CH700452A1

CH700452A1 - Inductive heating device for liquids and gases, has air guiding body with feed line for heating medium and outlet opening for heated medium, where air guiding body is penetrated by channel

Info

Publication number: CH700452A1
Application number: CH00291/09A
Authority: CH
Inventors: Siegfried Frei; Zdravko Matulic
Original assignee: Frei Engineering Ag
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2009-02-27
Publication date: 2010-08-31

Abstract

The inductive heating device (1) has an air guiding body (3) with a feed line for a heating medium and an outlet opening (9) for the heated medium. The air guiding body is penetrated by a channel (7), through which the heating medium is guided through the outlet opening. An air heating device is formed as an induction loop (13) with the air guiding body.

Description

[0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur induktiven Erwärmung von Flüssigkeiten und Gasen gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a device for inductive heating of liquids and gases according to the preamble of patent claim 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. The welds of welded can bodies are not protected in contrast to the rest of the hulls after welding by a tin layer and therefore tend to rust. In order to avoid contacting the unprotected weld seams with the filling material, a powder coating is applied to the weld seam inside the can and the latter is subsequently melted by heating and cured. For this purpose, various possibilities for heating the powder on the seam are available. The most widely used device is powered by gas, i. the can bodies are passed after welding and coating with powder in an elongated furnace to gas burners, which are arranged within an air distributor body. The gas burners are surrounded by fresh air, which is heated by the gas flames. In this way, a hot air flow can be directed to the weld.

[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. It is also known to heat by means of induction loops coated with powder coating area of can bodies and other workpieces which are presented to the induction loop, and thus to obtain a melting of the powder on the heated by induction hot can body.

[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. There are also known devices in which heated by heating rods or wires air in a body consisting of a plurality of fins body and is blown from there to the weld.

[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. Each device has its advantages and disadvantages. Hot air generated by gas can only be used where gas is available in sufficient quantities. Heating the workpieces with induction places very high demands on the control in order to maintain consistent conditions throughout the entire residence time of the workpieces in the furnace above the induction loop. The generation of hot air by electrically heated lamellae has proven to be vulnerable insofar as the entire radiator is already to be replaced by the failure of a heating element that must be connected to the fins.

[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. An object of the present invention is to provide a device for inductive heating of liquids and gases to keep the temperature of the heated medium over the entire length of a distributor constant, to change the temperature in the short term and to obtain the most unlimited service life of the air distributor ,

[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. This object is achieved by a device according to the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims of claim 1.

[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. The air guide body consists of a provided with air channels soft iron or ferrite and is therefore operated without wear. When using the device for heating corrosive media, the channels can be suitably coated accordingly. The heating of the air guide body is carried out by an induction loop placed around this, which also allows a permanently smooth operation. The hot medium generated in this way can be optimized by the air guiding body, e.g. distribute over a coated weld. The weld does not have to be guided exactly with respect to both lateral offset and distance to the air guide body. The hot air emerging from the air guide body forms a hot air cushion of constant temperature above the can body.

[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.Based on two illustrated embodiments for heating air as a medium, the invention will be explained in more detail. Show it <Tb> FIG. 1 <sep> is a perspective view of the device, <Tb> FIG. 2 <sep> is a vertical section through the device along line I-I in Fig. 1 and <Tb> FIG. 3 <sep> is a vertical section through a further embodiment of the invention.

[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. Reference numeral 1 denotes a device for generating hot air, e.g. for the melting of powder coating called. This comprises a substantially block-shaped block as air guide body 3 made of soft iron or ferrite, in which introduced through an air inlet nozzle 5 fresh air into one or more of the block 3 penetrating channels 7 and at the bottom of the same acting as an air distributor block 3 through a plurality of openings or Nozzles 9 leaves the block 3. The channel 7 may, as shown in Fig. 1 by broken lines only schematically, meander or extend as in the second embodiment of FIG. 3, the shape of a extending over the length of the block 3 slot having a rectangular cross-section, which is also in Vertical section seen running meandering. The nozzles 9 on the bottom 11 of the block 3 open into the channel. 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. The block 3 is manufacturing technology preferably composed of two halves 3a and 3b. This embodiment makes it possible to mill the channel 7 and possibly also the nozzles 9 in the block 3 or to produce the halves of cast iron, resulting in a cost-effective production. The block 3 is surrounded by a loop 13 of a copper tube or the block 3 is within the loop 13. The water-cooled copper tube is in communication with a Hochfrequenzerzeuger not shown. By induction, the block of ferrite or soft iron as a whole can be uniformly heated in this way. The air flowing through the block 3 is cooled in channel 7 to the desired temperature, e.g. heated up to 900 ° Celsius. Depending on the number of workpieces that are to be heated per minute, a corresponding number of blocks 3 in a row - or in large workpieces next to each other - be arranged. It is sufficient to arrange a single induction loop 13.

[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. In the embodiment according to sectional view in Fig. 3 instead of a tubular channel 7, a slot-shaped channel occurs. The contact surface of the air on its way from the air inlet 5 to the nozzles 9 is thereby substantially larger and correspondingly increases the heat transfer. The production of this channel 7 is carried out in a simple manner by milling in the two halves 3a and 3b of the block 3 or by casting the halves 3a, 3b. In other words, longitudinally extending grooves must be milled into the surfaces of the block halves 3 a and 3 b which come to rest one after the other.

[0013] Die Funktionsweise der zweiten Ausführung des Blocks 3 ist dieselbe wie diejenige des ersten Ausführungsbeispiels. The operation of the second embodiment of the block 3 is the same as that of the first embodiment.

[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. In the two sectional views according to FIGS. 2 and 3is visible below the nozzles 9, the seam portion of a can body 15. In addition, FIG. 2 shows the welded seam 17 and the powder 19 to be melted.

[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. Of course, instead of the heating of air heated in the same manner and water with appropriate energy supply via the induction loop not only water but also water vapor can be generated. The device described above is cuboid; it could of course also be designed annular or square.

[0016] Selbstverständlich können der Block 3 und die Induktionsschlaufe 13 durch geeignete Isolationsmaterialien gegen Wärmeabstrahlung nach aussen geschützt werden. Of course, the block 3 and the induction loop 13 can be protected by suitable insulation materials against heat radiation to the outside.

Claims

1. A device for inductive heating of liquids and gases, comprising an air guide body with a supply line for the medium to be heated and an outlet for the heated medium and a means for heating the fresh air supplied, characterized in that the air guide body (3) of at least one Channel (7) is interspersed, is passed through which medium to the outlet opening (9) and the means for heating the air as an air guide body (3) comprising the induction loop (13) is formed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the air distributor body (3) consists of soft iron or ferrite.

3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the at least one channel (7) meandering through the air guide body (3) is guided.