goed resultaat glas in een keramiekoven te kunnen smelten. Hierover later meer (of laat even een reactie achter dat je het nu al wilt weten…….. het artikel is nog in opbouw 🙂

 

De oven is in onderdelen opgebouwd om hem gemakkelijk te kunnen transporteren.

Het onderstel dient voldoende stevig te zijn om de gehele glasoven te dragen. Deze is daarom gemaakt van vierkante koker van 25×25 mm, 2 mm wanddikte. Boven in de poten worden kokertjes van 20×20 mm ingelaten (detail AA) waar bovenop de kokers aan de onderkant van de onderbak komen. Zo kan men de bovenbak loshalen van het onderstel.

Toelichting

Alle onderdelen worden opgebouwd uit gemakkelijk en goedkoop verkrijgbare materialen, echter zonder consessie te doen aan de kwaliteit. Het zal een kwalitatief prima oven worden. Het is geenszins onze bedoeling (delen van) de oven in de handel te brengen. Wij leveren ook geen materialen.

Op foto 1 ziet u de opbouw van het onderstel, tesamen met de onderbak van de oven. Om de oven gemakkelijk transporteerbaar te maken staat de onderbak uitneembaar op het onderstel. Voor het onderstel gebruiken we de goedkoopste vierkantbuis van (tenminste) 25×25 mm, wanddikte 1,5 à 2 mm. Deze afmetingen zijn niet kritisch; u kunt naar eigen inzicht ander vierkantbuis gebruiken. De onderbak bevestigen we op het onderstel door kleine stukken steunbuis van 20x20x2 mm die we ín de buispoten van 25x25x2 mm laten vallen en hierin zó vastzetten (schroefjes) dat ze iets uitsteken; zie foto 2. De poten van de onderbak van 25x25x2 mm vallen hier weer overheen. Zo is de onderbak altijd eenvoudig los te maken van het onderstel.

 

Om de bovenbak van de oven zo veel mogelijk rechtstandig open te laten gaan (zodat de wand-isolatie van de bovenbak niet tegen je glasobjecten op de ovenplaat in je oven aan komt) is het draaipunt van de bovenbak verplaatst. De onder- en bovenbak scharnieren niet ten opzichte van elkaar aan de randen van deze bakken: het draaipunt is buiten de onder- en bovenbak gekozen.

De ovenstenen op de bodem van de ovenbak dienen volledig vlak te liggen. Daarom leggen wij de stenen op een onderplaat van een goede kwaliteit vermiculite die tot een temperatuur van tenminste 1000 graden bestand is. Hierdoor trekt deze plaat niet krom als gevolg van de temperatuur. De platen vermiculite van www.broodoven.com, type V900, zijn zeer goed. Info Broodoven: “Deze strakke vermiculite platen zijn geperst van vermiculite korrel, drukvast en daardoor ideaal als onder isolatie voor een ovenvloer. De platen zijn bestand tegen 1000 °C en hebben een goede isolatiewaarde. De warmtegeleiding bij 200 °C bedraagt slechts 0,14 W/mK. Het materiaal in zeer robuust en mag in direct contact met de vuurhaard komen. De platen zijn te verkrijgen in de afmeting 1000x600x25 en 1000x600x30.”.

Kosten: € 65 incl BTW per plaat van 30 mm. De platen kunnen in de buurt van Tilburg worden opgehaald; zie hun website.

De ovenstenen worden met elkaar verlijmd, waarbij ze sluitend (max. toegestane voeg 2 mm; liefst kleiner) tegen elkaar aanliggen. Te gebruiken lijm/cement: Vuurvaste metselkit, emmertje 2 kg, bij www.broodoven.nl. Kosten € 15. De kit is bestand tegen temperaturen tot 1300 graden. Verwerken met troffel of kwast.

 

 

Deel 3 — VERWARMINGSSPIRALEN EN (EVENTUEEL) KWARTSBUIZEN

Deel 6 — Zelfbouw controller op basis van Arduino

 

Theo Druijven bouwt ook aan een eigen oven. Hij houdt zich momenteel vooral bezig met de spiralen, de kwartsbuizen en de controller. De controller is gebaseerd op het het principe van een PID-regelaar om de temperatuur binnen nauwe grenzen te kunnen regelen. De basis van de electronica is een Arduino-bordje, waarop al standaard veel van de benodigde electronica aanwezig is.

Een PID-regelaar is een type regelaar dat in de regeltechniek veelvuldig wordt toegepast. Heel (echt “heel”) eenvoudig kun je zeggen dat het Proportionele (de “P”, = evenredige) deel van de regeling het verschil in de gewenste (Ingestelde) temperatuur in het stookprogramma in je stookcomputer en de werkelijke temperatuur in de oven versterkt, zodat de verwarmingsspiralen meer (of langer) stroom krijgen. Het Integrerende (de “I”) deel van de regeling zorgt er voor dat naarmate bovengenoemd verschil langer blijft bestaan, de controller beseft dat hij nog meer/nog langer stroom naar de verwarmingsspiralen moet sturen om de werkelijke temperatuur zo dicht mogelijk naar de ingestelde temperatuur te laten gaan. Maar…….. als dit aan de andere kant weer te snel gaat, of met een te hoge stroom gaat, dan kan de werkelijke temperatuur boven de ingestelde temperatuur schieten. Tenslotte: als de controller de verwarmingsspiralen uitzet, blijven ze nog een tijd heet en warmte afgeven. Het Differentiële (de “D”) deel van de regeling zorgt er voor dat als de werkelijke temperatuur dicht bij de ingestelde temperatuur komt, de spiralen alvast worden uitgezet. Zo schiet de temperatuur niet boven de ingestelde waarde uit!

Tegenwoordig is het relatief eenvoudig zo’n regelaar te maken. Je kunt kant-en-klare computerbordjes kopen (“Arduino”-bordjes) die je zelf kunt programmeren (software schrijven). Tegelijk kun je allerlei beveiligingen voor je oven inbouwen, zoals:

  • de oven wordt uitgezet als de temperatuurvoeler niet goed meer werkt, kortsluiting heeft of een los draadje heeft;
  • de oven wordt uitgezet als de temperatuur in de oven veel hoger of lager wordt dan de ingestelde temperatuur;
  • de oven wordt uitgezet als de temperatuur aan de buitenkant van de oven (op de bovenkap) te hoog wordt;
  • de oven wordt uitgeschakeld als de controller (waarmee je het stookprogramma instelt) merkt dat er in zijn eigen schakeling iets niet goed gaat;
  • enzovoort.

Gekochte controllers (Bentrup, Toma e.d.) hebben al dit soort beveiligingen ingebouwd.

Als je een controller maakt m.b.v. een Arduino-bordje kun je hieraan eenvoudig een relais aansluiten voor je gloei/warmtespiralen. Dat kan een “ouderwets” relais zijn (zo’n relais dat je hoort klikken als hij schakelt; het heeft bewegende delen), of een electronisch relais, een zogeheten Solid State Relais (“SSR”; dit heeft geen bewegende delen, maar werkt meer als bijvoorbeeld een dimmer voor licht). Dit is een blokje met 2 aansluitingen voor het aanstuursignaal (afkomstig van het Arduno-bordje), en twee aansluitingen voor je gloeispiralen. Hóe we dit precies aansluiten komt later aan bod.

 

Beschrijving controller op basis van Arduino door Theo Druijven

Download HIER het artikel van Theo Druijven in PDF

9 reacties

  1. Hallo,
    Ik ben ook bezig een oven te bouwen, erg interessant. Ik bouw de oven op een onderstel van een elektrisch bed, deze ingekort en kan mooi hoog laag. Maar ben er nog niet uit hoe de oven te bouwen. Dus dit komt als geroepen. Met name de isolatie ben ik erg nieuwsgierig naar.

    Groeten Kor Weender

    • Hallo Kor. Je maakt het wel luxe :-). De isolatie bestaat uit keramische deken. Dat is zowel in dekenvorm als in geperste vorm in pakketten te koop. Google eens op Superwool 607 modular blocks.
      Groet, Ab

    • Thanks Onardu. Ik bedoel met “minimaal 900 graden” dat dit de minimale temperatuur is die de oven moet kunnen halen binnen een redelijk tijdbestek (bv om glas te kunnen kammen). Het toegevoerde vermogen van de oven moet toereikend zijn om deze temperatuur bij de gekozen isolatie en spiralen e.d. te halen. Dit kan ook de maximale temperatuur van de oven zijn, maar als hij (stel) 1000 of 1200 graden kan halen is dat natuurlijk ook prima. Maar dan is het verstandig de maximaal in te stellen temperatuur i.v.m. veiligheid via de controller te maximaliseren op 900 of 1000 graden.

Geef een reactie

Je email adres wordt niet gepubliceerd. Required fields are marked *

Post comment