CH700452A1 - Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Flüssigkeiten und Gasen. - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Flüssigkeiten und Gasen umfasst einen durch eine Induktionsschlaufe (13) erhitzbaren Block (3) aus Ferrit. Im Block (3) sind Kanäle (7) eingelassen, durch welche Frischluft eingeleitet und über Düsen (9) an der Unterseite (11) des Blocks ausgeblasen wird.

Description

[0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Flüssigkeiten und Gasen gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Die Schweissnähte von geschweissten Dosenrümpfen sind im Gegensatz zum übrigen Bereich der Rümpfe nach dem Schweissen nicht mehr durch eine Zinnschicht geschützt und neigen daher zu Rostbildung. Um eine Kontaktierung der ungeschützten Schweissnähte mit dem Füllgut zu vermeiden, wird im Doseninnern ein Pulverlack auf die Schweissnaht aufgetragen und letztere anschliessend durch Erhitzung geschmolzen und ausgehärtet. Zu diesem Zweck stehen verschiedene Möglichkeiten für die Erhitzung des Pulvers auf der Naht zur Verfügung. Die meistverbreitete Vorrichtung wird mit Gas betrieben, d.h. die Dosenrümpfe werden nach dem Schweissen und Beschichten mit Pulver in einem langgestreckten Ofen an Gasbrennern vorbeigeführt, welche innerhalb eines Luftverteilerkörpers angeordnet sind. Die Gasbrenner werden dabei von Frischluft umströmt, welche durch die Gasflammen erhitzt wird. Auf diese Weise kann ein heisser Luftstrom an die Schweissnaht geleitet werden.

[0003] Es ist auch bekannt, mittels Induktionsschlaufen den mit Pulverlack beschichteten Bereich von Dosenkörpern und anderen Werkstücken, die an der Induktionsschlaufe vorgeführt werden, aufzuheizen und so ein Schmelzen des Pulvers auf den durch Induktion erwärmten heissen Dosenkörper zu erlangen.

[0004] Es sind auch Vorrichtungen bekannt, bei denen durch Heizstäbe oder -drähte Luft in einem aus einer Vielzahl von Lamellen bestehenden Körper erhitzt und von dort auf die Schweissnaht geblasen wird.

[0005] Jede Vorrichtung hat ihre Vor- und Nachteile. Mit Gas erzeugte heisse Luft kann nur dort eingesetzt werden, wo Gas in genügender Menge zur Verfügung steht. Die Werkstücke mit Induktion zu erhitzen, stellt sehr hohe Anforderungen an die Steuerung, um während der gesamten Verweildauer der Werkstücke im Ofen über der Induktionsschlaufe stets gleichbleibende Bedingungen aufrechtzuerhalten. Die Erzeugung von Heissluft durch elektrisch beheizte Lamellenheizkörper hat sich insofern als anfällig erwiesen, weil bereits durch den Ausfall eines Heizelements, das mit den Lamellen verbunden sein muss, der gesamte Heizkörper zu ersetzen ist.

[0006] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Flüssigkeiten und Gasen, die Temperatur des erwärmten Mediums über die gesamte Länge eines Verteilkörpers konstant zu halten, die Temperatur kurzfristig zu verändern und eine möglichst unbegrenzte Standzeit des Luftverteilers zu erlangen.

[0007] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen umschrieben.

[0008] Der Luftführungskörper besteht aus einem mit Luftkanälen versehenen Weicheisen- oder Ferritblock und ist folglich verschleissfrei betreibbar. Bei der Verwendung der Vorrichtung zum Erwärmen korrosiver Medien können die Kanäle entsprechend geeignet beschichtet werden. Die Erwärmung des Luftführungskörpers erfolgt durch eine um diesen gelegte Induktionsschlaufe, welche ebenfalls einen dauerhaft reibungslosen Betrieb ermöglicht. Das auf diese Weise erzeugte heisse Medium lässt sich durch den Luftführungskörper auf optimale Weise z.B. über einer beschichteten Schweissnaht verteilen. Die Schweissnaht muss nicht exakt sowohl bezüglich seitlichem Versatz als auch Distanz zum Luftführungskörper geführt werden. Die aus dem Luftführungskörper austretende Heissluft bildet über dem Dosenkörper ein Heissluftpolster konstanter Temperatur.

[0009] Anhand zweier illustrierter Ausführungsbeispiele zur Erwärmung von Luft als Medium wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen <tb>Fig. 1<sep>eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung, <tb>Fig. 2<sep>einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung längs Linie I-I in Fig. 1 und <tb>Fig. 3<sep>einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausgestaltung der Erfindung.

[0010] Mit Bezugszeichen 1 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung von heisser Luft, z.B. für das Aufschmelzen von Pulverlack, bezeichnet. Diese umfasst einen im wesentlichen quaderförmigen Block als Luftführungskörper 3 aus Weicheisen oder Ferrit, in welchem durch einen Lufteinlassstutzen 5 Frischluft in einen oder mehrere den Block 3 durchdringende Kanäle 7 eingeführt und an der Unterseite des gleichzeitig als Luftverteiler fungierenden Blocks 3 durch eine Vielzahl von Öffnungen oder Düsen 9 den Block 3 verlässt. Der Kanal 7 kann, wie in Fig. 1 durch gebrochene Linien nur schematisch dargestellt, mäanderförmig verlaufen oder wie im zweiten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3, die Gestalt eines sich über die Länge des Blocks 3 erstreckenden Schlitzes mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein, der ebenfalls im Vertikalschnitt gesehen mäanderförmig verläuft. Die Düsen 9 an der Unterseite 11 des Blocks 3 münden in den Kanal 7.

[0011] Der Block 3 ist herstellungstechnisch vorzugsweise aus zwei Hälften 3a und 3b zusammengesetzt. Diese Ausführung erlaubt es, den Kanal 7 und allenfalls auch die Düsen 9 in den Block 3 einzufräsen oder die Hälften aus Guss zu fertigen, was zu einer kostengünstigen Herstellung führt. Der Block 3 wird von einer Schlaufe 13 aus einem Kupferrohr umgeben bzw. der Block 3 liegt innerhalb der Schlaufe 13. Das mit Wasser kühlbare Kupferrohr steht in Verbindung mit einem nicht dargestellten Hochfrequenzerzeuger. Durch Induktion kann auf diese Weise der Block aus Ferrit oder Weicheisen als Ganzes gleichmässig erhitzt werden. Die den Block 3 durchströmende Luft wird in Kanal 7 auf die gewünschte Temperatur, z.B. bis zu 900° Celsius erhitzt. In Abhängigkeit von der Anzahl Werkstücken, die pro Minute erhitzt werden sollen, kann eine entsprechende Anzahl von Blöcken 3 hintereinander - oder bei grossflächigen Werkstücken nebeneinander - angeordnet werden. Dabei genügt es, eine einzige Induktionsschlaufe 13 anzuordnen.

[0012] Im Ausführungsbeispiel gemäss Schnittdarstellung in Fig. 3 tritt anstelle eines rohrförmigen Kanals 7 ein schlitzförmiger Kanal. Die Kontaktfläche der Luft auf ihrem Weg vom Lufteinlassstutzen 5 zu den Düsen 9 wird dadurch wesentlich grösser und entsprechend die Wärmeübertragung erhöht. Auch die Herstellung dieses Kanals 7 erfolgt in einfacher Weise durch Fräsungen in die beiden Hälften 3a und 3b des Blocks 3 oder durch Giessen der Hälften 3a, 3b. Mit anderen Worten, es müssen in die später aneinander zu liegen kommenden Flächen der Blockhälften 3a und 3b längs verlaufende Nuten eingefräst werden.

[0013] Die Funktionsweise der zweiten Ausführung des Blocks 3 ist dieselbe wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels.

[0014] In den beiden Schnittdarstellungen gemäss den Fig. 2 und 3ist unterhalb der Düsen 9 der Nahtbereich eines Dosenrumpfs 15 sichtbar. In Fig. 2ist zudem die Schweissnaht 17 und das zu schmelzen bestimmte Pulver 19 dargestellt.

[0015] Selbstverständlich kann anstelle der Erwärmung von Luft auf die gleiche Weise Wasser erwärmt und bei entsprechender Energiezufuhr über die Induktionsschlaufe nicht nur Wasser, sondern auch Wasserdampf erzeugt werden. Die oben beschriebene Vorrichtung ist quaderförmig; sie könnte selbstverständlich auch ringförmig oder quadratisch ausgeführt sein.

[0016] Selbstverständlich können der Block 3 und die Induktionsschlaufe 13 durch geeignete Isolationsmaterialien gegen Wärmeabstrahlung nach aussen geschützt werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Flüssigkeiten und Gasen, umfassend einen Luftführungskörper mit einer Zuleitung für das zu erwärmende Medium und einer Austrittsöffnung für das erwärmte Medium sowie ein Mittel zum Erwärmen der zugeführten Frischluft, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftführungskörper (3) von mindestens einem Kanal (7) durchsetzt ist, durch welchen Medium hindurch zur Austrittsöffnung (9) geführt wird und das Mittel zum Erwärmen der Luft als eine den Luftführungskörper (3) umfassende Induktionsschlaufe (13) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftverteilerkörper (3) aus Weicheisen oder Ferrit besteht.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kanal (7) mäanderartig durch den Luftführungskörper (3) geführt ist.