DE202017102259U1 - Continuous furnace for heating material by means of microwaves - Google Patents
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Abstract
Durchlaufofen (4) zur Erwärmung von Material (2) mittels Mikrowellen, umfassend einen Behandlungsraum (7) zur Erwärmung des Materials (2), wobei im Behandlungsraum (7) ein oder mehrere Öffnungen (6) zur Einleitung der Strahlung (5) über Wellenleiter in den Behandlungsraum (7) angeordnet sind und/oder die Mikrowellenerzeuger im Behandlungsraum (7) direkt angeordnet sind, zumindest ein endlos umlaufendes Transportband (1, 8) zum Transport des Materials (2) durch den Durchlaufofen (4), und eine Platte (10), über welche das Transportband (1, 8) gezogen wird dadurch gekennzeichnet, dass das Transportband (1, 8) und die Platte (10) zumindest teilweise aus Materialien bestehen, die in einer triboelektrischen Reihe nahe beieinander oder identisch sind.Continuous furnace (4) for heating material (2) by means of microwaves, comprising a treatment space (7) for heating the material (2), wherein in the treatment space (7) one or more openings (6) for introducing the radiation (5) via waveguides are arranged in the treatment chamber (7) and / or the microwave generators in the treatment chamber (7) are arranged directly, at least one endless circulating conveyor belt (1, 8) for transporting the material (2) through the continuous furnace (4), and a plate ( 10), over which the conveyor belt (1, 8) is pulled, characterized in that the conveyor belt (1, 8) and the plate (10) consist at least partially of materials which are close to each other or identical in a triboelectric series.
Description
Die Erfindung betrifft einen Durchlaufofen zur Erwärmung von Material mittels Mikrowellen nach Anspruch 1.The invention relates to a continuous furnace for heating material by means of microwaves according to claim 1.
Bei der Herstellung von Werkstoffplatten, insbesondere Holzwerkstoffplatten aus lignozellulosehaltigem Material ist es bekannt das zu einem Vlies gestreute Material vor dem Verpressen in einer Presse vorzuwärmen. Durch die höhere Wärme zu Beginn der Verpressung benötigt die Presse weniger Zeit um das Vlies vollständig durchzuheizen. Entsprechend kann die Presse kürzer ausgelegt oder schneller betrieben werden. Bewährt haben sich insbesondere Heißluft- oder Dampfvorwärmsysteme oder die Verwendung von hochfrequenter Strahlung, beispielsweise Mikrowellen, zur Vorwärmung in Mikrowellen-Durchlauföfen, im folgenden Durchlaufofen genannt. Das physikalische Prinzip beruht auf der Umwandlung elektromagnetischer Energie in Wärmeenergie bei der Absorption der Mikrowellen durch das zu erwärmende Material.In the production of material plates, in particular wood-based panels made of lignocellulose-containing material, it is known to preheat the material scattered to a nonwoven before pressing in a press. Due to the higher heat at the beginning of the compression, the press needs less time to completely heat the fleece. Accordingly, the press can be made shorter or operated faster. In particular, hot-air or steam preheating systems or the use of high-frequency radiation, for example microwaves, for preheating in microwave continuous furnaces, referred to below as the continuous furnace, have proven successful. The physical principle is based on the conversion of electromagnetic energy into heat energy in the absorption of microwaves by the material to be heated.
So ist es beispielsweise aus der
Gegenüber der Verwendung von Dampfvorwärmsystemen hat die Verwendung von Mikrowellen den Vorteil, dass keine zusätzliche Feuchtigkeit in das zu verpressende Material während der Vorwärmung eingebracht wird. Bedingt durch die zusätzliche Feuchtigkeit, welche mit den Dampfvorwärmsystemen eingebracht wird, ist das Material vor dem Aufbringen auf das Transportband derart zu trocknen, dass die Maximalfeuchte des Materials vor dem Verpressen durch Hinzufügen von Feuchtigkeit, beispielsweise Dampf, nicht überschritten wird. Dies führt bereits in der Vorbehandlung des Materials zu einer intensiven Trocknung des Materials und einen hohen Energieverbrauch.Compared to the use of steam preheating systems, the use of microwaves has the advantage that no additional moisture is introduced into the material to be compacted during preheating. Due to the additional moisture which is introduced with the Dampfvorwärmsystemen, the material is to be dried prior to application to the conveyor belt such that the maximum moisture content of the material before pressing by adding moisture, such as steam, is not exceeded. This leads already in the pretreatment of the material to an intensive drying of the material and high energy consumption.
Bei der Verwendung von Mikrowellen oder Hochfrequenzstrahlung in einem Durchlaufofen zur Erwärmung des Materials kann auf ein intensives Trocknen des Materials unter Maximalfeuchte im Vorfeld verzichtet werden, was sich positiv auf die Energiebilanz auswirkt.When using microwaves or high-frequency radiation in a continuous furnace to heat the material can be dispensed with intensive drying of the material under maximum moisture in advance, which has a positive effect on the energy balance.
Bei bekannten Mikrowellenöfen, wie sie im Bereich der Gastronomie oder auch im Haushalt zum Einsatz kommen, ist üblicherweise eine hermetisch abgegrenzte Behandlungskammer vorgesehen, die nach außen hin bezüglich des Austretens von Mikrowellen dicht abzuschließen ist.In known microwave ovens, as used in the field of gastronomy or in the household, a hermetically delimited treatment chamber is usually provided, which is to be sealed off to the outside with respect to the leakage of microwaves.
Im Gegensatz hierzu wird bei dem hier beschriebenen Durchlaufofen das zu behandelnde Material auf ein für die Strahlung, insbesondere Mikrowellen, durchlässiges Transportband abgelegt und von diesem durch den Behandlungsraum transportiert, wobei das zu behandelnde Material sowohl von unten als auch ggf. von oben gleichmäßig mit Mikrowellen bestrahlt wird.In contrast, in the continuous furnace described here, the material to be treated is deposited on a for the radiation, especially microwaves, permeable conveyor belt and transported by this through the treatment room, the material to be treated both from below and possibly even from above evenly with microwaves is irradiated.
Problematisch ist dabei, dass das Transportband auf Grund der Anforderungen der Transparenz für Mikrowellenstrahlung aus Kunststoff besteht, beispielsweise aus Polyester, so dass es bei seiner Bewegung über einen die Wandungskammer nach unten abdeckenden Platte ggf. zu elektrostatischen Aufladungen kommen kann, da derartige Platte ebenfalls aus einem mikrowellendurchlässigen Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen, bestehen, so dass für eine homogene Erwärmung des Materials auch Strahlung unterhalb des Materials und somit unterhalb des Bodenbereiches in den Behandlungsraum eingebracht und von Material absorbiert werden kann.The problem is that the conveyor belt is due to the requirements of transparency for microwave radiation of plastic, such as polyester, so that it may possibly come to electrostatic charges during its movement over a wall chamber covering the bottom plate, as such plate also made a microwave transparent plastic, such as polypropylene, so that for homogeneous heating of the material and radiation below the material and thus can be introduced below the bottom area in the treatment room and absorbed by material.
Bei der Relativbewegung des Transportbandes gegenüber diesen Bodenbereichen kann es aufgrund triboelektrischer Effekte zur Trennung von Ladungen und damit zu einer elektrostatischen Aufladung kommen. Diese überträgt sich und wirkt sich auch auf das zu behandelnde Material. Dadurch tendieren einzelne aufgeladene Partikel des Materials dazu sich aus der Matte bzw. dem Vlies, insbesondere von dessen Oberfläche, während des Transports durch den Durchlaufofen, zu lösen.In the case of the relative movement of the conveyor belt relative to these floor areas, it may be due to triboelectric effects for the separation of charges and thus to an electrostatic charge. This transmits and also affects the material to be treated. As a result, individual charged particles of the material tend to dislodge from the mat, particularly from its surface, during transport through the continuous oven.
Derart gelöste Partikel setzen sich dann innerhalb des Behandlungsraumes insbesondere an exponierten Stellen ab. Hier bilden sich entsprechende Agglomerate. Diese können zu Betriebsstörungen unterschiedlichster Art führen, sei es, dass sie eine gleichmäßige Verteilung der Mikrowellen innerhalb des Behandlungsraumes stören, sei es, dass sie wachsen und sich ab einer bestimmten Größe lösen und auf den Materialkuchen zurückfallen, was in diesem zu unerwünschten Ungleichmäßigkeiten führen kann, oder sei es sogar, dass sie sich bei ungünstigen Konstellationen entzünden.Such dissolved particles then settle within the treatment room, especially at exposed locations. Here form corresponding agglomerates. These can lead to malfunctions of various kinds, be it that they disturb a uniform distribution of microwaves within the treatment room, be it that they grow and detach from a certain size and fall back on the cake, which can lead to unwanted irregularities in this, or even that they ignite in unfavorable constellations.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein derartiges Ansammeln von elektrostatisch aufgeladenen Partikeln innerhalb des Behandlungsraumes zu verhindern.Object of the present invention is therefore to prevent such accumulation of electrostatically charged particles within the treatment room.
Diese Aufgabe wird für den Durchlaufofen erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Transportband und die Platte zumindest teilweise aus Materialien bestehen, die in einer triboelektrischen Reihe nahe beieinander oder identisch sind.This object is achieved for the continuous furnace according to the invention in that the conveyor belt and the plate at least partially made of materials that are close to each other or identical in a triboelectric series.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die unerwünschten elektrostatischen Aufladungen insbesondere dann zustande kommen, wenn zwei verschiedene, zunächst elektrisch neutrale Materialen in Berührung gebracht, aneinander gerieben und wieder getrennt werden. Hierbei geben manche Materialien Elektronen ab und werden dadurch positiv aufgeladen, während andere Materialien Elektronen aufnehmen und dadurch einen negativen Ladungsüberschuss erhalten.The invention is based on the finding that the undesirable electrostatic charges occur, in particular, when two different, initially electrically neutral materials are brought into contact, rubbed against each other and separated again. In this case, some materials emit electrons and are thereby positively charged, while other materials absorb electrons and thereby receive a negative charge surplus.
Eine bevorzugte triboelektrische Reihe besteht insbesondere aus den Materialien Latex-Asbest-Glas-Glimmer-Nylon-Wolle-Blei-Seide-Aluminium-Papier-Baumwolle-Stahl-Holz-Hartgummi-Nickel/Kupfer-Messing/Silber-Acetatseide-Polyester-Polyurethan-Polyethylen-Polypropylen-PVC-Silikon-Polytetraflurethylen-Teflon. In dieser triboelektrischen Reihe werden die zuerst genannten Materialien von einem nachfolgend genannten Kontaktpartner positiv aufgeladen, während Partner aus dem hinteren Bereich von zuvor genannten Kontaktpartnern einen Elektronenüberschuss erhalten. Je weiter ein Paar von Materialien für das Transportband und die Platte in der Liste voneinander entfernt ist, desto stärker ist eine Bildung von elektrostatischen Aufladungen und desto bevorzugter nehmen die Materialien die Ladungen auf bzw. geben die Materialien die Ladungen ab.A preferred triboelectric series consists in particular of the materials latex-asbestos-glass-mica-nylon-wool-lead-silk-aluminum-paper-cotton-steel-wood-hard-rubber-nickel / copper-brass / silver-acetate-silk-polyester-polyurethane -polyethylene polypropylene PVC silicone-polytetrafluoroethylene Teflon. In this triboelectric series, the first-mentioned materials are positively charged by a contact partner mentioned below, while partners from the rear region of the aforementioned contact partners receive an excess of electrons. The further away a pair of materials for the conveyor belt and the plate in the list are from each other, the stronger is the formation of electrostatic charges and the more preferably the materials absorb the charges and the materials release the charges, respectively.
Um dies zu verhindern wird erfindungsgemäß eine Paarung von innerhalb der aufgeführten Reihe nahe zusammenstehenden oder identischen Materialien gewählt.In order to prevent this, according to the invention, a pairing of within the listed range close together or identical materials are selected.
Besonders bevorzugt sind das Transportband und/oder die Platte aus einem für die Strahlung, insbesondere Mikrowellen, durchlässigen Material.Particularly preferred are the conveyor belt and / or the plate of a permeable to the radiation, in particular microwaves, material.
Insbesondere wenn eines der genannten Materialien dabei nicht mikrowellendurchlässig ist, kann aus diesem ein Gitter oder ein Gewebe oder Netz gebildet werden, deren jeweils freien Räume aufgrund ihrer Abmessungen für Strahlung, insbesondere Mikrowellenstrahlung durchlässig sind. Dieses Gitter, Gewebe oder Netz wird dann als Transportband und/oder für die Platte, über welche das Transportband bewegt wird, genutzt. So kann einerseits eine elektrostatische Aufladung verhindert werden und andererseits kann die Strahlung, insbesondere die Mikrowellenstrahlung, durch das Transportband und die Platte hindurchtreten und das auf dem Transportband aufliegende Material erwärmen.In particular, if one of said materials is not permeable to microwave, a grid or a fabric or network can be formed from this, the respective free spaces are permeable due to their dimensions for radiation, in particular microwave radiation. This grid, fabric or net is then used as a conveyor belt and / or for the plate over which the conveyor belt is moved. Thus, on the one hand, an electrostatic charge can be prevented and, on the other hand, the radiation, in particular the microwave radiation, can pass through the conveyor belt and the plate and heat the material lying on the conveyor belt.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Transportband und/oder die Platte, die aus innerhalb der triboelektrischen Reihe zueinander beabstandeten Grundmaterialen bestehen, auf der oder den einander zugewandten Seiten mit einer Beschichtung aus einem Material zu versehen, das in der triboelektrischen Reihe dem Material des Gegenpartes näher ist als das Grundmaterial und/oder mit dem Material des Gegenpartes übereinstimmt.In a further development of the invention, it is proposed to provide the conveyor belt and / or the plate, which consist of base materials spaced apart from one another within the triboelectric series, on the side or sides facing one another with a coating of a material which in the triboelectric series is the material the counterpart is closer than the base material and / or coincides with the material of the counterpart.
Grundsätzlich kann eine derartige Beschichtung vollflächig, aber auch lediglich gitter-, gewebe- oder netzförmig ausgeführt sein, um einen direkten Reibkontakt zwischen den Grundmaterialien von Transportband und Platte zu verhindern.Basically, such a coating over the entire surface, but also be carried out only lattice, tissue or net shape, to prevent direct frictional contact between the base materials of conveyor belt and plate.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet aus, dass vor und/oder nach dem Behandlungsraum eine Absorptionskammer angeordnet ist. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass Strahlung, welche nicht vom Material absorbiert wird, auch nicht aus dem Durchlaufofen austreten kann.A preferred embodiment is characterized in that an absorption chamber is arranged before and / or after the treatment space. In this way it can be ensured that radiation which is not absorbed by the material can not escape from the continuous furnace either.
Alternativ oder in Kombination ist die Platte in dem Behandlungsraum und/oder in der Absorptionskammer angeordnet. Die, insbesondere mikrowellendurchlässige Platte wird bevorzugt im Behandlungsraum angeordnet, wenn das Material bevorzugt von beiden Flächenseiten mit Mikrowellen bestrahlt werden soll. Die Verwendung von Platten in der Absorptionskammer kann einerseits zum Transport des Materials über eine unterhalb des Materials angeordnete Absorptionskammer dienen, aber auch zur Abschirmung der Absorptionskammern vor Staub und anderen störenden Partikeln.Alternatively or in combination, the plate is arranged in the treatment space and / or in the absorption chamber. The, in particular microwave transparent plate is preferably arranged in the treatment room, if the material is preferably to be irradiated from both sides of the surface with microwaves. The use of plates in the absorption chamber can on the one hand serve to transport the material via an absorption chamber arranged below the material, but also to shield the absorption chambers from dust and other interfering particles.
Vorzugsweise sind Deionisationselemente zur Ableitung von Ladung vom Transportband und/oder von der Platte angeordnet. So können Ladungen, welche trotz der Wahl der Materialien für Transportband und Platte nach der triboelektrischen Reihe Ladungen erzeugen, vom Transportband und/oder der Platte abgezogen werden.Deionization elements are preferably arranged to dissipate charge from the conveyor belt and / or from the plate. Thus, charges which produce charges despite the choice of conveyor belt and plate materials after the triboelectric series can be withdrawn from the conveyor belt and / or the plate.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Transportband zumindest teilweise antistatisch ausgebildet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass in den Kunststoff des Transportbandes Metall- oder Kohlefaserfäden eingebettet sind oder dass im Transportband Stoffketten zur Leitung der Ladung vorhanden sind.An alternative embodiment provides that the conveyor belt is at least partially antistatic. This can be achieved, for example, that in the plastic of the Transport belt metal or carbon fiber threads are embedded or that in the conveyor belt fabric chains are present to direct the charge.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigt:
-
1 die Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
-
1 the schematic diagram of a device according to the invention.
In der
Bei Bedarf kann dabei die Oberseite des Materials
Im Behandlungsraum
In Produktionsrichtung
Im Bereich des Behandlungsraumes
Da das Transportband
Um diese zu verringern oder zu vermeiden werden das Material des Transport - bandes 1 und das Material der Platte
Weiter können auch Deionisationselemente zur Ableitung von Ladung vom Transportband und/oder von der Platte angeordnet sein. So können Ladungen, welche trotz der Wahl der Materialien für Transportband und Platte nach der triboelektrischen Reihe Ladungen erzeugen, vom Transportband und/oder der Platte abgezogen werden. Als Deionisationselemente können beispielsweise Elektroden, Umlenkrollen oder Bürsten Anwendung finden, welche im Bandlauf des Transportbandes
Falls das ausgewählte Material als solches nicht für die Strahlung
Durch die Lücken bzw. Löcher in derartigen Gittern, Netzen oder Geweben kann die Strahlung
Bei hier nicht dargestellten Ausführungsformen ist das Transportband
Bei dieser Ausführungsform werden die Eigenschaften des Transportbandes
Insbesondere kann eine solche Beschichtung auch aus demselben Material wie das Grundmaterial des Gegenpartes bestehen, also bei einer Beschichtung an dem Transportband
Auch auf diese Weise wird die Bildung von elektrostatischen Aufladungen wirksam verhindert.Also in this way the formation of electrostatic charges is effectively prevented.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Transportbandconveyor belt
- 22
- Materialmaterial
- 33
- Produktionsrichtungproduction direction
- 44
- DurchlaufofenContinuous furnace
- 55
- Öffnungenopenings
- 66
- Strahlungradiation
- 77
- Behandlungsraumtreatment room
- 88th
- Transportbandconveyor belt
- 99
- Absorptionskammerabsorption chamber
- 1010
- Platteplate
- 1111
- Absorptionselementabsorbing element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: HARTDEGEN, ANTON, DIPL.-ING.(FH), DE |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R157 | Lapse of ip right after 6 years |