AT414041B - OVEN FOR CURING A VARNISHED LAYER LAYER - Google Patents
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Description
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AT 414 041 BAT 414 041 B
Die Erfindung betrifft einen Ofen zum Aushärten einer auf Endlosmaterial, insbesondere Draht, aufgebrachten Lackschicht, wobei zumindest ein Durchzugskanal für das Endlosmaterial vorgesehen ist, in den eine Luftströmung zum Aushärten der Lackschicht eingeleitet wird. 5 Bei derartigen Öfen kommt es beim Aushärten der auf einem Endlosmaterial, insbesondere einem Draht, aufgebrachten Lackschicht zum Abdampfen von Lösemittel. Demzufolge besteht die Atmosphäre im Inneren des Ofens aus einer Mischung aus Luft, Lösemitteldämpfen und Lackfeinststaub. Um diese kontaminierte Atmosphäre nicht an die Umgebung abzugeben wird diese Mischung aus Luft, Lösemitteldämpfen und Lackfeinststaub üblicherweise im Umluftprin-io zip über Heizregister und Katalysatoren geführt, so dass durch Sublimation und katalytische Reaktion die Prozessatmosphäre gereinigt wird. Das aus dem Ofen abgeführte Abgas ist demzufolge innerhalb gesetzlich festgelegter Schadstoffgrenzen als rein zu betrachten.The invention relates to a furnace for curing an applied to continuous material, in particular wire, lacquer layer, wherein at least one passage channel is provided for the continuous material, in which an air flow is introduced to cure the lacquer layer. In such ovens, the lacquer layer applied to an endless material, in particular a wire, for evaporating off solvent is cured. As a result, the atmosphere inside the furnace is a mixture of air, solvent vapors and paint dust. In order not to release this contaminated atmosphere to the environment, this mixture of air, solvent vapors and paint fine dust usually in Umluftprin-io zip over heating coils and catalysts out, so that by sublimation and catalytic reaction, the process atmosphere is purified. Accordingly, the exhaust gas discharged from the furnace is to be regarded as pure within legally defined pollutant limits.
Problematisch sind jedoch die Ein- sowie Auslassöffnung des Ofens, da hier kontaminierte 15 Atmosphäre aus dem Ofen entweichen kann. An der Einlauföffnung des Ofens kann ein Austreten der kontaminierten Atmosphäre zuverlässig verhindert werden, indem ein Unterdrück im Ofen erzeugt wird, so dass sowohl an der Ofeneinlauf- als auch an der Ofenauslauföffnung stetig Frischluft angesaugt wird und somit zumindest am Ofeneinlauf ein Entweichen der Ofenatmosphäre verhindert wird. 20However, problematic are the inlet and outlet of the furnace, since contaminated 15 atmosphere can escape from the oven. At the inlet opening of the furnace leakage of the contaminated atmosphere can be reliably prevented by a suppression is generated in the oven so that fresh air is sucked in continuously both at the Ofeneinlauf- and at the Ofenauslauföffnung and thus at least at the kiln inlet escape of the furnace atmosphere is prevented , 20
Im Bereich des Ofenauslaufs gelingt dies jedoch nicht vollständig, da das durch den Durchzugskanal des Ofens geführte Endlosmaterial durch Adhäsion an seiner Oberfläche eine geringe Menge kontaminierter Ofenatmosphäre aus dem Ofen mitnimmt. Dies führt nach einem gewissen Zeitraum (in der Regel unter 10 Wochen) im Bereich des Ofenauslaufs zur Bildung 25 von Ablagerungen aus gehärtetem Lack vermischt mit Lösemittelkondensat, welche die Funktion des Ofens negativ beeinflussen und demzufolge Wartungsarbeiten erforderlich machen.In the region of the kiln outlet, however, this does not succeed completely, since the endless material guided through the passage channel of the kiln entrains a small amount of contaminated kiln atmosphere from the kiln by adhesion to its surface. This leads after a certain period of time (usually less than 10 weeks) in the region of the furnace outlet to the formation of 25 deposits of hardened paint mixed with solvent condensate, which adversely affect the function of the furnace and therefore require maintenance.
Bei den vorstehend beschriebenen Öfen, bei welchen die kontaminierte Atmosphäre in Umluft geführt wird, ist es bekannt so genannte Injektoren vorzusehen, bei welchen die Umluft im 30 Bereich des Ofenauslaufs durch eine Querschnittsverengung geführt wird und damit die Geschwindigkeit der in den Durchzugskanal eingeleiteten Umluft erhöht wird, wodurch ein Unterdrück am Ofenauslauf erzeugt wird, der zusätzlich zum Unterdrück durch das entnommene Abgas zum Ansaugen der Frischluft beiträgt. Insbesondere bei vertikal angeordneten Öfen ist der hiermit erreichbare Unterdrück jedoch zu gering, um die vom Draht mitgeführte Ofenatmo-35 Sphäre am Entweichen über den Ofenauslauf zu hindern.In the ovens described above, in which the contaminated atmosphere is circulated, it is known to provide so-called injectors, in which the circulating air is guided in the region of the kiln outlet by a cross-sectional constriction and thus the velocity of the recirculated air introduced into the duct is increased whereby a suppression at the furnace outlet is generated, which in addition to the suppression by the extracted exhaust gas contributes to the intake of fresh air. However, especially in the case of vertically arranged ovens, the suppression that can be achieved is too small to prevent the oven-entrained oven atmosphere from escaping via the oven outlet.
Weiters ist es beispielsweise aus der DE 31 18 830 A bekannt, Öfen zum Aushärten einer auf einem Draht aufgebrachten Lackierschicht mit einer so genannten „Pressure Box“ zu versehen, bei welcher eine Drahtkühlvorrichtung direkt an den Ofen angebaut ist und der Gegendruck im 40 Bereich des Ofenauslaufs durch den Überdruck in der Drahtkühlvorrichtung erzeugt wird. Derartige Kombinationen aus Ofen und Drahtkühlvorrichtung haben sich jedoch als nachteilig herausgestellt, weil diese nur sehr schwer einzustellen sind, da geringe Änderungen der Prozessparameter (Produktionsgeschwindigkeiten, Temperaturen, Drahtdurchmesser, usw.) sehr großen Einfluss auf die Druckverhältnisse haben und demzufolge bei Änderung der Prozesspara-45 meter jedesmal eine neue Einstellung der Ofen/Drahtkühlvorrichtung-Kombination erforderlich ist. Aufgrund des Zusammenbaus des Ofens mit der Drahtkühlvorrichtung waren derartige Kombinationsvorrichtungen prozesstechnisch nicht beherrschbar und haben sich daher in der praktischen Anwendung auf dem Markt auch nicht durchgesetzt. so Aus der EP 1 070 927 A2 ist weiters eine andersartige Vorrichtung zum Trocknen von mit Fotolack oder ähnlichen beschichteten Platten und Bahnen bekannt, bei welcher eine möglichst gleichmäßige qualitativ hochwertige Trocknung der Beschichtung gewährleistet sein soll. Hiezu ist ein Durchlauftrockner mit einer Trocknungskammer vorgesehen, die in drei Prozessheizzonen und zwei Zuluftheizzonen unterteilt ist. Hierbei wird ein aus einer direkt an die Trocknungs-55 kammer anschließenden Kühlzone entnommener Luftstrom über ein Gebläse in die beiden 3Furthermore, it is known, for example from DE 31 18 830 A, to provide furnaces for curing a coating layer applied to a wire with a so-called "pressure box", in which a wire cooling device is mounted directly on the furnace and the backpressure in the region of Ofenauslaufs is generated by the pressure in the wire cooling device. However, such combinations of furnace and wire cooling device have proven to be disadvantageous because they are very difficult to adjust, since small changes in the process parameters (production speeds, temperatures, wire diameter, etc.) have a very large influence on the pressure conditions and therefore when changing the process parameters 45 meters each time a new setting of the oven / wire cooler combination is required. Due to the assembly of the furnace with the wire cooling device, such combination devices were not technically controllable and therefore have not prevailed in practical application in the market. From EP 1 070 927 A2 a different type of device for drying with photoresist or similar coated plates and webs is further known, in which the most uniform possible high-quality drying of the coating should be ensured. For this purpose, a continuous dryer with a drying chamber is provided which is divided into three process heating zones and two Zuluftheizzonen. In this case, a stream of air taken from a cooling zone directly following the drying chamber 55 is conveyed via a blower into the two third
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Zuluftheizzonen zwecks Trocknung eingebracht, wobei für eine qualitativ möglichst hochwertige Trocknung der aus der Kühlzone abgeleitete Luftstrom vor dem Eintritt in die Zuluftheizzonen zunächst über mehrere Heizregister erhitzt wird. 5 Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun einen Ofen der eingangs angeführten Art zu schaffen, der im Bereich des Ofenauslaufs zuverlässig gegen einen Austritt der kontaminierten Ofenatmosphäre abgedichtet ist, wobei eine einfache Anpassung an unterschiedliche Prozessparameter möglich sein soll. io Bei dem Ofen der eingangs angeführten Art wird dies dadurch erzielt, dass der Durchzugskanal zumindest eine Lufteintrittsöffnung in der Nähe eines zur Umgebung hin offenen Ofenauslaufs über den das Endlosmaterial den Durchzugskanal verlässt, aufweist, wobei über die Lufteintrittsöffnung Abluft einer nicht direkt an den Ofenauslauf anschließenden Drahtkühlvorrichtung in den Durchzugskanal eingebracht wird. Durch das Einbringen der Abluft einer Drahtkühlvor-15 richtung in den Durchzugskanal in der Nähe des Ofenauslaufs kann ein ausreichender Gegendruck aufgebaut werden, um die mit dem Endlosmaterial mitgeführte Ofenatmosphäre am Austritt aus dem Ofen zu hindern. Hierbei kann der Gegendruck der aus der Abluft der Drahtkühlvorrichtung abgezweigten Luft dynamisch eingestellt werden, wobei die Prozessparameter im Ofen und in der Drahtkühlvorrichtung unabhängig voneinander geregelt werden können, so 20 dass sowohl der Ofen als auch die Drahtkühlvorrichtung auf einfache Weise geregelt werden können. Durch das Einbringen der Abluft der Drahtkühlvorrichtung kann somit zuverlässig ein Austreten der Ofenatmosphäre verhindert werden, wodurch die Umgebung des Ofens nicht mit schadstoffhaltiger Luft verunreinigt wird und somit auch die Bildung von Kondensaten im Bereich der Ofenauslauföffnung verhindert wird. Weiters ist die dem Ofen zugeführte Abluft der 25 Drahtkühlvorrichtung bereits auf ca. 60°C vorgewärmt, wodurch die Energiebilanz des Ofens positiv beeinflusst wird.Zuluftheizzonen introduced for the purpose of drying, being heated for a qualitatively high-quality drying of the derived from the cooling zone air flow before entering the Zuluftheizzonen first over several heating coils. 5 object of the present invention is now to provide a furnace of the initially mentioned kind, which is reliably sealed in the region of the furnace outlet against leakage of the contaminated furnace atmosphere, with a simple adaptation to different process parameters should be possible. In the case of the furnace of the type mentioned in the introduction, this is achieved in that the passage channel has at least one air inlet opening in the vicinity of an oven outlet open to the environment via which the endless material leaves the passage channel, wherein exhaust air from the air inlet opening does not directly adjoin the oven outlet Wire cooling device is introduced into the passage channel. By introducing the exhaust air of a Drahtkühlvor-15 direction in the passage duct in the vicinity of the furnace outlet, a sufficient back pressure can be built up to prevent the entrained with the endless material furnace atmosphere at the exit from the oven. In this case, the back pressure of the branched off from the exhaust air of the wire cooling device air can be dynamically adjusted, the process parameters in the furnace and in the wire cooling device can be controlled independently, so that both the furnace and the wire cooling device can be controlled easily. By introducing the exhaust air of the wire cooling device can thus reliably prevent leakage of the furnace atmosphere, whereby the environment of the furnace is not contaminated with pollutant-containing air and thus the formation of condensates in the furnace outlet opening is prevented. Furthermore, the exhaust air supplied to the oven is already preheated to approx. 60 ° C, which positively influences the energy balance of the oven.
Um auf einfache Weise die vom Abluftkanal der Drahtkühlvorrichtung abgezweigte Luft in den Durchzugskanal einzuleiten, ist es günstig, wenn zum Einbringen der Abluft die Drahtkühlvor-30 richtung in den Durchzugskanal des Ofens eine den Durchzugskanal und einen Abluftkanal der Drahtkühlvorrichtung verbindende Luftzuführleitung vorgesehen ist. Für eine effiziente Einbringung der Abluft der Drahtkühlvorrichtung in den Durchzugskanal, ist es von Vorteil, wenn die Luftzuführleitung mit einem Dichtungsschacht verbunden ist, der an die 35 Lufteintrittsöffnung anschließt.In order to easily initiate the branched off from the exhaust duct of the wire cooling device air in the passage channel, it is advantageous if the introduction of the exhaust air Drahtkühlvor-30 direction is provided in the passage channel of the furnace a the feed channel and an exhaust duct of the wire cooling device connecting air supply line. For an efficient introduction of the exhaust air of the wire cooling device in the passage channel, it is advantageous if the air supply line is connected to a sealing shaft, which connects to the 35 air inlet opening.
Um die Abluft der Drahtkühlvorrichtung vor dem Einbringen in den Durchzugskanal des Ofens zu erwärmen und unter einem günstigen Winkel in den Durchzugskanal einzubringen, ist es günstig, wenn der Dichtungsschacht einen Vorwärmschacht und einen Einblasschacht umfasst. 40In order to heat the exhaust air of the wire cooling device prior to introduction into the passage channel of the furnace and to introduce at a favorable angle in the passage channel, it is advantageous if the sealing shaft comprises a preheating and an injection shaft. 40
Hierbei ist es zur Ausnutzung der Ofenverlustwärme günstig, wenn der Vorwärmschacht einen Rückführabschnitt und Vorführabschnitt aufweist, die im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen und über einen um ca. 180° gekrümmten Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Somit kann der Vorwärmschacht über einen relativ großen Bereich benachbart des 45 Durchzugskanals angeordnet sein und somit über die Abwärme des Ofens ein Erwärmen der Abluft der Drahtkühlvorrichtung von ca. 60° auf bis zu ca. 300°C erzielt werden. Durch die Nutzung der Ofenabwärme und Wiedereinbringung in den Ofen wird die Energiebilanz des Ofens somit positiv beeinflusst. Insbesondere ist es zur Erwärmung der Abluft der Drahtkühlvorrichtung im Vonwärmschacht günstig, wenn sich der Vorwärmschacht im Wesentlichen über die so gesamte Länge des Ofens erstreckt.In this case, it is favorable for utilizing the furnace heat loss if the preheating shaft has a return section and a lead-forward section, which run substantially parallel to one another and are connected to one another via a connecting section curved by approximately 180 °. Thus, the preheating shaft can be arranged over a relatively large area adjacent to the passage channel 45 and thus over the waste heat of the furnace, a heating of the exhaust air of the wire cooling device from about 60 ° to up to about 300 ° C can be achieved. By using the furnace waste heat and re-introduction into the furnace, the energy balance of the furnace is thus positively influenced. In particular, it is favorable for heating the exhaust air of the wire cooling device in the bypass shaft when the preheating shaft extends substantially over the entire length of the furnace.
Um die Abluft der Drahtkühlvorrichtung im Wesentlichen entgegen der Vorlaufrichtung des Endlosmaterials im Durchzugskanal einzubringen, ist es günstig, wenn der Einblasschacht über einen, vorzugsweise um ca. 120°, gekrümmten Verbindungsabschnitt mit dem Vorwärmschacht 55 verbunden ist. 4In order to introduce the exhaust air of the wire cooling device substantially counter to the flow direction of the continuous material in the passage channel, it is advantageous if the injection shaft is connected to the preheating shaft 55 via a preferably curved connecting portion of about 120 °. 4
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Tests haben gezeigt, dass eine Erwärmung der Abluft im Vorwärmschacht besonders effizient erzielt wird, wenn der Dichtungsschacht im Querschnitt eine Länge von 280 mm bis 340 mm, insbesondere im Wesentlichen von 320 mm, und eine Breite von 40 mm bis 80 mm, insbesondere im Wesentlichen von 60 mm, aufweist. 5Tests have shown that a heating of the exhaust air in the preheating shaft is achieved particularly efficiently when the sealing shaft in cross section has a length of 280 mm to 340 mm, in particular substantially 320 mm, and a width of 40 mm to 80 mm, in particular substantially of 60 mm. 5
Wenn der Ofen in an sich bekannter Weise als Umluftofen ausgebildet ist und der Durchzugskanal eine Umluft-Lufteintrittsöffnung aufweist, kann die in einem Umluftkreislauf geführte Atmosphäre, die vorzugsweise über Heizregister und Katalysatoren geführt wird, um die Umluft durch Sublimation und katalytische Reaktion zu reinigen, ebenfalls in den Durchzugskanal, io insbesondere mittels einem Injektor, eingebracht werden, und somit ein Gegendruck im Bereich des Ofenauslaufs erzeugt werden.If the furnace is designed in a manner known per se as a circulating air oven and the passage channel has a recirculating air inlet opening, the guided in a recirculation air atmosphere, which is preferably passed through heating coil and catalysts to purify the recirculated air by sublimation and catalytic reaction, also in the passage channel, io in particular by means of an injector, are introduced, and thus a back pressure in the region of the furnace outlet can be generated.
Da die von der Drahtkühlvorrichtung abgezweigte Abluft unabhängig von den Prozessparametern im Ofen geregelt werden kann, ist es von Vorteil, wenn die Lufteintrittsöffnung näher zum 15 Auslaufende des Ofens angeordnet ist als die Umluft-Lufteintrittsöffnung, da somit die über den Gegendruck der Umluft noch nicht zurückgehaltene Ofenatmosphäre über den gesondert regelbaren Gegendruck der eingebrachten Abluft der Drahtkühlvorrichtung am Austreten gehindert werden kann. 20 Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch näher erläutert. Im Einzelnen zeigen in der Zeichnung: Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt eines Ofens mit einer Lufteintrittsöffnung zum Einbringen von Abluft einer Drahtkühlvorrichtung; Fig. 2 im Detail einen Längsschnitt des Auslaufendes des Ofens gemäß Fig. 1; Fig. 3 schematisch einen Längsschnitt 25 eines Ofens mit einer benachbarten Drahtkühlvorrichtung, wobei der Abluftkanal des Drahtkühlers über eine Luftzuführleitung und einen Dichtungsschacht mit dem Durchzugskanal des Ofens verbunden ist; Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Auslaufendes des Ofens, jedoch mit einem Dichtungsschacht, der einen im Vergleich zu Fig. 3 vergleichsweise kurzen Vonwärmschacht aufweist; und Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Dichtungsschachts gemäß Fig. 4. 30Since the exhaust air branched off from the wire cooling device can be regulated independently of the process parameters in the furnace, it is advantageous if the air inlet opening is arranged closer to the outlet end of the furnace than the recirculation air inlet opening, since thus the not yet retained by the back pressure of the circulating air Furnace atmosphere can be prevented from escaping via the separately controllable back pressure of the introduced exhaust air of the wire cooling device. The invention will be explained in more detail below with reference to preferred embodiments illustrated in the drawings, to which, however, it should not be restricted. 1 shows schematically a longitudinal section of a furnace with an air inlet opening for introducing exhaust air of a wire cooling device; FIG. 2 shows in detail a longitudinal section of the outlet end of the furnace according to FIG. 1; FIG. 3 schematically shows a longitudinal section 25 of a furnace with an adjacent wire cooling device, wherein the exhaust duct of the wire cooler is connected via an air supply line and a sealing shaft with the passage channel of the furnace. Figure 4 is a perspective view of the outlet end of the furnace, but with a sealing shaft having a comparatively short compared to Figure 3 Vorwärmschacht. and FIG. 5 shows a perspective view of the sealing shaft according to FIG. 4. 30
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Ofens 1 mit einem Durchzugskanal 2 zum Durchführen des mit einer Lackschicht versehenen Endlosmaterials bzw. Drahtes gezeigt, wobei hiefür eine Retorte 3 mit einer Einbrennzone 4 vorgesehen ist. 35 Der durch den Ofen 1 durchgeführte Draht tritt bei einem Ofeneinlauf 5 in den Ofen 1 ein und verlässt bei einem Ofenauslauf 6 den Ofen 1, wobei der Draht anschließend einer benachbart angeordneten Drahtkühlvorrichtung 7 (vgl. Fig. 3) zugeführt wird.FIG. 1 shows a longitudinal section of a furnace 1 with a through-channel 2 for passing through the endless material or wire provided with a lacquer layer, a retort 3 with a burn-in zone 4 being provided for this purpose. The wire passed through the kiln 1 enters the kiln 1 at a kiln inlet 5 and leaves the kiln 1 at a kiln outlet 6, the wire subsequently being fed to an adjacent wire cooling device 7 (see Fig. 3).
Die in den Durchzugskanal 2 über eine Umluft-Lufteintrittsöffnung 8 eingebrachte Umluft wird 40 mit Hilfe eines Gebläses 9 im Ofen 1 zirkuliert, wobei zur Erwärmung der Luftströmung ein Wärmetauscher 10 und Heizvorrichtungen 11 vorgesehen sind. Weiters ist ein Katalysator 12 zur Reinigung der Umluft, die sich aus einer Mischung aus Luft, Lösmitteldämpfen und Lackfeinstaub zusammensetzt vorgesehen. Die Umluft wird hierbei über einen so genannten Injektor 13 in den Durchzugskanal 2 eingebracht, wobei der Injektor 13 einen sich zur Umluft-45 Lufteintrittsöffnung 8 verjüngenden Querschnitt aufweist, so dass sich die Geschwindigkeit der Umluft zur Umluft-Lufteintrittsöffnung 8 erhöht und somit ein Unterdrück im Bereich des Ofenauslaufs 6 erzeugt wird.The introduced into the passage channel 2 via a circulating air inlet opening 8 circulating air 40 is circulated by means of a blower 9 in the furnace 1, wherein for heating the air flow, a heat exchanger 10 and heaters 11 are provided. Furthermore, a catalyst 12 for cleaning the circulating air, which is composed of a mixture of air, solvent vapors and paint fine dust is provided. The circulating air is in this case introduced via a so-called injector 13 in the passage channel 2, wherein the injector 13 has a tapered to the circulating air inlet opening 8 8, so that the velocity of the circulating air to the circulating air inlet opening 8 increases and thus a suppression in the Area of the kiln outlet 6 is generated.
Dieser Unterdrück erhöht den Unterdrück im Durchzugskanal 2 der über einen Abgasventilator so 14, mit dem über Öffnungen 15 an der Innenseite eines Injektorschachts 16 (vgl. Fig. 4) entnommene Umluft aus dem Ofen 1 abgeleitet wird. Durch diesen im Durchzugskanal 2 vorliegenden Unterdrück ist gewährleistet, dass im Bereich des Ofeneinlaufs 5 ein Austritt der Ofenatmosphäre verhindert wird. Um auch einen Austritt im Bereich des Ofenauslaufs 6 zuverlässig zu verhindern, weist der Durchzugskanal 2 in der Nähe des Ofenauslaufs 6 eine Lufteintrittsöff-55 nung 17 auf (vgl. insbesondere Fig. 2), über welche Abluft von der Drahtkühlvorrichtung 7 inThis suppression increases the negative pressure in the passage 2, which is discharged from the furnace 1 via an exhaust fan 14, with which recirculated air removed via openings 15 on the inside of an injector shaft 16 (see FIG. This suppression present in the passage 2 ensures that an exit of the furnace atmosphere is prevented in the region of the kiln inlet 5. In order to reliably prevent an escape in the region of the oven outlet 6, the passage channel 2 in the vicinity of the oven outlet 6 an air inlet opening tion 17 17 (see, in particular Fig. 2), via which exhaust air from the wire cooling device 7 in
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ELJ | Ceased due to non-payment of the annual fee |