DE3790041C2 - - Google Patents

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.