DE3790041C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmebehandlungsanlage für
bahnförmige Produktbahnen gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Bei einer derartigen Wärmebehandlungsanlage, wie sie beispielsweise
aus der DE-OS 33 17 714 bekannt ist, wird
eine Produktbahn durch Wärmebehandlungsmodule getrocknet,
wobei dem Produkt die erforderliche Trocknungswärme mittels
der Konvektionsströmung eines Wärmebehandlungsmediums
und Infrarotstrahlung zugeführt wird. Die
Wärmebehandlungsmedium-Strömung wird innerhalb eines
Wärmebehandlungsmoduls im wesentlichen senkrecht vorbei
an den Infrarotlampen hin zur Oberfläche der Produktbahn
geführt, wobei zwischen den Lampen und der Produktbahn
eine geschlitzte Quarzplatte angeordnet ist, durch die
die Strömung im wesentlichen senkrecht auf die
Produktbahn geleitet wird. Wie in Fig. 8, auf die bereits
an dieser Stelle verwiesen sei, dargestellt ist, kann
eine derartige Anströmung aufgrund der senkrecht auf die
Papierbahn wirkenden Kraftkomponente zu einem Ausweichen
der Produktbahn senkrecht zu deren Bewegungsrichtung, dem
sogenannten "Flattern" führen, wodurch die Produktbahn
beschädigt werden kann.
Aus der DE-AS 10 31 264 ist eine Wärmebehandlungsanlage
bekannt, bei der die Konvektionsströmung beidseitig der
Produktbahn ausgebildet ist, wobei jeder Bahnseite eigene
Leiteinrichtungen, Erhitzungseinrichtungen und Umwälzeinrichtungen
für das Wärmeübertragungsmedium zugeordnet
sind. Durch die beidseitige Anströmung der Papierbahn ist
der zu betreibende vorrichtungstechnische Aufwand sehr
hoch.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
die gattungsgemäße Wärmebehandlungsanlage für bahnförmige
Produkte derart weiterzubilden, daß bei einer
Verringerung des vorrichtungstechnischen Aufwands einer
Schädigung der Produktbahn vorgebeugt ist.
Diese Aufgabe ist anmeldungsgemäß durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die anmeldungsgemäße einseitige Führung des
Wärmebehandlungsmediums mittels eines Wärmebehandlungsmoduls
entlang der Produktbahn entsteht trotz der
einseitigen Konvektion entlang der Produktbahn
lediglich ein vernachlässigbarer Druckgradient, so daß
die Produktbahn aufgrund des sich einstellenden
Druckgleichgewichts in einem konstanten Abstand zu den
Wärmebehandlungsmodulen gehalten werden und ein "Flattern"
der Produktbahn verhindert werden kann. Die bei der
erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsanlage zwischen der
Produktbahn und dem Wärmebehandlungskörper entstehende
Strömung erhöht den Wirkungsgrad der Anlage und zerstört
die von der Produktbahn mitgeführten Grenzluftschichten.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird im folgenden an einer bevorzugten, beispielhaften
Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische
Darstellung eines Durchlauf-Wärmebehandlungskörpers einer erfindungsgemäßen Wärmebehandlungsanlage,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines benachbart zu einer Produktbahn
angeordneten Wärmebehandlungskörpers,
Fig. 3 eine an einer Papiermaschine angeordneten Wärmebehandlungsanlage;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines Wärmebehandlungsmoduls,
der Teil der Wärmebehandlungsanlage
ist;
Fig. 5 die Unteransicht eines Reflektorrahmens des Wärmebehandlungskörpers;
Fig. 6 den Reflektorrahmen in seiner Draufsicht;
Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
Funktion der Erfindung und
Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Funktion
von bekannten Anordnungen.
Eine Wärmebehandlungs-Anordnung 1 gemäß den Fig. 1 und 3 wird
zum Trocknen und/oder Erwärmen oder irgendeine
andere Art einer Wärmebehandlung von bahnförmigen Produkten
2 in Wärmebehandlungsanlagen 3 verwendet, die
an einer Papierbahn-Fertigungsmaschine 5
entlang einer zu trocknenden Papierbahn 2 angeordnet sind.
Die Wärmebehandlungsanlage
kann eine Anzahl von Wärmebehandlungsmodulen mit einer Anzahl
von mit Infrarotstrahlung arbeitenden Lampen 4 umfassen,
die miteinander verbunden werden können, um einen
gemeinsamen Durchlauf-Wärmebehandlungskörper 6 zu bilden. Die Moduln 7 sind
aus kastenförmigen Reflektor-Rahmen 8 gebildet, innerhalb denen
eine vorbestimmte Anzahl von stabförmigen Infrarot-Halogenlampen
4 angeordnet sind. Diese sind gemäß Fig. 4 an
ihren jeweiligen Enden 4A, 4B von Lampenerfassungen 9 und 10,
die vorzugsweise mit einer Klemmwirkung, z. B. einer Federwirkung,
arbeiten, in einer Reihe innerhalb eines Lampenaufnahmeraumes
11 gehalten, der zwischen einem Reflektor 12 sowie einer
Schutzabdeckung 13 ausgebildet ist.
Wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, können die Moduln 7
an dem Körperwärmebehandlungskörper 6 in Form von Reihen
befestigt
werden.
Eine Anzahl von Befestigungszapfen 14 (siehe Fig. 5), Kehlen oder
Befestigungseinrichtungen in anderer geeigneter Form, die
sich an der einen Stirnseite 8A des Reflektorrahmens 8 befinden
und vom Rahmen 8 vorragen, sind so angeordnet, daß
sie in passenden Löchern 15 im Wärmebehandlungskörper 6 aufgenommen werden
können. Eine derartige Ausführung ermöglicht den einfachen sowie raschen Einbau der Moduln
7 an der Heizseite 6A des Wärmebehandlungskörpers 6 und den
Ausgleich von Wärmedehnungen, so daß einer Verarmung
der Moduln 7 vorgebeugt ist. Mittels Schrauben oder
anderer geeigneter Befestigungselemente, die beispielsweise
in Schraubenlöchern 16 und 17 im Reflektor-Rahmen 8 und im Körper
6 aufgenommen werden, kann die andere Stirnseite 8B des Moduls
7 lösbar am Wärmebehandlungskörper 6 festgehalten werden (siehe Fig. 1, 5).
Die Lampenfassungen 9, 10 können sich jeweils an einer
Platte 18 und 19 oder an irgendeiner anderen geeigneten
Luftleiteinrichtungen befinden, mit der
Kühlluft 20 oder irgendein
anderes geeignetes Wärmebehandlungsmedium, das in einen zwischen dem Reflektor
12 und dem Rahmen 8 gebildeten Lufteintrittsraum
21 eingeführt wird, zu den jeweiligen Enden 4A, 4B der Lampen
4 geleitet wird. Durch diese Maßnahme wird deren Kühlung
vorzugsweise auf eine geringere Temperatur als
300°C bewirkt, so daß ein Brechen an der jeweiligen
Glas/Metall-Zwischenfläche des Glases verhindert wird. Die
Platten 18, 19 können mit Hilfe von Schrauben
lösbar am Reflektorrahmen
8 angebracht werden, wobei
die Platten beispielsweise die gewünschte an die Luftströmung
angepaßte Zahl von Lampenfassungen 9, 10 aufweisen. Die
angestrebte Wärmeleistung eines Moduls 7 kann somit auf einfache
Weise verändert werden, indem die gewünschte Anzahl
von IR-Lampen 4, z. B. vier, sechs, acht, zehn oder zwölf
usw., in die vorgesehenen Lampenhalter 9, 10 eingeklemmt
wird.
Die Luft 20 wird in den Lufteintrittsraum 21 durch mehrere Luftzufuhröffnungen
23, die von der Unterseite 8C des Reflektorrahmens 8 in diesen
Raum 21 öffnen eingeführt, wobei für diesen Zweck wenigstens
eine Luftzufuhröffnung 23
im Rahmenboden ausgebildet und vorzugsweise eine Luftzufuhröffnung
23 im mittigen Bereich der in Rede stehenden Lampen
4 zentriert ist. Die Luftzufuhröffnungen 23 werden vorzugsweise so ausgestaltet,
daß sie, abhängig von der Anzahl der Lampen
4, ein Durchströmen von Kühlluft in einer
Menge zwischen 70 und 500 m³/h,
zulassen. Die Größe der Öffnungen kann ebenfalls
verändert werden, um die Luftmenge anzupassen.
Ein Anteil der zugeführten Menge an Luft 20 wird auch in
den Lampenaufnahmeraum 11 geleitet und kühlt die Lampen 4
sowie die Reflektortafel bzw. den Reflektor 12 auf eine geringere
Temperatur als annähernd 90°C
Der Reflektor 12 ist so angeordnet, daß er die
von den IR-Lampen 4 abgegebene Strahlung im höchstmöglichen
Ausmaß in einer Richtung vom Reflektor 12 weg und nach
außen durch die Schutzabdeckung 13, die die Lampen gegen Staub
und andere Verschmutzung schützt, sowie zur Frontseite 7A des Wärmebehandlungsmoduls
hin reflektiert und wird durch den Luftstrom 24 zur gleichen
Zeit wie die von der Produktbahn 2 abgewandte
Seite 13A der Schutzabdeckung 13 gekühlt. Der Reflektor 12
kann aus einem geeigneten temperaturbeständigen Material,
wie z. B. Keramikmaterial, gefertigt und auch, falls das zur
Verbesserung der Reflexionsleistung erwünscht ist, oberflächenbehandelt,
z. B. goldbeschichtet sein.
Dank der einfachen Konstruktion des Moduls 7 ist der
Reflektor 12 ohne Schwierigkeiten austauschbar.
Die Kühlluft 25 wird auch derart weitergeleitet, daß sie an
einer Anzahl von mit elektrischen Verbindern 26 versehenen
Bauteilen 27 (Fig. 6) sowie einem von der Stirnseite 8B des Rahmens
einwärts ragenden Befestigungselement 28 vorbeiströmt. Dieses hat eine Anzahl
von schlitzförmigen Öffnungen 29, die so angeordnet
sind, daß sie passende, vom mit Luftaustrittsöffnungen
30 versehenen Bauteil 31 vorstehende Befestigungszungen 32
aufnehmen können.
In dem Fall, wenn die Lampenabdeckung 13
als Glasplatte ausgebildet ist,
bildet das Bauteil 31 eine Schutzglashalterung, die
mit einer Anzahl von Befestigungsgliedern 33, wie Befestigungsschrauben,
zusammenwirkt. Die Verwendung
einer Folie oder Schutzhaube von ähnlicher Art ist
ebenfalls möglich.
Die Befestigungsschraube ist für diesen Zweck derart angeordnet,
daß sie von einem mit einem Loch versehenen Halterungsteil
35 (siehe Fig. 4), das von der Stirnseite 8B des Rahmens einwärts
zum offenen Aufnahmeraum 34 des Rahmenkörpers hin vorragt,
aufgenommen wird.
Wie in den Fig. 4 und 7 dargestellt
ist, wird die durch die Luftaustrittsöffnungen 30 strömende Luft im wesentlichen
parallel längs
der Produkt- bzw. Papierbahn 2 sowie längs der Oberseite 13B der
Schutzabdeckung 13 geführt.
Die Strömungsgeschwindigkeit kann je nach Betriebsbedingungen zwischen
5 und 40 m/s betragen. Auf die Papierbahn 2 wirkt in diesem
Fall eine Kraft F, die bestrebt ist, die Bahn 2 in eine
Richtung zum jeweiligen Modul 7 hin zu drücken. Diese Kraft F
5 wird jedoch durch die statische Kraft P ausgeglichen,
welche durch die austretende Luft 36 aufgebaut wird. Eine
Stabilisierung der Bahn 2 wird auf diese Weise in
einem optimalen Abstand von den Moduln 7 erreicht. Dies hat zum
Ergebnis, daß die auf die Bahn 2 wirkende Druckkraft
vermindert wird, was im Hinblick auf die geringe Festigkeit
der feuchten Bahn 2 von Vorteil ist, und
es wird der Wärmeübergang zwischen der Luft 36 sowie der Bahn
2 erhöht mit dem Ergebnis, daß eine wirksame Abführung
des von der Bahn 2 verdampften Wasserdampfes durch die
Wirkung der heißen Luftströmung 36 erreicht wird.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, können eine Vielzahl von Wärmebehandlungsmoduln 7 der oben beschriebenen
Art
in leicht abbaubarer Weise, beispielsweise mittels der oben erwähnten
Befestigungselemente 14, 16, 17 angebracht werden.
Zumindest der Auslaßkanal
39 wird mit Hilfe eines geeigneten Isoliermaterials 41 gegenüber
der Umgebung 47, vor allem gegenüber dem Einlaßkanal
37, isoliert. Der Wärmebehandlungskörper 6 weist vorzugsweise
eine Anzahl von Luftaustrittsöffnungen 42 auf,
die längs der einen Seite 6B des Wärmebehandlungskörpers
ausgebildet sind. Die Öffnungen 42 erstrecken sich entlang
eines langen oder unterteilten
Kanals 43 an der Seite 6B des Körpers und sind so ausgebildet,
daß durch sie die mit Feuchtigkeit beladene Luftströmung
36 zu einem die Öffnungen 42 mit dem Auslaßkanal
39 verbindenden Abluftkanal
44 geleitet, anschließend hin zum Auslaßkanal 39 geführt
wird.
Die Fig. 8 zeigt, in welcher Weise Luft 45 auf eine Bahn 2¹
bei einer bekannten Anlage wirkt, die in einer im
wesentlichen rechtwinkligen Richtung auf die Bahn
2¹ trifft. Dies hat zum Ergebnis, daß sich die Bahn 2¹
in einer Richtung von der zugeordneten Luftzufuhrvorrichtung
1¹ wegbewegt, so daß durch
die einwirkende Kraft, die Gefahr besteht, daß die Papierbahn 2
geschädigt wird und die die kontrollierte Abführung
der Luft nicht mehr gewährleistet ist.
Die erfindungsgemäße Wärmebehandlungsanlage ermöglicht
dagegen u. a. eine optimierte Luftführung für
die Kühlung der Reflektorkonstruktion sowie der Lampen 4
und für die Behandlung von z. B. Papierbahnen 2,
um die wirksame und zuverlässige Trocknung
der Bahnen 2 zu gewährleisten. Der rasche Austausch
von Verbrauchsbauteilen, wie z. B. Lampen, wird ebenfalls ermöglicht,
wobei zusätzlich die Wärmewirkung auf einfache
Weise gesteuert werden kann, indem die gewünschte Anzahl
an Lampen 4 vorgesehen wird.
Von der Unterseite eines jeden Moduls 7 stehen elektrische
Einrichtungen 46 vor, die für eine Verbindung mit Speisekabeln
für elektrische Energie vorgesehen sind. Der abgeführte,
Wärme enthaltende Abluftstrom 40 kann derart geleitet
werden, daß eine Wiedergewinnung der Wärme in geeigneter
Weise ermöglicht wird. Auch besteht die Möglichkeit,
den Luftstrom 36 unmittelbar nach außen oder in die Räumlichkeiten,
in denen die Anlage 3 untergebracht ist, zu
leiten. Die Luft kann beispielsweise nach der Behandlung
der Bahn 2 eine Temperatur zwischen 50 und 150°C haben.
Beispielsweise kann, um günstiger Kühlbedingungen für die Enden
4A der Lampen zu schaffen, eine Anzahl von zusätzlichen
Leitplatten usw. so angeordnet werden, daß der Luftstrom
24, der zwischen dem Reflektor 12 und der Glasabdeckung
13 geführt ist und wegen von den Lampen 4 abgestrahlten Wärme eine
hohe Temperatur aufweisen kann, abgelenkt wird, bei der er die Enden 4A der
Lampen 4 erreicht. Eine Kühlung dieser Enden
4A der Lampen 4 wird folglich durch die Luftströme 20 und 25,
die zwischen der Unterseite 8C des Rahmens und dem Reflektor
12 geführt sind, erreicht. Diese Leitplatten können
dauerhaft oder lösbar am Reflektorrahmen 8 angebracht sein.
Claims (7)
1. Wärmebehandlungsanlage für bahnförmige Produkte, mit
einem sich über die Produktbahnbreite erstreckenden,
lediglich an einer Seite der Produktbahn angeordneten
Wärmebehandlungskörper, in dem eine Vielzahl von mit Infrarotstrahlung
arbeitenden Lampen parallel zu der Produktbahn
angeordnet sind, die mittels einer zur Produktbahn parallelen
Schutzabdeckung gegenüber den Lampen abgedeckt
ist, wobei zwischen der Schutzabdeckung und der Produktbahn
eine Strömung eines Wärmebehandlungsmediums ausgebildet
ist, gekennzeichnet durch
ein Bauteil (31) und einen Kanal (43), welche an jeweils
einander gegenüberliegenden Endabschnitten des Wärmebehandlungskörpers
(6) vorgesehen sind,
eine Mehrzahl von im Bauteil (31) angeordneten Eintrittsöffnungen
(30) für das Wärmebehandlungsmedium sowie eine
Mehrzahl von in den Kanal (43) mündenden Austrittsöffnungen
(42), wobei das Wärmebehandlungsmedium durch die Eintrittsöffnungen
(30) im wesentlichen parallel zur Produktbahn zugeführt
und durch die Austrittsöffnungen (42) abgeführt
wird und das Wärmebehandlungsmedium zwischen Eitritts- und
Austrittsöffnungen (30, 42) im wesentlichen parallel zur
Produktbahn strömt.
2. Wärmebehandlungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmebehandlungsmedium (36) mit einer
Geschwindigkeit zwischen 5 und 40 m/s strömt.
3. Wärmebehandlungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Wärmebehandlungsmedium (36)
auch entlang der von der Produktbahn (2) abgewandten Fläche
(13A) der Schutzabdeckung (13) geführt ist.
4. Wärmebehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (31) an einer
Stirnseite (8B) eines Reflektorrahmens (8) für die Lampen
(4) befestigt ist.
5. Wärmebehandlungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bauteil (31) eine Halterung für die
Schutzabdeckung bildet.
6. Wärmebehandlungsanlage nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmebehandlungskörper
(6) aus einer Vielzahl von miteinander in Wirkverbindung
stehenden Wärmebehandlungsmodulen (7) gebildet
ist, die mit einem gemeinsamen Einlaßkanal (37) sowie
einem gemeinsamen Auslaßkanal (39) versehen sind, wobei
der Wärmebehandlungskörper (6) entlang einer seiner Seiten
(6B) den Kanal (43) hat, der vorzugsweise gegenüber dem
Einlaßkanal (37) thermisch isoliert ist.
7. Wärmebehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektorrahmen (8) an
einer seiner Stirnseiten (8A) eine Vielzahl von vorstehenden
Befestigungszapfen (14) oder anderen Befestigungseinrichtungen
hat, die in Eingriff mit diesen zugeordneten Löchern
(15) des Gehäuses des Wärmebehandlungskörpers (6)
bringbar sind.
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