CN104787398A - 热风隧道 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种热风隧道(1)，具有输送装置(7)用于将要被加热的物体(8)输送通过该热风隧道(1)，其中，能对该热风隧道(1)内部供给新鲜进气(40)并且能从该热风隧道(1)内部吸出废气(15,17)，其中，所述物体(8)能在该热风隧道(1)内部通过热的进气(12,13)被加热，并且其中，所述废气(15,17)的至少一部分能供给到空气-空气热交换器(28,30)，通过该空气-空气热交换器，用于该热风隧道(1)内部的进气(12,13)能借助来自吸出的废气(15,17)的热量而被加热。
Description
技术领域
本发明涉及一种热风隧道，用于加热物体，尤其用于杀菌。所述热风隧道具有输送装置，利用该输送装置，要加热的物体可被输送通过该热风隧道，其中，所述物体在热风隧道内部被热空气加热。为此对热风隧道内部供给空气并且从中吸出废气。如果热风隧道实施为热风杀菌隧道，那么为了杀菌可以加热例如用于包装液体医药产品、例如注射溶液或者类似药品的容器，例如小瓶。
背景技术
在现有技术中由US 2012/0216417A1已知，它公开了一种热风杀菌隧道，其中施加在要被杀菌的物体上热空气将热量给送到这些物体上。在这个过程以后空气供给到加热装置，加热装置使热空气再带到较高的温度。鼓风机吹送该空气通过过滤器重新在要被杀菌的物体方向上。从该热风杀菌隧道逸出的热空气被新鲜空气替换，所述新鲜空气在其加热前被添加到所述热空气。
在这种制药技术应用中、但是也在其它领域中、例如半导体技术或者类似领域中非常重要的是，不污染要被加热的物体，尤其不以颗粒、有害物质、细菌或类似物污染要被加热的物体。根据现有技术的解决方案的缺陷是，由于在杀菌隧道内部很大程度封闭的空气循环，在热空气中的颗粒和其它干扰物质不能或者只很少地从热风隧道排出，使得在不利的情况下它们可能富集在那里或者加倍地消耗过滤器。
发明内容
本发明的主题是热风隧道，其中废气被供给到空气-空气热交换器，在该空气-空气热交换器中从废气提取热量，借助所述热量，用于该热风隧道内部的进气被加热。以这种方式可以通过回收热量来节省能量，其中同时保证，处于废气中的颗粒或者其它干扰物质从该热风隧道中被带出。这例如可能是危险的，因为在热风隧道内部发生察觉不到的扰乱，这些扰乱可能导致不期望地释放例如颗粒，这些颗粒在过滤前可能达到要加热的物体。这些颗粒例如可能由于要加热的物体的热损伤而产生，例如由于热应力使玻璃破裂或者破碎。极细的碎粒可能在破裂后飞绕地沉降在其它要加热的物体上。有针对性地抽吸废气将这些颗粒输送出该热风隧道。此外得到优点，使废气质量流与加热的进气质量流相互脱耦，使得通过本发明能够优化地回收热量。借助废热来加热的进气一般还要借助加热装置继续加热，使进气带到所期望的温度，通过废气温度或者在废气中含有的热量不能达到该所期望的温度。这种加热装置例如可以布置在进气通道中和/或布置在热风隧道内部。热风隧道内部排出的空气称为废气。相应地进气指的是从热风隧道外部供给到热风隧道内部的空气。新鲜进气指的是原先还没有位于热风隧道内部过的进气。
从属权利要求公开了本发明的优选改进方案。
在所述热风隧道的一实施方式中，有针对性地吸出的废气在流过该空气-空气热交换器以后至少部分地不再被导引到该热风隧道中。相应于废气的排出，获取的废气被替换，由此可以保证在该热风隧道内部的空气更换。
在所述热风隧道的一实施方式中，所述输送装置在输送方向上首先延伸穿过该热风隧道的加热部分并且接着延伸穿过该热风隧道的冷却部分。要加热的物体在该加热部分被加热，并且在该冷却部分再冷却。根据这个实施方式，使用该冷却部分的废气，以通过热交换器加热通往所述加热部分的新鲜进气。通过这种方式更换该冷却部分中的空气，使得减少颗粒或类似物质积累在该冷却部分中的风险。尽管温度水平低，但是该冷却部分中的进气通过热的物体以显著的程度被供给热量，使得可以通过该冷却部分的废气使用于加热部分的进气加热来利用这个热量。通过在加热部分与冷却部分之间的通道，所述输送装置通常穿过该通道延伸，热空气一般从所述加热部分流到所述冷却部分中。由此也对该冷却部分供给热量，所述热量在冷却部分的废气中存在并且可以用于对通往所述加热部分的进气预热。
在所述热风隧道的另一实施方式中，所述热风隧道具有进入部分，在该进入部分中，要加热的物体在进入该热风隧道后被预热，然后被供给到所述加热部分。所述进入部分能被供应自己的进气。优选地，该进入部分的进气供应独立于其它部分、尤其是加热部分的进气供应。通往该进气部分的进气通过热交换器借助来自该进入部分的废气的热量被加热。由此使废气的部分能量回输到进入部分，其中同时更换该进入部分中的空气。因为在该进入部分中温度经常不足以用于杀菌，通过更换空气降低例如细菌在该进入部分聚集或过滤器增加消耗的风险。此外，在这个实施方式中回收通过热空气从相邻的加热部分溢流到进入部分中而获得的热量。这种溢流一般在进入部分与加热部分之间的用于输送装置的通道上发生。
在所述热风隧道的另一实施方式中，所述热风隧道在该热风隧道的具有不同温度的两个部分之间具有一隔板。该隔板布置在所述输送装置从一个部分到另一部分的过渡位置上。该隔板设置有隔板调整装置，能通过该隔板调整装置调整该隔板相对于该输送装置的间距。在输送装置上面、旁边或里面输送要加热的物体，所述要加热的物体在通道上从该热风隧道的一部分过渡到该热风隧道的另一部分。尤其该热风隧道的加热部分具有比该热风隧道的相邻部分更高的压力。穿过这些通道，空气可以从所述加热部分流动到热风隧道的相邻的、较冷的部分。由此需要，在较热的部分中供给进气，该进气为此必需被加热。因此减少空气从热风隧道的较热部分到较冷部分的溢流有助于减少能量损失。能通过隔板调整装置调整的隔板可以这样调整，使被输送装置输送的物体以小的间距通过隔板，使得尽可能高的气动阻力抵制空气从较热部分到较冷部分的溢流。通过隔板调整装置可以使热风隧道以简单的方式适配于具有不同尺寸的要加热的物体，由此实现减少的能量损失。所述隔板调整装置优选具有例如一长度，该长度相应于该输送装置的横向于其输送方向的宽度。所述隔板可以包括静止区段和相对于静止区段的可移动区段，其中所述隔板调整装置可以使可移动区段相对于静止区段运动。优选地，所述隔板调整装置包括两个独立的运动机构，它们优选分别布置在隔板的可移动区段的两个相互对置的端部区域的附近。尤其对于长的且相对于长度而言高度结构小的隔板可以有利地设有两个独立的驱动装置。所述输送装置尤其构造为输送带。一般将要加热的物体安置在输送带上。在这个段落中描述的分隔壁调整性具有独立的意义，并且申请人保留对此申请独立的发明专利或实用新型专利的权利。
在所述热风隧道的另一实施方式中，所述热风隧道在该热风隧道的彼此具有不同温度的两个部分之间的通道上或附近具有通往废气排出装置和/或空气热交换器的入口。所述热交换器可以包括废气排出装置、例如作为废气入口。所述热交换器或通往废气排出装置的入口在这种过渡部上定位导致，从较热部分转移到较冷部分的空气至少部分地从溢流位置排出，使得该较冷部分较不明显地被来自该较热部分的空气加热。
在所述热风隧道的另一实施方式中，所述空气-空气热交换器或/和通往到一热交换器的废气排出装置的入口布置在位于输送装置旁边、上面或里面的要加热的物体下方和/或布置在输送装置下方。尤其这种热交换器布置在该热风隧道的冷却部分中，在该冷却部分中被加热的物体又被冷却。布置在物体或者载有物体的输送带附近的作用是，在还热的物体上加热的冷却空气以尽可能高的温度供给到热交换器。通过较高的温度水平同样可以使进气加热到较高的温度。优选地，这种热交换器这样布置在该热风隧道中，使该热交换器被要吸出的废气竖直地流过，而该热交换器被要加热的进气基本水平地流过。这种布置是有利的，用于使该热交换器尽可能靠近输送带或要被冷却的物体定位。附加地或替代地建议，热交换器和/或通往废气排出装置的入口如上述方式布置在进入部分中，在该进入部分中物体被预热。在这里取消利用在冷却空气中的、来自要被冷却的物体或者还热的输送带的热量，但是在进入部分的上述位置，从加热部分溢流的热空气在不与进入部分中的空气强烈混合的情况下被导引到热交换器中，这特别有效地利用在溢流的热空气中的热量。同样适用于从加热部分溢流到冷却部分的空气。特别地，在通道旁边或附近的、一个或多个热交换器和/或一个或多个通往到一热交换器的废气排出装置的入口可以是在该热风隧道的一个部分中的唯一的废气抽取位置。
在所述热风隧道的另一实施方式中，所述废气主动地、尤其利用鼓风机被吸出。通过这种鼓风机能够控制废气流量和相应供给的新鲜空气的流量。由此可以更灵活地控制该热风隧道。
在本发明的另一方面中提出一种灌装和/或包装机，它具有如上述任一实施方式所述的热风隧道。经常灌装已杀菌的物体、尤其是医药物体。因此这种热风隧道可以是相应的灌装设备的一部分。替代地或附加地，杀菌的或者由其它原因(例如为了粘接)加热的物体可以借助包装机进行包装。由此根据本发明的热风隧道也可以是这种包装机的一部分。当然也可以设想使根据本发明的热风隧道与一灌装机和一后置的包装机相组合。
在本发明的另一方面中提出一种方法，根据该方法，用于热风隧道内部的进气被加热，其中，该进气在空气-空气热交换器中以来自该热风隧道内部的同样被引导通过该空气-空气热交换器的废气的热量被加热。通过这种方式得到前文关于该热风隧道描述的优点。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中：
图1热风隧道的实施方式的示意图，
图2热风隧道作为灌装和包装机的一部分的示意图。
具体实施方式
图1示意性示出热风隧道1的实施方式的图示。热风隧道1分成三个部分，即进入部分2、加热部分3和冷却部分4。部分2,3和4各自相对于其相邻的部分以及相对于热风隧道1的外部分别通过隔板壁5分开。输送装置7穿过热风隧道1延伸，利用该输送装置7，要加热的物体8能被输送穿过热风隧道1。输送装置7构造为一个或多个输送带。这种输送带的一部分可以在热风隧道内部延伸。输送带可以通过相应的转向辊实施为封闭的环形带。在输送装置7从热风隧道1外部到进入部分2的通道60上、在输送装置7穿过隔板5从进入部分2到加热部分3的通道61上、在输送带穿过隔板5从加热部分3到冷却部分4的通道62上以及在输送装置7穿过隔板5从冷却部分4到热风隧道1外部的通道63上分别布置有隔板的可调整区段6。利用隔板的每个可调整区段6上的隔板调整装置9，可调整区段6可向着输送装置或者离开输送装置运动。由此可以使隔板的可调整区段6的下端部这样定位，使得它相对于要加热的物体8具有小的间距。
加热部分3具有比进入部分2和冷却部分4更高的压力，使得在其穿过隔板5朝向进入部分2或冷却部分4的通道61和62上，空气10溢流到进入部分2或冷却部分4中。该溢流的空气10从加热部分3提取热量。优选所有隔板5的可调整区段6移动到尽可能靠近物体8，由此使溢流空气10的程度减少。由此实现节能。
热风隧道1外部的压力小于进入部分2中的压力，导致来自进入部分2的空气10从热风隧道1流出。因为空气在进入部分2中被加热，这种溢流的空气10也导致热风隧道1的热损失，所述溢流的空气可以通过隔板的移动区段6的适合定位而被最小化。
在冷却部分4上在输送装置7的输送方向11上衔接该热风隧道1集成在其中的设备的另一部分。在冷却部分4中存在较低的压力，使得溢流的空气从所述设备的衔接部分溢流到冷却部分4中。这个部分也可以通过隔板5的移动区段6的合适调整而被最小化，由此例如在冷却部分4中的冷空气只以微小的程度与较热的溢流空气10混合。
热风隧道1的每个部分2,3,和4具有自己的进气12,13或14供给。进气12,13或14在管道中被导引，之后所述进气进入到进入部分2、加热部分或冷却部分4中，在那里所述进气分别到达物体8，用于在热量上影响物体。在已经产生这种在热量上的影响以后，将空气称为废气15,16或17。废气可以附加地包括已经不影响所述物体的空气。废气15,16或17在通往废气排出装置的入口18,19或20上从进入部分2、加热部分3或冷却部分4被吸出。如果被从加热部分3吸出，则吸出的废气16又作为进气13被供给到加热部分3，其中所述空气为此在加热装置21中加热到为进气13规定的温度。对于热风隧道1的所有三个部分2,3或4，进气通过鼓风机22,23或24输送并且在进气12,13或14的进入之前被引导通过高效过滤器25,26或27。通过该过滤器实现，使物体8不被颗粒、有害物质、细菌或类似物质污染。然而可以想像，尤其由输送装置7的运动、内装部件上的损坏、不可预见的故障或者类似状况导致的颗粒、颗粒、有害物质、细菌或类似物可能到达部分2,3或4。为了使得尽可能从进入部分2或者冷却部分4吸出这些物质，废气15或17被引导通过热交换器28或30并且不返回或者只部分地返回到热风隧道1的相应部分2或4。
如果被从冷却部分4吸出，则使部分废气返回，其中废气17的返回分量可以通过可调整的翻板29调整。在冷却部分4中的、在输送装置7和物体8上的加热废气17，在热交换器30中给出其部分热量到通往加热部分3的进气13流。因此，在加热装置21中需要较少的能量用于使进气13达到所期望的温度。通过热交换器30的进气13是新鲜空气。利用鼓风机31可以从热风隧道1的环境抽吸该新鲜空气并且输送到热风隧道1中。在此，新鲜空气可以通过预过滤器32。进入部分2和冷却部分4分别具有废气鼓风机33或34，通过废气鼓风机分别可以从热风隧道1输送废气15或17。在流过空气-空气热交换器30以后，要返回冷却部分的废气的至少一部分(然而可设想地也可以是所有废气)流过冷却器37，该冷却器将废气带到所期望的较低的温度。冷却器37优选实施为水-空气热交换器，其冷却能力优选能通过水流量调整。
仅新鲜空气40作为进气12被供给到进入部分2。该新鲜空气的一部分可以穿过预过滤器35。在各种情况下，这部分进气12穿过热交换器28，在那里该部分进气借助来自进入部分2的废气15的热量被加热。然后这部分新鲜空气40被供给到鼓风机22，所述鼓风机将由此产生的进气12供给到物体8。因为通过热交换器28预热的部分新鲜空气40可能被过多地加热，所以可以混合具有热风隧道1环境温度的另外的新鲜空气40，用于达到所期望的进气12的温度。未预热的进气12的分量可以通过翻板36的节流适当地调整。代替翻板36也可以使用滑阀或者其它节流元件。这也适用于冷却部分4中的翻板39。
通往进入部分2的废气排出装置的入口18与图1中的视图不同地布置在进入部分与加热部分之间的隔板5附近并且直接在输送装置7的、物体8位于其上的那部分的下方。相应地，通往冷却部分4的废气排出装置的入口20布置在加热部分3与冷却部分4之间的隔板壁5附近、直接在输送装置7的、物体8位于其上的那部分的下方。通过入口18或者说20的上述布置可以使从加热部分3溢流的空气10进入到入口18或者说20，使得借助在溢流的空气中含有的热量可以加热新鲜空气40到尽可能高的温度。
热风隧道1可以安置在地面50上，由此在图1中定义上面和下面。
图2示意性示出灌装和包装设备100的图示。这个设备100具有热风隧道1、灌装装置101和包装装置102。通过该设备100，输送装置7至少穿过热风隧道1并且至少穿过灌装装置101的部分延伸。这个输送装置也可以一直延伸到包装装置102。从包装装置102输出包装好的物体8，这在图2中示意性地通过箭头103表示。
Claims (10)
1.热风隧道(1)，具有输送装置(7)用于将要被加热的物体(8)输送通过该热风隧道(1)，
-其中，能对该热风隧道(1)的内部供给新鲜进气(40)并且能从该热风隧道(1)的内部吸出废气(15,17)，
-其中，所述物体(8)能在该热风隧道(1)的内部通过热的进气(12,13)被加热，并且
-其中，所述废气(15,17)的至少一部分能供给到空气-空气热交换器(28,30)，通过该空气-空气热交换器，用于该热风隧道(1)内部的进气(12,13)能借助来自吸出的废气(15,17)的热量而被加热。
2.如上述权利要求中任一项所述的热风隧道(1)，其中，有针对性地吸出的废气在流过该空气-空气热交换器以后至少部分地不再被导引到该热风隧道中。
3.如权利要求1或2所述的热风隧道(1)，其中，所述输送装置(7)在输送方向(11)上先后地穿过加热部分(3)和冷却部分(4)延伸，所述加热部分和所述冷却部分分别能被供应自己的进气(13,14)，其中，所述加热部分(3)具有比所述冷却部分(4)更高的温度，并且所述冷却部分(4)的废气(17)能通过空气-空气热交换器(30)用于加热所述加热部分(3)的进气。
4.如权利要求3所述的热风隧道(1)，其中，所述热风隧道(1)具有进入部分(2)，所述输送装置(7)在输送方向(11)上在所述加热部分(3)之前延伸穿过所述进入部分，并且该进入部分能被供应自己的进气(12)，其中，所述进入部分(2)的废气(15)能通过空气-空气热交换器(28)用于加热该进入部分(2)的进气(12)。
5.如上述权利要求中任一项所述的热风隧道(1)，其中，在用于该输送装置(7)的、处于该热风隧道(1)的具有彼此不同的温度的两个部分(2,3,4)之间的或者相对于该热风隧道(1)的外部的通道(60,61,62,63)上布置有带隔板调整装置(9)的隔板(5)，通过所述隔板调整装置能调整所述隔板(5)相对于所述输送装置(7)的间距。
6.如上述权利要求中任一项所述的热风隧道(1)，其中，空气-空气热交换器(28,30)或/和通往废气排出装置的入口(18,19,20)布置在从该热风隧道(1)的一部分(2,3,4)到该热风隧道(1)的具有另一温度的一部分(2,3,4)的过渡部上，尤其布置在该热风隧道(1)的加热部分(3)到另一部分(2,4)的过渡部上。
7.如上述权利要求中任一项所述的热风隧道(1)，其中，所述空气-空气热交换器(28,30)布置在所述输送装置(7)的输送所述要加热的物体(8)的那部分的下方。
8.如上述权利要求中任一项所述的热风隧道，其中，所述废气(15,17)被主动地吸出，尤其通过鼓风机(33,34)。
9.灌装机和/或包装机(100)，具有如上述权利要求中任一项所述的热风隧道(1)。
10.用于加热热风隧道(1)内部的进气的方法，其中，所述进气(12,13)通过空气-空气热交换器(28,30)以来自该热风隧道(1)内部的废气(15,17)的热量被加热。
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