DE2518007A1 - Ofensystem zur kontinuierlichen thermischen behandlung eines materials - Google Patents

Description

DIVL-INS. W. SC. HÖGER - STELLRECHT - GRIES3BACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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22.April 1975

Roper Corporation
1905 West Court Street Kankakee, 111. 60 901 /USA

Ofensystem zur kontinuierlichen thermischen Behandlung eines Materials

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ofensystem zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Materialien, bestehend aus einem länglichen Gehäuse, durch welches das Material befördert wird, mit einem Hauptheizbereich, mit einer Einlassöffnung zur Einführung des Materials und einer Auslassöffnung zu dessen Entnahme, die Erfindung bezieht sich insbesondere auf industrielle

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Ofensysteme im grosser. Maßstab, bei denen die Erhaltung von Energie von wesentlicher Bedeutung ist.

Beispielsweise ist es bei öfen, die sich mit der Anfangsbehandlung und der Endbehandlung von mit Überzügen beschichteten Stahlbögen oder Blechen oder sonstigen flächigen Elementen beschäftigen, bekannt, dass sie enorme Wärmemengen erfordern, die sie jedoch nicht ausreichend wirksam auszunutzen vermögen. Die Verarbeitung einer üblichen Blechwicklung (beispielsweise mit einer Breite von 1,20 m und einer Dicke von 0,5 cm) mit einer Geschwindigkeit von etwa 122 m/min erfordert, dass das Metall in den öfen zur Vorbehandlung und "zur Endbehandlung Temperaturwerte von etwa 200 C bzw. 232 C annimmt. Nimmt man dann an, dass das Blech oder der zu behandelnde Streifen in den Ofen mit Umgebungstemperatur eintritt, dann liegt die von dem Stahl absorbierte Wärmemenge im Bereich von 3 Millionen BTU/Stunde (entsprechend etwa 750000 kcal) im Ofen für die Vorbehandlung (primer oven) und bei 3,5 Millionen BTU/Stunde (entsprechend etwa 880000 kcal/Stunde)bei dem Ofen für die Endbehandlung (finish coat oven). Da die bei der Vorbehandlung, d.h. bei der anfänglichen Grundierung oder Firnisauftragung und die beim anschliessenden Anstreichen oder Farbauftrag verwendeten Lösungsmittel häufig eine Wärmemenge aufweisen, die etwa gleich ist der von den Blechen absorbierten Wärme, sollte es durch Verwendung dieser Verbrennungswärme möglich sein,ein System zu schaffen, bei dem die zusätzlich erforderlichen Brennstoffmengen nur gering sind.

In der Praxis konnte dies jedoch aus einer Vielzahl von Gründen nicht erreicht werden. Ein Versuch,ein in der Weise wirksames

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Ofensystem zu entwerfen, kann das kontinuierliche Verdampfen des Lösungsmittels, das Verbrennen oder die Veraschung (incinerating) der mit dem Lösungsmittel beladenen Luft und die Rückzirkulierung der verbrannten Luft umfassen, um die erforderliche Ofenwärme für die Verdampfung und für das Einbrennen zur Verfügung zu stellen. Ein Problem hierbei ist, dass die vollständige Rückzirkulierung zum Aufbau von nicht mehr hinnehmbaren Konzentrationen an Kohlendioxid und Wasserdampf führt. Darüber hinaus ist die vollständige Rückzirkulierung nicht möglich, da zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden Sauerstoffgehaltes für die Verbrennung Frischluft eingeführt werden muss, auch ist ein ausreichender Sauerstoffgehalt für die Aushärtung vieler Arten von Emaillen und ßeschichtungen erforderlich.

Unter dem Bewusstsein, dass aufgrund dieser Darlegungen ein Ofensystem die Einführung von Frischluft erforderlich macht und dass ein äquivalentes Volumen an verbrannter Luft zur Atmosphäre entlassen werden muss, besteht das Problem darin, die Wärme der heissen verbrannten Luft in wirksamer Weise auf die frische Luft zu übertragen und auf diese Weise ohne Wärmeverluste die Einführung von Frischluft zu ermöglichen. Nimmt man jedoch an, dass ein wirksamer Wärmeübergang durchgeführt werden kann, dann bleibt noch immer das Problem der durch Lecken, also durch Falschluft hervorgerufenen Einführung von zusätzlicher und ungewünschter kalter Luft in das System. Da sich in dem Ofensystem keine Luft ansammeln kann und jede Luft, die das System verlässt, im wesentlichen vollständig verbrannt werden muss, um die Menge an giftigen Bestandteilen und Verunreinigungen zur Vermeidung von Umweltverschmutzungen

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zu reduzieren, bildet in das System einleckende Kaltluft der Grund für mögliche grosse Wärmeverluste des Systems. So führen bei einem Ofen, der eine Verbrennung bei etwa 700 C durchführt jeweils tausend Kubikfuss von pro Minute eindringender oder einleckender. Uingebungsluft, die in das System eingesaugt oder hineingeblasen werden, zu einem Wärmeverlust oder einer Wärmeentnahme des Systems von etwa 1,4 Millionen BTU/Stunde {entsprechend etwa 305000 kcal/Stunde), und zwar unter der Annahme, dass dieses System in jeder anderen Hinsicht einen hohen Wirkungsgrad hat.

Betrachtet man dann noch den Umstand, dass solche Öfen, die für die Vorbehandlung und das Einbrennen (priming and baking) verwendet v/erden, notwendigerweise zur Ermöglichung eines ökonomischen Betriebs gross sind, nämlich häufig mehr als 30 κι lang, mehr als 1,5 m breit, und mehr als 3 m hoch sind, dann sind die öffnungen an den Ofenenden, um sich Schwankungen und Veränderungen in der Blechkonfiguration anzupassen (dies können Verdrehungen, Verwerfungen oder ähnliches sein) häufig sehr gross und haben Abmessungen von beispielsweise etwa 1,50 m χ 90 cm bis 1,20 m. Die Schwierigkeiten, die daher bei der Kontrolle und Beherrschung des Eindringens an frischer Leckluft an den Ofenenden entstehen bzw. der Verlust an heisser Luft, der dadurch gebildet ist, führte zu dem Bedarf eines hinsichtlich seines Wärmehaushaltes beträchtlich verbesserten Systems.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Ofensystem zur vorzugsweise kontinuierlichen Behandlung von streifenförmigen Materialien zu schaffen, welches praktisch kaum

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Wärmeverluste aufweist und sich ira wesentlichen durch die Wärmeinhalte der auf den zu verarbeitenden Streifenmaterialien aufgebrachten Mischungen oder deren Lösungsmittel selbst unterhalt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs als bekannt vorausgesetzten Ofensystem und besteht erfindungsgemäss darin, dass angrenzend an mindestens eine dieser öffnungen Dichtmittel vorgesehen sind, um das Einlecken von Luft in das Ofengleichgewicht zu begrenzen, dass eine Heissluftquelle und mit ihr verbundene Heissluftzuführungsanordnungen vorgesehen sind, die sich in den Heizbereich des Ofens öffnen, dass ein Absaugsystem zur Abführung von Luft aus dem Ofen und eine brennstoffbeheizte Verbrennungsanordnung, deren Einlass mit dem Absaugsystem in Verbindung steht, zur Verbrennung und Erhitzung des aus dem Ofen abgeführten Luftstroms sowie ein regeneratives Wärmetauschersystem vorgesehen sind, welches zwischen dem Auslass der Verbrennungsanordnung und der Heissluftquelle zur Erhitzung frischer Luft angeordnet ist, ferner dass Regelanordnungen vorgesehen sind, um unabhängig zu den vorherrschenden Luftflussraten des Ofens das begrenzte Eindringen von Luft auf einem vorgegebenen Niveau aufrechtzuerhalten, dass die Heissluftquelle im wesentlichen die gesamten Wärmeanforderungen des Ofens erfüllt und dass die von dem Wärmetauschersystem stammende frische Luft, die durch den Wärmeinhalt der in der Verbrennungsanordnung erhitzten Luft erwärmt ist, mindestens einen Teil der Heissluft der Heissluf tquelle zur Verfügung stellt.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der

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Unteransprüche und in diesen niedergelegt bzw. können der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen entnommen werden.

Im folgenden werden daher anhand der Figuren Aufbau und Wirkungsweise von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Blockbilddarstellung in einer Seitenansicht eines nach erfindungsgemässen Gesichtspunkten ausgebildeten Ofensystems, die

Fig. 2a

und 2b sind Seitenansichten eines teilweise im Schnitt dargestellten Ofensysterns, das dem Ofen der Fig. 1 entspricht, jedoch aus Gründen eines besseren Verständnisses horizontal ausgebildet ist,

Fig. 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch die erste Verdampfungszone, die in Fig. 2a gezeigt ist und der Linie 3-3 entspricht,

Fig. 3a zeigt als Teilausschnitt einen Luftausgabekopf in Form eines Leiterelementes, und zwar entsprechend der Linie 3a-3a der Fig. 3,

Fig. 4 zeigt eine vergrösserte ausschnittsweise Schnittdarstellung entlang der Linie 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 zeigt in vergrösserter Schnittdarstellung das Innere der Dichtungszone und einer zugeordneten

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Messzone,

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 5 gezeigten Dichtungskanvmer entlang der Linie 6-6 in dieser Figur,

Fig. 7 zeigt in schematischer Seitenschnittansicht die Verbrennungsanordnung,

Fig. 8 zeigt als Teildarstellung ein anderes Ausführungsbeispiel eines Abluftregelsystems,

Fig. 9 zeigt in einer ausschnittsweisen Seitendarstellung die zweite Verdampfungszone mit einer Darstellung einer zugeordneten Luftzuführ-Regelanordnung und

Fig. 10 zeigt in schematischer Ausführung ein regeneratives Wärmetauschersystem, welches mit Vorteil bei vorliegender Erfindung angewendet wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren durch mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele genauer erläutert, wobei es sich jedoch versteht, dass die Erfindung in ihrem prinzipiellen Grundgedanken auf diese Ausführungsbeispiele nicht beschränkt ist sondern im Gegenteil auch in üblicher Weise äquivalenten Lösungen und Modifikationen zugänglich ist.

Der Fig. 1, die aus Gründen eines besseren Verständnisses bewusst sehr schematisch gehalten ist, lässt sich ein Ofensystem 10 zur kontinuierlichen thermischen Behandlung von Material entnehmen. Beim Ausführungsbeispiel läuft ein Metall-

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bogen, eine Blechfolie oder ein Blech 12 in Längsrichtung durch den Ofen 14 und wird dabei erhitzt; der Ofen selbst wird wiederum über seine Länge durch die Einführung von heisser Luft 16 an verschiedenen Stellen erwärmt. Wie im folgenden noch genauer beschrieben wird, ist der Ofen 14 funktionsmässig in verschiedene Zonen und Vorbereiche unterteilt, die allgemein als rechteckförmige Abschnitte vorgefertigt werden können und dann unter Verwendung üblicher Expansionsverbindungen oder Dehnungsdichtungen 15 zusammengesetzt werden können, wie in Fig, 1 gezeigt.

Die Bewegung des Bogens oder der Tafel 12 oder des sonstigen Materials, welches einer kontinuierlichen thermischen Behandlung unterworfen werden soll und welches im folgenden lediglich noch als Streifen bezeichnet wird, durch den Ofen erfolgt unter Spannung; dabei ist ein Bewegungsmechanismus oder Fördermechanismus für den Streifen vorgesehen, der koordinierte oder aufeinander abgestimmte Antriebs-Gegenbalancieranordnungen (drive bridle arrangements) 17 und 19 umfasst sowie Einlass- und Auslasslagerelemente für den Streifen, die an entgegengesetzten Enden des Ofens angeordnet sind und die Form von Rollen 21 und 23 aufweisen. Eine Beschichtung des Streifens auf beiden Seiten erfolgt vor seinem Durchlauf durch den Ofen und wird, wie in Fig. 1 dargestellt, an Beschichtungsstationen 25 und 27 durchgeführt.

Wie Fig. 1 zeigt,nimmt der Streifen die Form einer Kettenlinie oder einer Raupenkette, allgemein auf jeden Fall einer Bogenlinie an im Bereich zwischen den Lagerrollen 21 und 23, wobei die Auslassrolle 23 mit Bezug auf die Einlassrolle 21 höher liegt. Andererseits ist der unterste Punkt der Bogenlinie,

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die der Streifen annimmt, gegen das Vorderende des Ofens gerichtet, wobei der Neigungswinkel zur Horizontalen, den der Streifen im Bereich der Einlassrolle 21 annimmt, reduziert ist.

Die dargestellte Anordnung von Lagerelementen ist besonders zweckmässig, da sie die Verarbeitung von ausgebauchten oder gewölbten Streifenmaterial erleichtert, d.h. von Streifenmaterial, dessen eine Randkante langer als die andere ist und welches daher die Verwendung von geringen Förderspannungen erfordert, um eine Tendenz zur Verdrehung innerhalb des Ofens klein zu halten. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel können niedrige Spannungen verwendet werden, wobei die Beschichtungsstationen dennoch in unmittelbarer Nähe zum Boden angeordnet werden können, ein Merkmal, welches sowohl hinsichtlich der Wartung als auch vom Standpunkt der Kapitalkosten erwünscht ist.

Wie weiterhin noch Fig. 1 entnommen v/erden kann,, er folgt die Bewegung der Luft innerhalb des Ofens im Gegenstrom zur Laufrichtung des Bogens oder Streifens innerhalb des Ofens, wobei die Luftbewegung teilweise durch kontinuierliches Abziehen und Entfernen von Abluft 18 aus dem Ofen nahe an dessen Einlassende wie dargestellt bewirkt wird; die Abluft 18 wird dann verbrannt, verascht oder eingeäschert in einem Verbrennungs ofen oder in einer Veraschungsanordnung 20, die mit einer unabhängigen BrennstoffVersorgungsanordnung 22 versehen ist. Der Wärmegehalt dieser heissen veraschten Luft 24 wird dann mittels eines Wärmetauschers 28 auf die hereinkommende kalte frische Luft 26 übertragen, so dass zur Erwärmung des Ofens nunmehr heisse frische Luft 16 zur Verfugung steht, während

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die kalte veraschte Luft 29 mit im wesentlichen Umgebungstemperatur zur Atmosphäre entlassen wird.

Es versteht sich, dass dieses Gesamtofensystem 10 hinsichtlich seiner Energieausbeute bzw. Verwendung der zur Verfügung stehenden Energie von hoher Wirksamkeit ist. Der einzige Brennstoff, der erforderlich ist und zugeführt werden muss, ist der für die Veraschungsanordnung 20 (incinerator). Dieser Brennstoff braucht in nur relativ geringen Mengen zugeführt werden, nämlich dann, wenn in dem Hauptofen grössere Mengen an Lösungsmittel freigesetzt werden und daher dann in der Veraschungsanordnung als Brennstoff zur Verfügung stehen. Der optimale Wirkungsgrad des dargestellten Systems hängt jedoch von einer Anzahl von Faktoren ab. Diese Faktoren umfassen beispielsweise die Vermeidung der Einführung nicht notwendiger kalter Luft in den Ofen, wie dies an dessen Enden möglich ist und wodurch sich eine Verdünnung des Lösungsmittels ergibt und die wirksame Wärmeübertragung in Wärmetauschern. Die Vermeidung der Einführung kalter Luft ist am wesentlichsten dann, wenn praktisch nur ein geringer oder gar kein Lösungsmittelfluss im System vorhanden ist und daher der gesamte Wärmebedarf durch die Brennstoffzufuhr allein gedeckt werden muss.

DAS HEIZSYSTEM DES OFENS

Im folgenden wird nun genauer auf die Darstellung der Fig. 2a und 2b eingegangen, die auch zusammenfassend lediglich als Fig. 2 bezeichnet werden können. In Fig. 2 ist ein sich allgemein in horizontaler Richtung erstreckender Ofen 30 gezeigt,

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der von nicht dargestellten Lageranordnungen getragen ist und der kontinuierlich einen Metallstreifen oder Metallbogen oder ein Blech 32, welches zu Zwecken der Erläuterung gezeigt ist, brennt, ausheizt, sintert oder sonstwie thermisch behandelt. Wie weiter oben schon erwähnt nimmt jedoch der Streifen bevorzugt die Form einer Kettenlinie (catenary) innerhalb des Ofens an und es versteht sich daher, dass im praktischen Ausführungsbeispiel auch der Ofen dieser Form angepasst ist. Die kontinuierliche Bewegung des Streifens durch den Ofen 30 wird von üblichen, aufeinander abgestimmten Antriebslageranordnungen (drive bridle means) bewirkt, wobei vor Eintritt in den Ofen auf beide Seiten des Streifens eine Beschichtung, die üblicherweise in einem organischen Lösungsmittel gelöst oder dispergiert ist, aufgetragen wird.

Der in Fig. 2 dargestellte Ofen 30 umfasst ein längliches, offenendiges Gehäuse, welches einen Hauptheizbereich für den Streifen bildet; dieser Hauptheizbereich zerfällt wieder in Paare von Verdampfungszonen, Heizungszonen und eine Endzone. Bei dem Durchlauf des Streifens durch den Ofen erfolgt die Verdampfung oder Verdunstung der Lösungsmittel oder ähnlicher Materialien in der Beschichtung zunächst in den dargestellten Verdampfungszonen; der hauptsächliche Wärmeübergang auf den Bogen geschieht dann in den Heizungszonen, wo auch die Aushärtung der Beschichtung erfolgt, und/oder zusätzliche Wärme wird dann noch in der dargestellten Endzone übertragen. Übliche Abkühlmittel, die nicht dargestellt sind, beispielsweise eine Abschreckung mittels Wasser, sind dann noch vorgesehen, um den Bogen nach seinem Austritt aus dem Ofen abzukühlen.

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Um dem Ofen Wärme oder Hitze zuzuführen, ist eine unter niedrigem Druck stehende Heissluftquelle vorgesehen, die teilweise von der Hauptverteilerleitung 34 gebildet ist. Wie den Fig. 2 und 3 entnommen v/erden kann, ist diese Hauptverteilerleitung 34 über Zuführungsleitungen 36a bis 36e mit den jeweiligen Zonen des Ofens 30 verbunden; jede Zuführungsleitung öffnet sich in ein Paar Zoneneinlasslsitungen 38a bis 38e und versorgt diese. Die Zoneneinlassleitungen 38a bis 38e erstrecken sich seitlich über den Ofen und sind parallel angrenzend zu den oberen und unteren Ofenflächen angeordnet. Die heisse Luft für den Ofen wird durch diese Zoneneinlassleitungen von der Hauptverteilerleitung 34 eingeführt und dringt, wie insbesondere der Darstellung der Fig. 4 entnommen werden kann, durch Schlitze 40a und 4Oe ein, die jeweils am Boden der Zoneneinlassleitungen 38a bis 38e angeordnet sind.

Wiederum unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird darauf hingewiesen, dass die Temperatur in den Ofenzonen von Thermoelementen 42a bis 42e abgetastet wird, die im Ofen angrenzend an den Einlassbereich jeder Zone angeordnet sind. Dabei erfolgt eine Temperaturregelung in einer Zone durch die Regelung oder Steuerung des durch die Zuführungsleitungen 36a bis 36e strömenden Heissluftvolumens. Zu diesem Zv/eck sind in den Zuführungsleitungen einstellbare Drosselglieder 44a bis 44e angeordnet, die den Zufluss an heisser Luft regeln und dadurch auch die Temperatur in der jeweiligen Ofenzone beeinflussen. In üblicher Weise erfolgt die Temperatursteuerung in jeder Zone dadurch, dass die Ausgangssignale von üblichen, nicht dargestellten und mit jedem der Thermoelemente 42a bis 42e verbundenen Transmitter mit jeweiligen Temperaturreglern 46a bis 46e

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verbunden sind; deren Ausgangssignale steuern dann unabhängig voneinander die Positionen der Dämpfungsglieder 44a bis 44e in den jeweiligen Zuführungsleitungen 36a bis 36e, um die Temperatur jeder Zone konstant auf voreingestellten Werten zu halten. Geeignete Regelgeräte hierfür v/erden beispielsweise von der Firma "Leeds & Northrup Co." unter der Bezeichnung "Electromax III" vertrieben.

Beim Betrieb sind die Voreinstellpunkte für die Temperaturregler so bestimmt, dass sich eine geeignete Lösungsmittelverdampfung und Erhitzung des Streifens ergibt, wobei von schon vorher bekannten Parametern wie die Dicke des zu behandelnden Streifens, seiner Geschwindigkeit, der verwendeten Schichtung und dergleichen ausgegangen wird. Die automatische Temperaturregelung in den Zonen stellt einwandfreie Arbeitsbedingungen sicher und hält diese aufrecht, beispielsweise auch dann, wenn die Temperatur oder der Druck der zugeführten Heissluft sich verändert.

DAS ABLUFTSYSTEM DES OFENS

Des weiteren lässt sich der Darstellung der Fig. 2 entnehmen, dass ein im Gegenstrom arbeitendes, kaskadenförmiges Luftablenksystem vorgesehen ist, um kontinuierlich Abluft aus dem Ofen abzuführen. Zu diesem Zweck wird Abluft mit Hilfe eines Ventilators 48 durch eine Abluftleitung 5O aus dem Ofen abgesaugt, die mit oberen und unteren Abluftkammern 51 und 53 in der Abluftvorkammer in Verbindung steht. Wie dargestellt,befindet sich die Abluftvorkammer nahe dem vorderen Ende des Ofens unmittelbar vor der ersten Verdampfungszone, so dass beim

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Betrieb das Abluftsystem kaskadenartig abgelenkte oder erfasste Luft durch die gesamte Länge des Ofens im Gegenstrom zur Streifenbewegung abzieht. Dieses ist ein wesentliches Merkmal vorliegender Erfindung. Da zu bestimmten Zeiten grosse Luftmengen durch die Verdampfungszonen bewegt werden müssen, um Lösungsmittel und dergleichen zu entfernen und um in diesen Zonen ausreichend niedrige Lösungsmittelkonzentrationen aufrechtzuerhalten, um so die Gefahr von Explosionen klein zu halten, wird häufig zusätzliche Luft zu der, die lediglich für die Aufrechterhaltung der Temperatur erforderlich ist, benötigt. Das Absaugen oder die Entfernung der gesamten Luft vom Einlassende des Ofens führt zu dem Ergebnis, dass ein Luftvolumen, welches gleich ist der gesamten in dem Ofen zu Wärmezwecken eingeführten heissen Luft als Absaugluft oder Reinigungsluft (sweep air) für die Verdampfungszonen zur Verfügung steht. Dadurch ergibt sich nicht die Notwendigkeit, in das System kalte frische Luft einführen zu müssen bzw. diese Notwendigkeit wird äusserst klein gehalten; die Einführung von kalter Luft in das System würde gleichzeitig die Notwendigkeit umfassen, einen gleichen Anteil heisser Luft freizusetzen, wodurch es zu entsprechenden Wärmeverlusten kommt.

Darüber hinaus gibt es für jede Metalldicke, jedes Material und jede Geschwindigkeit sowie für jedes Beschichtungsmaterial und dessen Dicke eine Grenztemperatur, auf welche die Temperatur der Verdampfungszone nur angehoben werden kann, ohne dass man Blasenbildung oder sonstige Defekte und Beschädigungen des Films in Kauf nehmen muss. Daher ist die einfache Vergrösserung des Heissluftflusses zu den Verdampfungszonen

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nicht ausreichend, um die notwendige Ausräumung oder Spülung dieser Zonen zu bewirken. Bei dem dargestellten System lässt sich jedoch gleichzeitig eine Temperaturkontrolle und die Versorgung mit dem notwendigen Spülluftvolumen durchführen. Während der Zeit, während welcher die in die Erhitzungszonen eingeführte heisse Luft die Verdampfungszohen erreicht, hat sie sich auf eine für diese Zonen angemessene Temperatur abgekühlt und bildet dann die Spülluft oder Ablenkluft (sweep air) für dieses System. Im folgenden wird die für die Aufrechterhaltung eines ausreichend niedrigen Lösungskonzentrationsspiegel durch die Verdampfungszonen strömende Luft

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lediglich noch als Spül- bezeichnet. Darüber hinaus gelingt es gemäss einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung aufgrund des Umstandes, dass bei dem dargestellten Gegenstrom-¹ abluftsystem die gesamte Abluft an einem einzigen Punkt am Einlass des Ofens abgezogen wird, die Sicherheitsrisiken, die in Vergleich mit anderen solchen öfen existieren, bei denen die Abluft von verschiedenen Punkten abgezogen wird, klein zu halten. Da bei dem dargestellten Kaskadensystem das gesamte Abluftvolumen durch die gesamte Länge des Ofenbereichs fliesst, in welchem Lösungsmittel verdampft wird, ist es infolgedessen unwesentlich, wo entlang dieses Ofenteils das Lösungsmittel verdampft wird. Im Gegensatz hierzu trifft dies nicht auf öfen zu, bei denen eine Vielzahl von Abluftabführungen vorhanden sind und bei denen zur Aufrechterhaltung von noch sicheren Lösungsmittelkonzentrationen diese abhängen von den Lösungsmittelbruchteilen, die in den verschiedenen Zonen verdampft und von den Bruchteilen, die aus diesen abgezogen werden.

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DIE ÜBERTRAGUNG VOM HOfIEM WÄRMEMENGEN AUF DEN STREIFEN

In Übereinstimmung mit einem weiteren wesentlichen Merkmal vorliegender Erfindung ist ein Heizsystem oder Wärmesystem vorgesehen, um eine konvektive Wärmeübertragung auf den Streifen durchzuführen, also eine Wärmeübertragung durch KonvektLonsströmung, und zwar in der Weise,- dass ein hoher KonvektLonskoeffizient durch das Auftreffen der Luftstrahlen oder Luftströme erzielt wird, während gleichzeitig noch ein Längsfluss der Heizluft möglich ist. Zu diesem Zweck verfügt der Ofen 30 über mit öffnungen versehene Heissluft-Ausgabeköpfe, die zu beiden Seiten des Streifen, Materials oder des Bleches angeordnet sind und sich im wesentlichen gleichzeitig mit diesem über dessen Breite erstrecken und die das Auftreffen von heisser Luft in Form von Strahlströmen (jet streams) auf die Streifenoberflächen in einer im wesentlichen zu diesen senkrechten Richtung mit hoher Geschwindigkeit bewirken. Um dieses im wesentlichen senkrechte und von dem allgemeinen Längsfluss der Heizluft nicht beeinträchtigte Auftreffen der Luft auf das Blech oder den Streifen zu bewirken, sind die Ausgabeköpfe auf Zwischenhöhen innerhalb des Ofens in der Weise angeordnet, dass der Ofen in mit Hilfe von Konvexion arbeitenden Bereichen angrenzend zu den Oberflächen des Streifenmaterials und in Bereiche unterteilt wird, in denen ein Längsfluss der Luft stattfindet und die sich zwischen den Ausgabeköpfen und dem Oberteil und dem Boden des Ofens befinden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel haben die

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Ausgabeköpfe die allgemeine Form von einzelnen hohlen Leitern, v/ie der Darstellung der Fig. 2 in Verbindung mit der Darstellung der Fig. 3 und 3a entnommen v/erden kann; diese Leitern, die oberhalb und unterhalb des Streifens angeordnet sind, verfugen über Seitenstücke 57a bis 57e und 59a bis 59e, die die Luft den Sprossen 60a bis 6Oe und 62a bis 62e zuführen, die die Leitern verbinden; die Leitern sind in jeder Zone angeordnet und erstrecken sich im wesentlichen über deren Länge, wobei die aufgrund einer Konvektion arbeitenden, so gebildeten Bereiche oberhalb und unterhalb des Streifens mit den Bezugszeichen 63 und 65 versehen sind. Um die hier unter hohem Druck stehende heisse Luft in diese Arbeitsbereiche und auf die Streifenoberflächen einzuführen bzw. aufzubringen, und zwar in Form von Hochgeschwindigkeits-Strahlströmen, erstrecken sich die Sprossen der Leitern quer zu diesen Zonen über eine Breite, die etwas grosser als das zu verarbeitende Blech oder der zu bearbeitende Streifen ist und weisen, wie der Fig. 3a gesondert entnommen v/erden kann, an den Flächenbereichen, die den Streifen zugewandt sind, kleine öffnungen 67 auf.

Zur Zuführung der Luft an die Ausgabeköpfe ist für jede Zone ein Luftzirkulationssystem vorgesehen. So erfolgt, wie Fig. 2 entnommen werden kann, die Entnahme oder der Abzug heisser Luft aus einer Zone mit Hilfe von Gebläsen 52a bis 52e über Paare von Abluftkammern 5 4a bis 54e, die in jeder Zone angeordnet sind und die sich seitlich oder quer über die Ofenzonen erstrecken und angrenzend an den Ofenober- und den Ofenunterteil angeordnet sind. Jedes Paar von Abluftkammern ist über Leitungen 56a bis 56e mit der Saugseite seines zugeordne-

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ten Gebläses verbunden, wobei zur Erzielung eines gleichen Druckabfalls und zur Sicherstellung gleichförmiger Heissluftentnahme über die Länge der Luftkammer deren Einlassoberflächen, wie die Fig. 3 bis 4 darstellen,in Form von perforierten Platten 58a ausgebildet sind oder über solche Platten verfügen. Die aus den Zonen über die Leitungen 56a bis 56e abgezogene Heissluft v/ird dann über Einlassleitungen 6 4a bis 64e durch die Leitern in diese Zonen zurückbefördert; diese Einlassleitungen 64a bis 64e öffnen sich jeweils in die sich in Längsrichtung erstreckenden Seitenteile beider in jeder Zone angeordneten Leitern.

Der KonvdttLonskoeffizient der Wärmeübertragung reagiert in bescheidenem Masse auf Änderungen in der Geschwindigkeit der in den Arbeitsbereichen vertikal auftreffenden Luft. Daher bildet das dargestellte, mit Strahlströrien arbeitende System zusätzlich zu einer wirkungsvollen Erhitzung des Streifens ein schnelles und zweckmässiges Mittel zur Kompensation von Änderungen in der Dicke des Blechstreifens oder von Änderungen des Aushärtepotentials der Beschichtungsmaterialien, ohne dass es erforderlich ist, die Laufgeschwindigkeit oder die Ofentemperatur zu ändern. Zu diesem Zweck und zur komplikationslosen Anpassung weisen die Leitungen 56a bis 56e einstellbare Dämpfungsglieder 66a bis 66e auf, die von Druckreglern 68a bis 68e betätigt werden. Durch einfache Dämpfungsgliedeinstellung kann die Auftreffgeschwindigkeit der Luft auf den Streifen geändert werden, wodurch sich wiederum in schneller Anpassung der Konvtktionskoeffizient der Wärmeübertragung zur Bewirkung der geeigneten gewünschten Erhitzung modifizieren lässt.

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Wenn die Strahlströme der Heizluft relativ lang sind, d.h. ein Verhältnis von Länge zum Durchmesser des Strahlstroms von mehr als 8 überschreiten (wie dies der Fall bei einem Kettenlinienofen sein muss, der einen ausreichenden Raum zur Verfügung stellt, innerhalb welchem auch ein Streifen von schlechter Form sich ohne Abschürfungen verdrehen kann) dann sind diese Strahlströme leicht in der Lage, von Luftströmen, die mehr oder weniger im rechten Winkel zu den Achsen der Strahlströme fliessen, abgelenkt zu werden. Die sich ergebende Reduzierung des Wärmeübertragungskoeffizienten aufgrund eines solchen "Querstromflusses" kann leicht einen Wert von 70% erreichen. Um nun die durch die Zoneneinlassleitungen 38a bis 38e und aus angrenzenden Zonen in den Ofen eingeführte Niederdruck-Heizluft daran zu hindern, die durch Konvektion bewirkte Wärmeübertragung in dieser widrigen Weise zu beeinflussen, sind, wie den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, die Zoneneinlassleitungen ausreichend oberhalb und unterhalb der Arbeitsbereiche angeordnet, wobei die Schlitze in einer der Bewegungsrichtung des Streifens entgegengesetzten Richtung geneigt sind. Durch eine solche Anordnung wird die unter niedrigem Druck, jedoch eine hohe Temperatur aufweisende Luft dazu veranlasst, die Zonen mit einem in eine Längsrichtung verlaufenden Bewegungsmoment zu betreten, so dass der gewünschte Gegenfluss der Luft ausserhalb der Arbeitsbereiche auftritt, die von den Leitern und dem Streifenmaterial definiert sind. Bei einer zusätzlichen Bewegungsgrösse in Längsrichtung kann mit Hilfe von Perforationen oder Durchbrechungen in einiger der Leiternsprossen des Strahlstromsystems erzielt werden, und zwar in der Weise, dass nunmehr kleine Ströme in einer weitgehend horizontalen Richtung und in einer zum

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Streifen abgewandten Richtung austreten. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Luftlängsfluss innerhalb des Ofens nicht mit dem vertikalen Auftreffen von Hochgeschwindigkeits-Heissluft in Konflikt gerät, so dass es gelingt, die gewünschten hohen Koeffizienten der Konvektionswärmeübertragung zu erhalten.

Abgesehen von den Schwierigkeiten bei der Äufrechterhaltung eines im wesentlichen vertikalen Auftreffens ergeben sich möglicherweise noch Schwierigkeiten durch die Verwendung von langen Luftstrahlströmen bei der Erzielung einer gleichmässigen Erhitzung in Querrichtung über die Breite des Streifens. Eine ungleichmässige Erhitzung kann dann auftreten, wenn der Luftabzug aus der Ofenzone pro Breiteneinheit quer über den Streifen nicht gleichförmig durchgeführt wird. Um eine gleichförmige Ouerheizwirkung zu erzielen, muss nicht nur der Druckabfall durch die Öffnungen der Ausgabeköpfe um ein Vielfaches grosser sein als der Druckabfall von einem Ende des Ausgabekopfs zum anderen, die Ausgabeköpfe müssen auch bevorzugt in einer offenen Elementreihe wie bei den dargestellten Leitern angeordnet sein, wobei der offene Bereich zwischen den die Luft zuführenden Ausgabeköpfe mindestens 60% der projizierten Fläche der Reihe der Elementköpfe beträgt. Auf diese Weise gelingt es einen eher vertikalen als seitlichen Luftrückführpfad vorzusehen.

DIE VERHINDERUNG ODER VERRINGERUNG DES EINDRINGENS VON LUFT IN DEN OFEN

Da die Einführung kalter frischer Luft in das Ofensystem zu

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einem beträchtlichen Wärmeverlust führt, stellt die Einschränkung oder Verhinderung des Eindringens von Luft an den Enden des Ofens ein weiteres wesentliches Merkmal vorliegender Erfindung dar. Da bei dem dargestellten System ein Druckdifferential oder ein Druckunterschied zwischen dem Oföninneren und dem Ofenaussenbereich existiert, besteht ein Hauptproblem darin, das Eindringen von Luft zu eliminieren oder auf einem vorbestimmten! geregelten geringem Wert aufrechtzuerhalten, obwohl sich an dem Ofenende sehr grosse öffnungen befinden, die erforderlich sind, um ein Ankratzen oder Abschürfen der bemalten oder beschichteten Oberflächen des Streifens zu verhindern, wenn der Streifen eine schlechte Formgebung aufweist oder verdreht ist.

Wesentlich ist bei diesem erfindungsgemässen Gesichtspunkt die Fähigkeit, den Anteil an Kaltluft zu bestimmen, der an den Ofenenden eingeführt wird. Im besonderen ist die Fähigkeit von Bedeutung das Eindringen von Luft am Auslassende des Ofens unabhängig zu dem, was am Einlassende geschieht, auf einen gewünschten Wert zu begrenzen und festzulegen, da diese Luft letztendlich durch die gesamte Ofenlänge fliesst und für eine zusätzliche Ventilation sorgt, die beispielsweise dann benötigt wird, wenn die Lösungsmittelkonzentrationen exzessiv werden. Im Gegensatz dazu ist am Einlassende des Ofens angrenzend zur Abluftkammer eindringende Luft nicht zur Reduzierung des Lösungsmittelgehalts im Ofen selbst verfügbar und bildet lediglich einen echten Verlust in dem System und es sollte daher weitestgehend vermieden werden, d.h. nicht mehr als 500 bis 1000 SCFM (Standard cubic foot/minute) betragen.

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Fig. 2 kann entnommen werden, dass der Anteil der am Vorderende des Ofens eindringenden Luft durch die dargestellte Dichtungskammer kontrolliert wird, die, wie insbesondere den Fig. 5 und 6 entnommen werden kann über sich in seitlicher Richtung oder (Verrichtung erstreckende Strahlvorhänge 70 und 72 zu beiden Seiten des Streifens 32 verfügt. Die Luft für diese Strahlvorhänge wird durch Abziehen von Luft durch die Abluftleitung 80 vom Oberteil und vom Boden der Dichtkammer mit Hilfe eines Gebläses 78 zur Verfugung gestellt, die durch die Zufuhrleitung 82 wieder den Düsenleitungen 70,72 der Strahlströmungssysteme zugeführt wird.

Wie in Fig. 5 gezeigt,verfügen die Düsenleitungen über Auslassöffnungen 86 und 88, die in Richtung auf den Mittelpunkt der Dichtungskammer gerichtet sind und auf diese Weise sowohl oberhalb als auch unterhalb des Streifens im wesentlichen identische, vorhangähnliche Luftströme erzeugen, die auf den Streifen gerichtet sind, jedoch in einer Richtung entgegengesetzt zu dessen Laufrichtung. In der Speiseleitung 82 für die Düsenleitungen sind einstellbare Dämpfungsglieder 94 angeordnet, die die Menge der durch die Düsen geblasene Luft kontrollieren und damit andererseits auch die Menge der vom Vorderende des Ofens in die AbIuftvorkammer eindringende Luftmenge. Wird daher beim Betrieb der Luftdurchfluss in der Speiseleitung 82 vergrössert, dann wird in einer Richtung entgegengesetzt zur Laufrichtung des Streifens und entgegengesetzt zu einem möglichen Eindringen von Fremdluft eine vergrösserte Menge von in ihrer Form vorhangähnliche Luft in die Dichtungskammer eingeführt. Die Einführung von einigen tausend Kubikfuss Luft pro Minute auf diese Art erbringt einen Druckunterschied

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zwischen der Abluftkammer des Ofens und der Dichtungskammer die mehrere Zehntel Zoll Wassersäule beträgt, wobei gleichzeitig ein Nettoeinfluss an Luft in die Abluftvorkammer verhindert wird.

Wie schon erläutert wird in die Dichtungskammor durch die Einlassöffnung für den Streifen eindringende Luft in erwünschter Weise für die Ofenheizung und Ventilation nach der regenerativen Wärmetaunchung mit frisch veraschter oder verbrannter Luft verwendet. Zu diesem Zweck weist das Gebläse 78 eine volumensmässige Kapazität auf, die wesentlich grosser ist als das Luftvolumen, welches durch die Düsenleitungen in die Dichtungskammer zurückgeführt v/erden soll. Diene fiberkapazität unterstützt normalerweise die Wirkung der Düsenleitungen 70 und 72 zur Verhinderung eines Eindringens von Falschluft am vorderen Ende des Ofens, es bleibt jedoch die Möglichkeit, dass bei einem geringen Abluftfluss vom Ofen heisse Luft vom Ofen in die Dichtkammer eingesogen wird. Um dies zu verhindern, kann, sofern dies gewünscht ist, ein zweiter Satz an Düsenleitungen 74,76 vorgesehen sein, deren Auslassöffnungen 90 und 92 in Richtung auf die Bewegungsrichtung oder senkrecht zum Bogen geneigt sind und wodurch einem Ausfluss von heisser Luft aus dem Ofen Widerstand entgegengesetzt wird. Die Dämpfungsglieder 96 werden in diesem Zusammenhang ebenfalls zur Kontrolle der Luftmenge verwendet, die durch diese Düsenleitungen eingeführt wird.

Die Messung der Flussmenge, die in oder aus der Abluftvorkammer fliesst, kann, wie in Fig. 5 gezeigt, in der kleinen Mischzone 98 im Weg der Leckluft durchgeführt werden, daher

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in einem Bereich, der sich zwischen der Dichtungskammer und der Abluftvorkammer befindet. Diese Mischzone 98 enthält ein Thermoelement 100 und eine Einlassleitung 102, um einen geringen Anteil an Mischluft bekannter Temperatur einzuführen, die dann dazu veranlasst wird, sich mit irgendwelcher Luft, die in diese Zone sei es aus der Dichtungskammer oder aus der Abluftvorkammer fliesst, zu vermischen. Da die Temperatur jeder horizontal fliessenden Luft, die Temperatur der Mischluft und die Menge der eingeführten Mischluft bekannt sind, zeigt die von dem Thermoelement 100 in der Mischzone erfasste Temperatur die Rate oder die Menge des horizontalen Luftflusses durch diese Zone an.

Die Auswahl der Mischlufttemperatur hängt ab von der Richtung des zu messenden horizontalen Luftflusses. Es kann dabei Luft von dem rezirkulierendem Strahlstrom-Zufuhrsystem der ersten Verdampfungszone verwendet werden, wenn, wie dies üblicherweise der Fall ist, lediglich einfliessende Mengen von der Dichtungskammer bestimmt und geregelt v/erden müssen. Ist beispielsweise die Leitung 102 so ausgelegt, dass 100 SCFM (Standard Kubikfuss/Minute) Luft bei ca. 371°C aus der Verdampfungszone eingeführt werden, dann liegt die Temperatur in der Mischzone 98 bei etwa 93 C, wenn eindringende Luft in einer Menge von 500 SCFM (Standard Kubikfuss/Minute) mit 37°C durch die Dichtungskammer fliesst. Wenn jedoch der Ausfluss an heisser Luft aus der Abluftvorkammer geregelt oder kontrolliert werden soll, dann kann als Mischluft Luft mit niedriger Temperatur, beispielsweise Umgebungsluft, verwendet v/erden.

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Die automatische Kontrolle der eindringenden Leckluft auf einer gegebenen Höhe, beispielsweise bei 500 SCFM (Standard Kubikfuss/Minute) kann auf die in Fig. 5 gezeigte Weise durchgeführt v/erden, indem das Ausgangssignal des Thermoelements 100 einer Temperaturregelanordnung 104 mit einem Einstellpunkt bei beispielsweise 93°C zugeführt wird; dieser Einstellpunkt ist auf der Basis der Mischlufttemperatur und der Flussrate, eier Temperatur der eindringenden Falschluft und der gewünschten Flussrate vorherbestimmt. Das Ausgangssignal des Reglers dient dann zur Einstellung des Verhältnisses der Luftmengen, die durch die jeweiligen Sätze an Düsenleitungen hindurchgepresst werden, wodurch man eine Kontrolle über das Lecken oder das Eindringen auf vorgegebenem Niveau gewinnt und gleichzeitig den Verlust an Luft aus der Dichtungskammer in die Atmosphäre begrenzt. Wie dargestellt bewegt das Ausgangssignal des Reglers die Dämpfungsglieder 94 und 96, die einfache Drosselklappen sein können, in entgegengesetzten Richtungen in die geeigneten Positionen, an welchen die voreingestellte Temperatur in der Mischzone aufrechterhalten werden kann und bei welchen auch die Rate der am Vorderende des Ofens eindringenden Luft kontrolliert und aufrechterhalten werden kann, unabhängig von Variationen der anderen Parameter des Ofensystems oder Schwankungen beim Druckaufbau.

Im folgenden wird nun auf die Zustände am Ofenauslass genauer eingegangen, wobei die Messung der durch dieses Ende in den Ofeii einfliessenden Luft in ähnlicher Weise durchgeführt wird, wie dies soeben mit Bezug auf das Vorderende des Ofens erläutert worden ist. Dementsprechend ist, wie der Fig. 2 entnommen

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werden kann der Ofen mit einer kleinen Auslassvorkammer ausgestattet, die ein Thermoelement 108 enthält. Um eine vorgegebene Menge an heisser Luft beispielsweise aus der angrenzenden Endzone, wie dargestellt einzuführen, sind Zufuhranordnungen 110 vorgesehen, die sich in der Form einer Erstreckung der Endzonenleitern befinden können.

Da der Leckfluss am Vorderende des Ofens unabhängig auf einen konstanten Minimalwert von 500 SCF?! (Standard Kubikfuss/Minute) eingestellt und kontrolliert ist, unabhängig von den dann bestehenden Arbeitsflussraten des Ofens, beispielsweise Niederdruck-Heissluft oder Abluftfluss, ist der Fluss in den Ofen am Auslassende eine direkte Funktion jedes existierenden Unterschiedes zwischen dem Nettoeinfluss von heisser Heizluft in die einzelnen Zonen des Ofens und der Luftmenge, die vom Abluftgebläse 48 durch die Abluftvorkammer vom Ofen abgezogen wird. Dadurch lässt sich wiederum die Kontrolle der Leckluft am Ofenende in einfacher Weise durch Kontrolle der aus der Abluftvorkammer abgezogenen Luft oder, wie später noch erörtert, der Flussrate der heissen Luft in die einzelnen Zonen bewerkstelligen.

Daher ist, um den allgemeinsten Möglichkeiten vorliegender Erfindung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, gerecht zu werden, in der Abluftleitung 50 ein einstellbares Drosselglied 112 angeordnet. Um eine konstante eindringende Luftmenge am Ofenauslass auf einer vorgegebenen Höhe zu halten, ist eine Temperaturregelanordnung 114, wie sie weiter vorn schon erläutert worden ist, vorgesehen, die auf das Ausgangssignal des Thermoelements 108 in der Auslassvorkammer anspricht und

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das Drosselglied 112 in der Abluftleitung auf die Position einstellt, bei welcher sich der vorbestimmte Lufteinfluss am Ofenauslassende einstellt. Der Abluftfluns kann daher so ausgeführt werden, dass automatisch die verschiedenen Lufteinflussbedingungen für den Ofen ausgeglichen oder kompensiert werden, wenn diese letzteren unabhängig sind. In ähnlicher Weise sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn der Abluftfluss unabhängig geregelt ist, das Gleichgewicht des Ofens durch Kontrolle des Lufteinflusses am Ofenauslass mit Hilfe des Reglers 114 erzielt v/erden kann, der einen oder mehrere der Dämpfungsglieder (Drosselglieder) betätigt, die die Einführung von Luft in die Ofenzonen kontrollieren. Wie weiter unten noch genauer erläutert, ist diese letzte Möglichkeit besonders sinnvoll bei Öfen, die so ausgelegt sind, dass sie grosse und in weiten Verhältnissen schwankende Mengen an Lösungsmittelkonzentrationen aufnehmen müssen.

Aufgrund der bisherigen Erläuterung sind die Vorteile des dargestellten Ofensystems offensichtlich. Zur Aushärtung eines gegebenen Metallbogens oder eines Streifens, beispielsweise eines Bleches, können mit Bezug auf die Zonentemperaturen, der Auftreffgeschwindigkeit der heissen Luft, der Streifengeschwindigkeit, und weiterer Bedingungen die gewünschten Ofenparameter bestimmt und die entsprechenden Einstellpunkte der Regler vorgegeben v/erden. Beim eingeschwungenen kontinuierlichen Betrieb wird der Zufluss an kalter Luft an den Ofenenden auf vorgegebene Minimalwerte gehalten. Ändern sich Prozessparameter, dann nimmt das System automatisch Neueinstellungen vor, um sich in einer solchen Weise diesen Änderungen anzupassen, dass die Einführung unerwünschter weiterer

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kalter Luft oder dem Verlust von heisser Ofenluft begegnet wird. Erhöht beispielsweise die Ofenheizluft ihre Temperatur, was zu Einführung von geringeren Mengen an heisser Luft zur Aufrechterhaltung der Ofentemperatur führt, dann nimmt proportional hierzu der Abluftstrom aus dem Ofen ab, um den am Ofenende eindringenden Leckstrom konstant zu halten. Vergrössert sich in ähnlicher Weise der Umgebungsdruck, dann ergeben sich Neueinstellungen sowohl der vorhangähnlichen Luftströme in der Dichtungskammer als auch der Drosselglieder im Abluftfluss, um das Einlecken konstant zu halten. Treten andererseits Änderungen in der Dicke des zu behandelnden Streifens oder treten Änderungen der Beschichtungsmischung auf, die eine grössere oder geringere Erhitzung des Streifens erfordern, dann lässt sich eine schnelle Einstellung der Geschwindigkeit der auftreffenden Hochdruckluft vornehmen, um sich so ohne Veränderung der anderen Ofenparameter solchen Änderungen anzupassen.

Das soeben beschriebene Ofensystem, welches eine Endzone zur Aufrechterhaltung oder zur weiteren Heizung verwendet, ist allgemein sinnvoll beim Brennen oder Erhitzen oder zur thermischen Behandlung von Streifen, die es entweder erforderlich machen, dass der Streifen kontinuierlich über den gesamten Ofen gesehen erwärmt wird oder dass der Streifen auf eine gegebene Temperatur erhitzt und dann für einen kurzen Zeitraum auf dieser Temperatur aufrechterhalten wird.

Es gibt jedoch auch Materialien, beispielsweise mit Farbe versehene Aluminiumstreifen oder Bleche, die, bevor sie plötzlich mit Wasser abgeschreckt werden, bevorzugt in Luft abge-

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kühlt v/erden sollten. Daher sind in Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung Anordnungen vorgesehen, die wahlweise die Endzone als Kühlzone arbeiten lassen können, ähnlich wie dies bei der bisherigen Beschreibung als Heiz- oder Haltezone der Fall war. Zu diesem Zweck weist die Endzone Mittel auf, beispielsweise Niederdruck-Abluftventilatoren 111, die auch als Axialgebläse ausgebildet sein können und die aus dieser Zone Ileissluft zur Atmosphäre hin abziehen. In die Zone wird dann mit Hilfe des weiter vorn schon beschriebenen Konvektions-Heizsystems kühle Luft eingeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass bei dem Kühlluftverfahren die Drosselklappe 66e geschlossen und dem Gebläse 52e Umgebungsluft zugeführt wird, und zwar über eine mit dem Aussenraum in Verbindung stehende Einlassleitung 112. Die Einlassleitung 112 enthält gleichfalls ein einstellbares Drosselglied 113, welches geschlossen werden kann, wenn in der Endzone eine Heizung durch Konvdction oder ein Halten der Bedingungen erforderlich ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass es einen wesentlichen Gesichtspunkt vorliegender Erfindung darstellt, dass mit Bezug auf das Eindringen von Luft am Auslassende dieses mit Bezug auf den Hauptheizbereich des Ofens kontrolliert wird. Wird daher, um mit obigem fortzufahren, die Endzone als Kühlbereich betrieben, dann ist die Messung und die Kontrolle der Leckluft in die Ofenheizzonen von der Endzone aus wesentlich, nicht vom Austrittsende des Ofens. Dies ist zwar nicht genauer dargestellt, es kann jedoch in ähnlicher Weise weiter vorn schon durchgeführt werden, indem eine zweite kleine Vorkammer vorgesehen wird, ähnlich der dargestellten Auslassvorkammer, wobei diese zweite Vorkammer sich jedoch zwischen der zweiten Aufheizzone

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und der Endzone befindet.

VERhSCFiUIIG DER ABLUFT

Wie weiter vorn schon erläutert muss die aus dem Ofen abgeführte oder abgesaugte Luft im wesentlichen vor ihrer Freigabe zur Atmosphäre vollständig verascht oder verbrannt werden. Zu diesem Zweck wird die aus der Abluftvorkammer von dem Abluftgebläse 48 abgezogene Luft, wie der Fig. 7 entnommen
v/erden kann, einer Veraschungs- oder Verbrennungsanordnung
118 (incinerator) zugeführt. Von einem Brenner 120 wird eine Flamme erzeugt, um einmal Wärme zu erzeugen und zum anderen
die Verbrennung einzuleiten; der Brenner 120 ist innerhalb
der Verbrennungsanordnung, wie sie im folgenden lediglich
noch bezeichnet wird, und angrenzend zum Einlass der Verbrennungsanordnung angeordnet; der Brenner wird mit einem Hilfsbrennstoff, beispielsweise mit naturgas oder Erdgas über die Zufuhrleitung 122 versorgt. Die Regelung der Zuführung des
Brennstoffs zum Brenner erfolgt über ein Regelventil 124,
welches in die Zuführleitung eingeschaltet ist. Ein geeigneter Brenner, der für einen innigen Kontakt zwischen Luft und Flamme sorgt, ist der von der Firma "North American Manufacture Co." unter der Bezeichnung "Flame-Grid" hergestellt und vertriebene Brenner, der im übrigen genauer beschrieben ist
in der US-PS 3,524,632.

Des weiteren sind stromabwärts zum Brenner die Temperatur erfassende Anordnungen in Form eines Thermoelementes 126 vorgesehen, die in Verbindung mit einem Transmitter oder einer
Auswerteanordnung die Temperatur der verbrannten oder verasch-

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ten Luft anzeigen, um sicherzustellen, dass die aus der Verbrennungsanordnung freigegebene Luft sich auf einem ausreichend hohem Temperaturwert befindet, so dass die Verbrennung oder Veraschung sämtlicher Giftstoffe oder die Luft verschmutzender Bestandteile sichergestellt ist.

Damit während des Verbrennungsprozesses der Wärmegehalt der in dem Abluftstrom vorhandenen verdampften Lösungsmittel in wirksamer Weise ausgenutzt werden kann, wodurch bei Gegenwart eines Lösungsmittels die erforderliche Brennstoffzufuhr klein gehalten werden kann, sind gemäss einem Merkmal vorliegender Erfindung Einstellmittel für den dem Brenner zuzuführenden Brennstoff vorgesehen, die den Brennstoff als Funktion der Lösungsmittelkonzentration in dem Abluftstrom und seiner Fliessrate einstellen. Zu diesem Zweck wird ein noch akzeptierbarer Minimalwert für die Temperatur der verbrannten Luft vorgegeben und dem Brenner wird Brennstoff nur in dem Masse zugeführt, wie es notwendig ist, um diesen Temperaturwert aufrechtzuerhalten. So wird einem in Fig. 7 dargestellten Temperaturregler 128, der so eingestellt ist, dass die gewünschte vorgegebene Temperatur der verbrannten Luft vorgegeben ist, das Ausgangssignal des Thermoelements 126 der Verbrennungsanordnung zugeführt. Der Ausgang des Reglers wirkt, über eine Wähleinrichtung 127, wie weiter unten noch erläutert wird, in geeigneter Weise zur Drosselung auf das Regelventil 124 für die Brennstoffzufuhr ein, so dass lediglich die Brennstoffmenge, die erforderlich ist, um die Verbrennungswärme der vorhandenen Lösungsmittel so weit anzuheben, dass die voreingestellte Temperatur erreicht wird, zugeführt wird.

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Was die Einstellung der geeigneten Temperatur der Verbrennungsanordnung betrifft, so wird die in der verbrannten oder veraschten Luft enthaltene fühlbare Wärme zur Ofenheizung verwendet, wie in Fig. 1 dargestellt. Daher sollte bei dem dargestellten System die Einstellung für den Regler 128 der Verbrennungsanordnung so vorgenommen werden, dass dessen Temperatur mindestens so hoch ist wie die Temperatur, die für die Niederdruck-Heissluft benötigt wird, die in den Ofen zu Wärmezwecken eingeführt wird. Allerdings ist es, wie weiter oben schon erwähnt, ebenfalls erforderlich, dass die in der Abluft enthaltenen brennbaren Bestandteile aus dem Ofen im wesentlichen vollständig verascht oder verbrannt werden. Ist daher die Auslegung und/oder die Flussrate bei der Verbrennungsanordnung so, dass eine unzureichende Verx-.^Teilzeit zur vollständigen Verbrennung bei einer Temperatur erreicht wird, die lediglich die Erfordernisse für die Heizung des Ofens zufrieden stellt, dann muss der Einstellpunkt für den Regler höher gewählt werden.

Beim Betrieb wird dann, wenn sich in der Abluft keine oder nur sehr niedrige Lösungsmittelkonzentration befindet, der grösste Teil der Wärmemenge, der für den Temperaturanstieg der verbrannten Luft bis zum Einstellpunkt des Reglers 128 erforderlich ist, von dem Hilfsbrennstoff erzeugt, der dem Brenner zugeführt wird. Steigen dann die Lösungsmittelkonzentrationen an und ergibt sich hinsichtlich der Temperatur der verbrannten Luft in der Verbrennungsanordnung die Neigung, den Einstellpunkt des Reglers zu überschreiten, dann wird die Brennstoffzufuhr in entsprechender Weise nach unten abgeregelte so dass man in wirksamer Weise die Verbrennungswärme des

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Lösungsmittels im Abluftstrom ausnutzen kann. Allerdings darf, wie weiter unten noch genauer erläutert wird, die Brennstoffzufuhr niemals bis zu jenem Punkt oder unterhalb jenes Punktes zurückgedrosselt werden, an welchem keine ausreichend robuste Brennerflamme mehr vorhanden ist, um zuverlässig das Lösungsmittel im Abluftstrom zu entzünden.

Wie der Fig. 7 weiter entnommen v/erden kann, fliesst die veraschte oder verbrannte Luft (incinerated air) durch eine Filteranordnung 130, die gebildet ist von einem flachen, beispielsweise 7,5 bis 30 cm dicken Kieselsteinbett, um die nicht brennbaren Verunreinigungen im Abluftstrom zurückzuhalten, beispielsweise Quarzgestein, Silica oder sonstige Feststoffe. Der Vorteil einer auf diese VJeise durchgeführten Filterung ist mannigfaltig. Die Filterung der verbrannten Luft erlaubt ihre Wiederverwendung als mindestens einen Teil der Niederdruck-Heizluft für den Ofen, selbst dann, wenn Beschichtungssysteme verwendet werden, deren Dämpfe zur Erzeugung von Silica, also Kieselerde, Quarz oder dergleichen bei Verbrennung führen. Ein weiterer Vorteil des körnigen Filterbetts (pebble bed) ist darin zu sehen, dass es sich beim Betrieb in einem glühendem Zustand befindet und daher zu einer vollständigen Verbrennung oder Veraschung beiträgt, insbesondere bezüglich von Rauch und partikelförmigen Substanzen. Darüber hinaus wirkt das Filterbett sozusagen als thermisches Schwungrad und ist in der Lage, die Temperatur der aus der Verbrennungsanordnung austretenden Luft zu stabilisieren und auf gewünschte Werte aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus sind im Gegensatz zu anderen Filteranordnungen Kieselstein-

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betten preiswert, sie bilden eine grosse Filterflache, wobei die Zwischenräume ausreichend gross sind, dass sie sich nicht zu schnell zusetzen, auch kann ein solches Filterbett, wenn eine Reinigung oder ein Ersatz erforderlich ist, schnell ausgetauscht und weggenommen v/erden.

DAS REGENERATIVE WÄRHETAüSCIIERSYSTE'l

Entsprechend einem v/eiteren Merkmal vorliegender Erfindung ist ein hochwirksames und auch sonst sehr vorteilhaftes regeneratives Wärmetauschersystem vorgesehen, um die fühlbare Wärme des die Verbrennimgsancrdnung verlassenden Heissluftstroms auf einen kühlen Frischluftstrom zu übertragen, wodurch dieser in entsprechender Weise aufgeheizt wird. Dieses Wärmetauschersystem ist zwischen dem Auslass der Verbrennungsanordnung und der Ilauntverteilerleitung 34 für die Heissluftzufuhr eingeschaltet, so dass die erhitzte Frischluft mindestens als ein Teil der Niederdruck-Heissluft für die Ofenheizung verwendet v/erden kann.

Wie genauer die Fig. 10 darstellt wird von der Verbrennungsanordnung 118 stammende Ileissluft durch die Versorgungsleitung 134 dem regenerativen Wärmetauschersystem 132 zugeführt, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Paar Kieselsteinbett-Regeneratoren 136 und 138 besteht (pebble bed regenerators). Diese Regeneratoren 136 und 138 sind Seite an Seite, also nebeneinander angeordnet und v/erden in abwechselnden Zyklen mit heisser verbrannter Luft beschickt, die über die Einlassleitungen 140 und 142 am Oberteil der Regeneratoren in diese eindringt, die kalte frische Luft tritt vom

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Bodenteil der Regeneratoren aus über die Leitungen 144 und in diese ein. Der Vorteil der Nebeneinanderanordnung der Regeneratoren (side by side relationship) liegt darin, dass die Lageranordnungen für die Kieselsteinbetten der Regeneratoren nicht in der Weise ausgelegt v/erden müssen, dass sie den extrem hohen Temperaturen widerstehen müssen, die stets an einem Ende jedes Bettes auftreten.

Während also beispielsweise erhitzte verbrannte Luft in einem ersten der Wärmetauscherbetten nach unten fliesst und sich dabei abkühlt und die feinen Steine oder den feinen Kies (pebbles) des Wärmetauschers erhitzt, wird bei ihrem Durchströmen durch das zweite Bett, welches dadurch gekühlt wird, kühle frische Luft erhitzt; diese frische Luft fliesst in entgegengesetzter Richtung dann durch das zweite Bett. Durch Verwendung von Ventilen 147a bis 147h, die geöffnet und geschlossen v/erden können und in den Einlass- und Auslassleitungen der Regeneratoren angeordnet sind, wird ein geeigneter Regeneratorzyklus durch entsprechende Umschaltung der beiden Betten erreicht, so dass eine wirkungsvolle regenerative Wärmetauschung erzielt wird; die Einstellung der Ventile 147a bis 147h wird, wie gezeigt von einem Zyklusregler 141 vorgenommen, der in typischer Weise ein zeitfolgengesteuerter Regler sein kann. Die Verwendung von Kiessteinbett-Regeneratoren, wie sie beispielsweise in der US-PS Re 19,1757 oder in der US-PS 2,121,733 beschrieben sind, hat sich als besonders erfolgreich herausgestellt, um zu einer ausserordentlich guten regenerativen Wärmetauschung zu gelangen. Darüber hinaus ist noch ein verbessertes System vorgesehen, um die Temperatur der Regeneratoren zu kontrollieren und um, noch genauer in der

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Weise zu wirken, dass die regenerative Wärmetauschung in dem System über wiederholte Zyklen stabil bleibt. Dieses System erfasst, vor Umschaltung und in abwechselnder Folge die Temperatur an einem Zwischenbereich jedes Wärmetauscherbettes, also in mittlerer Höhe, eines oder des anderen Regenerators und vergleicht den abgetasteten Wert mit einer vorgegebenen Arbeitstemperatur für diesen Regenerator beim gegebenen Stand des Zyklus. Wird eine Temperaturabweichung festgestellt, dann wird der Fluss sowohl der heissen, heizenden Luft als auch der kühlen Luft so eingestellt, dass beim nächsten Zyklus die festgestellte Abweichung kompensiert wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Flussrate der heissen Luft dadurch eingestellt, dass der Druck in den die Heissluft zuführenden Ausgabeköpfen eingestellt wird, beispielsweise in der Zufuhrleitung 134, die dem System 132 die heisse Luft zuführt.

Der Druck in der Ileissluft-Zufuhrleitung 134 wird durch die Position eines einstellbaren Drosselgliedes 148, welches in der Abluftleitung 145 angeordnet ist, eingestellt (siehe Fig. 10). Da die Flussrate durch den anderen Regenerator auf eine Druckänderung in der Zufuhrleitung 134 anspricht, wird auch diese während jeden beliebigen Zyklus eingestellt, so dass die Flussraten in einwandfreier Weise zur Stabilisierung des Systems koordiniert werden. Dies wird automatisch dadurch durchgeführt, dass die dargestellte Bypass-Linie 150 vorgesehen ist, die die Heissluft-Zufuhrleitung 134 mit der dann offenen Auslassleitung 149 oder 151 für die geheizte Regeneratorluft verbindet. Indem diese Bypass-Leitung so in ihren Abmessungen ausgelegt ist, dass durch diese ein minimaler

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Druckabfall erfolgt, werden Veränderungen im Druck der in der Zufuhrleitung 134 fliessenden Heissluft als Rückdruck direkt auf die dann offenen Auslassleitungen 149 oder 151 übertragen, wodurch der durch sie fliessende Fluss entweder vergrössert oder verringert wird. Da nun eine Veränderung im Druck der Zufuhrleitung die Flussrate durch beide Arbeitsregeneratoren im entgegengesetzten Sinn beeinflusst, d.h. durch Erhöhung den Zufuhrdruck für die Heizung des Regenerators und des Rückdrucks für die Kühlung, erzielt man eine einwandfreie Koordinierung.

Jeder der Regenratoren 136 und 138 enthält Thermoelemente 152 und 153, die in abwechselnden Zyklen dem Temperaturregler 154 ein Eingangssignal zuführen, der Temperaturregler ist dabei auf eine vorgegebene gewünschte Regeneratortemperatur eingestellt. Das Signal, welches mit dem vorgegebenen eingestellten Signal verglichen wird, kann das Durchschnittssignal von jedem der Tauscherbetten während ihres Kühlzyklus sein, es kann aber auch ein Signal sein, welches dann aufgenommen wurde, als am Ende einer Kühlperiode der Rückfluss erfolgte. Dieses letztere Signal ist ökonomischer, da, wie gezeigt dann lediglich eine zusätzliche sogenannte "sample-and-hold unit", also eine Abtast- und Speichereinheit 155 zu dem elektronischen Standardregler 154 erforderlich ist, des v/eiteren schliesslich noch ein Relais 156, welches auf den Zyklus des Reglers 141 anspricht (die sample-and-hold-Einheit 155 wird von der Firma Bell and Howe11 unter der Bezeichnung % 20-419A vertrieben).

Der Druck in der Zufuhrleitung 134, der auf eine Änderung der Regeneratortemperatur anspricht, wird unter Verwendung eines

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Druckreglers 158 und eines Druckmessers 157 eingestellt.

Zusätzlich zur automatischen Regelung der Flussraten ist die Verwendung der Bypass-Leitung 150 auch noch aus anderen Gründen erv/ünscht. Wie festgestellt wurde, kann das Volumen an frischer, durch die Regeneratorbetten 136 und 138 geblasener Luft von Installation zu Installation variieren. Als untere Grenze muss dies so ausreichend und adäquat sein, dass ein Sauerstoffindex erzielt und aufrechterhalten wird, bei welchem die Brenner der Verbrennungsanordnung ausreichend Sauerstoff erhalten, um das Lösungsmittel und den Hilfsbrennstoff beim Eintreten in die Verbrennungsanordnung vollständig verbrennen zu können. Werden die bevorzugten Flammenkontaktbrenner verwendet, dann darf der Sauerstoffgehalt in dem Abgas oder Rauchgas nicht unter 11,5 bis 12% abfallen. Einen oberen Grenzwert gibt es nicht, da es sich bei der gesamten zur Erhitzung und zur Spülung des Lösungsmittels verwendeten Heissluftmenge um Frischluft handeln kann. Ein besonders geeigneter Kompromiss besteht darin, dass die Regeneratoren in ihren Abmessungen so ausgelegt werden, dass sie unter minimalen Flussbedingungen, wie weiter unten noch beschrieben, sämtliche benötigte Heissluft zu liefern imstande sind. Bei Verv/endung der Bypass-Leitung 150 fliesst, wieviel Niederdruck-Heissluft von den öfen zusätzlich oder im Überschuss zu der in den Regeneratoren erhitzten Frischluftmenge auch erforderlich ist, Luft direkt von der Verbrennungsanordnung durch die Leitung 150. Anders herum fliesst jedoch jede mögliche Menge an erwärmter frischer Luft, die den jeweiligen Bedarf des Ofens übersteigt, in entgegengesetzter Richtung durch die Bypass-Leitung 150 und vereinigt sich mit dem Luftstrom von

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der Verbrennungsanordnung und läuft durch das System der Regeneratorbetten und dann teilweise durch die Abgasleitung 145 schliesslich zu einem Schornstein und in die Atmosphäre.

BETRIEB BEI VORAUSGESETZTEN HOHEN VERDAMPFUNGSRATEN DES LÖSUNGSMITTELS

Sind die Ofentemperaturen und die Lösungsmittelkonzentrationen schon als konstant bekannt oder sind sie sehr niedrig, dann lassen sich in einfacher Weise in Übereinstimmung mit der vorhergehenden Erörterung des Betriebsverfahrens Sicherheitssysteme erstellen, um üblichen Sicherheitsbestimmungen Rechnung zu tragen. Alles was erforderlich ist, besteht darin, dass genug Frischluft (entweder am Auslassende einströmende Leckluft oder Heizluft) kontinuierlich in den Ofen in der Weise eingeführt wird, dass die Konzentration des Lösungsmittels grundsätzlich unterhalb eines gegebenen Werts aufrechterhalten wird. In üblicher Weise wird die Konzentration in Begriffen eines unteren explosiven oder entflammbaren Grenzwertes bei Raumtemperatur (RTLEL) angegeben, wobei allgemein erforderlich ist, dass die Konzentration auf weniger als 25% des RTLEL-Werts aufrechterhalten wird. In praktischen Begriffen bedeutet dies, dass für jede pro Minute in dem Ofen verdampfte Gallone an Lösungsmittel (entsprechend 3,79 Liter) der minimale Abluftfluss de:
betrag t.

fluss des Ofens annähernd 1OOOO Kubikfuss/flinute (ca. 283 m /min

Allerdings ergibt sich ein Problem bei der Auslegung eines sicheren und thermisch wirksamen Ofensystems dann, wenn stark

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schwankende Lösungsmittelkonzentrationen vorausgesetzt werden müssen. Ein sicheres System lässt sich so auslegen, dass stets genug frische Luft in das System während des Betriebes eingeführt werden kann, so dass der maximal vorauszusetzenden Lösungsmittelbelastung Rechnung getragen werden kann; in der Weise ausgelegte öfen sind jedoch thermisch nicht sehr wirksam, wenn sie mit niedrigen Lösungsmittelverdampfungsraten arbeiten. So ist es beispielsv/eise möglich die Menge der am Auslassende eindringenden Luft willkürlich auf einen hohen Wert einzustellen, unabhängig und ohne Berücksichtigung der jeweiligen Lösungsmittelbelastung, so dass die Ofenabluft stets sicher ist. Andererseits wird jedoch, v/enn die Lösungsmittelverdampfungsraten niedrig sind, übermässig viel kühle Luft durch den Ofen gezogen, was zu einer thermischen Vergeudung führt, denn diese kühle Luft muss dann verascht und verbrannt und damit erhitzt werden und aus dem System entlassen werden.

Darüber hinaus ziehen öfen, deren Entwurf auf der Verwendung des RTLEL-Wertes basieren, nicht in Rechnung, dass die Ofentemperatur selten konstant ist, so dass der RTLEL-Wert kein einwandfrei verlässliches Mass für den Sicherheitsgrenzwert ist, mit der Ausnahme, wenn nahe der Raumtemperatur gearbeitet wird. Dies ist der Grund, dass entsprechend üblicher Praxis hergestellte und konstruierte öfen mit Unterbrechung zu einer unkontrollierten Oxidierung des Lösungsmittels führen, was ein überbranntes oder verbranntes Erzeugnis zeitigt, auch kann es zu Rauchbildung und gelegentlich sogar zur Zerstörung des Ofenaufbaus kommen. In dieser Hinsicht wird eine Lösungsmittelkonzentration, die bei Raumtemperatur sicher ist, d.h. die ausreichend weit unter dem RTLEL-Wert liegt, bei einigen

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höheren Temperaturen entflammbar.

Daher besteht ein klarer Bedarf für ein thermisch wirksames System zur Kontrolle der brennbaren Dampfkonzentration in den Flussgasströmen, welches sowohl die dann existierende Temperatur im Strom als auch die Konzentration der brennbaren Bestandteile darin berücksichtigt. Mit anderen Worten besteht ein Bedarf für ein Regelsystem, welches auf Variationen oder Veränderungen der einem Strom "innewohnenden Sicherheit" anspricht.

In Übereinstimmung mit einem v/eiteren Merkmal des vorliegenden Ofensystems ist daher ein modifiziertes System vorgesehen, welches einen sicheren und thermisch wirksamen Betrieb des Ofens unter Bedingungen sicherstellt, bei denen in starkem Masse schwankende und hohe Lösungsmittelkonzentrationen vorausgesetzt werden müssen. Dieses System kann so betrachtet werden, als wenn es zwei verschiedene Arbeitsverfahren umfasst. Das erste Arbeitsverfahren (Modus A) arbeitet in der beschriebenen Weise über einen vorgegebenen Bereich der brennbaren Dampfkonzentration in dem Abluftstrom, mit der Ausnahme, dass die Massenrate des Abluftflusses auf einem vorgegebenen Minimalwert konstant gehalten und dass am Auslassende auftretende Einlecken von Luft unterschiedlich kontrolliert wird. Das zweite Arbeitsverfahren (Modus B) wird wirksam, wenn die Lösungsmittelkonzentration in der Abluft bei minimalen Flussbedingungen den vorgegebenen Bereich überschreitet. Bei diesem zweiten Betriebsverfahren reagieren die Abluftflussrate und die Beigabe zusätzlicher Spülungsluft zum Ofen direkt auf Variationen in der Rate des in den Ofen eintretenden Lösungs-

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mittels, so dass die Lösungsmittelkonzentration daran gehindert wird, eine vorgegebene Maximalhöhe zu überschreiten; auf diese Weise gelingt es,, die Ofenabgase auf einem sicheren Zustand zu halten, der, wie weiter unten noch erläutert, in Begriffen des "thermischen Potentials" des Stroms definiert ist. Beim Arbeitsverfahren B wird, unterschiedlich zum Modus A, die Regelung der Brennstoffzufuhr zum Brenner in der Verbrennungsanordnung in Übereinstimmung mit der Flussrate der Abluftmasse so gesteuert, dass lediglich die minimale Brennstoffmenge, die für eine zuverlässige Entzündung und für eine Einleitung der Verbrennung bei der dann vorliegenden Flussrate erforderlich ist, zugeführt wird.

Es ist offensichtlich, dass die grundlegenden Unterschiede zwischen diesen beiden Betriebsarten darin bestehen, dass beim Modus A der Abgasmassenfluss und die Temperatur der Verbrennungsanordnung im wesentlichen konstant sind, wobei die Steuerung der Brennstoffzufuhr zum Brenner auf die Lösungsmittelkonzentration im Abluftstrom anspricht und direkt auf dieser basiert. Beim Modus B wird eine vorberechnete minimale Brennstoffmenge, basierend auf der Grosse der gegenwärtig vorliegenden Flussrate der Abluftmasse verwendet, während zur gleichen Zeit die Flussrate so eingestellt wird, dass eine Lösungsmittelkonzentration erreicht wird, die sich der maximal erwünschten Höhe annähert. Bei der zweiten Betriebsart wird die Temperatur der Verbrennungsanordnung bevorzugt nicht auf einem konstanten Wert aufrechterhalten sondern wird in der Weise zu einer Funktion der Lösungsmittelkonzentration in dem Abluftstrom gemacht, dass sich die Temperatur der Verbrennungsanordnung in umgekehrter Beziehung zur Verweilzeit in der

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Verbrennungsanordnung verändert. Dies erlaubt wiederum den Betrieb der Verbrennungsanordnung (incinerator)bei einer niedrigeren Temperatur mit geringen Raten des Abluftflusses und führt zu einer womöglich noch grösseren Sicherheitsmarge für das System.

Wesentlich für das Verständnis und für den Wert, den der hier beschriebene Modus Α-Betrieb darstellt, ist das Bewusstsein, dass die dem die brennbaren Dämpfe enthaltenden Luftstrom innewohnende Sicherheit am besten durch das "thermische Potential" des Luftstroms dargestellt oder reflektiert ist. Das thermische Potential ist die Temperatur, auf welche der Luftstrom ansteigt, wenn die in ihm enthaltenden Verbrennungsstoffe adiabatisch oxidiert werden und daher ist das thermische Potential eine Funktion sowohl der Temperatur des Luftstromes als auch der Konzentration der in ihm enthaltenden Brennmaterialien. Da für die meisten brennbaren Dämpfe der die adiabatische Oxidation bei festen Konzentrationen begleitende Temperaturanstieg weitgehend unabhängig vom Dampftyp selbst ist - wenn die Konzentration als Bruchteil der stöchiometrischen Konzentration ausgedrückt ist, - umfasst die Berechnung des thermischen Potential einer Mischung notwendigerweise die Berechnung des Temperaturanstiegs bei adiabatischer Oxidation, die nahezu eine lineare Funktion der Konzentration ist und die Addition dieses berechneten Wertes zur Temperatur des fraglichen Luftstroms. Beispielsweise beträgt der auf adiabatische Oxidation der Brennstoffe in einem Luftstrom bei 25% des RTLEL-Wertes (eine Konzentration von 1 Gallone/10000 SCFM) etwa 316°C. Bei einer Konzentration vor 40% des RTLEL-Wertes liegt dieser Temperaturanstieg bei etwa

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51O°C und bei einer 60%-igen Konzentration bei etwa 788°C. Die folgende Tabelle gibt angenäherte Werte des thermischen Potentials von Luftströmen an, die solche Konzentrationen an Brennstoffen enthalten, jedoch erfolgt die Angabe bei unterschiedlichen Temperaturen des Luftstroms.

Temp, des

Luftstroms

in (⁰F) 70 70 70 600 600 600 900 900 900

Konzentrat,
des Dampfes
(in % des
RTLEL-Werts) 25 40 60 25 40 60 25 40 60

Therm.
Potential
(F.) 670 1020 1520 1200 1550 2050 1570 1850 2350

Unter Berücksichtigung dieser soeben angegebenen Konzeption des thermischen Potentials bildet die dem brennbare Dämpfe enthaltenden Luftstrom innewohnende Sicherheit den Abstand oder Spielraum, ausgedrückt in einer Temperaturdifferenz, zwischen dem thermischen Potentials des Stroms und der Temperatur, auf welche der Strom angehoben werden muss, um eine sich selbst erhaltende Oxidation der in ihm enthaltenen Brennstoffe zu bewirken. Beim praktischen AusführungBbeispiel ist diese letztere Temperatur bei einem sich schnell bewegenden Strom die Temperatur einer schwachen Flamme, d.h.'einer Flamme, die eine Mischung aus Brennstoff und Luft bei einer Konzentration verbrennt, die dem unteren explosiven Grenzwert bei Raumtemperatur oder bei etwa 12O0°C entspricht. Daher dient das

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hier erläuterte Regelsystem dazu, automatisch einen ausreichenden Spielraum oder Abstand an innewohnender Sicherheit, beispielsweise etwa 48O°C aufrechtzuerhalten, so dass die auf die Entflammbarkeit zurückzuführenden Risiken ungeachtet von Variationen der Temperatur des Luftstromes oder des Gehalts an brennbaren Dämpfen beseitigt sind.

Unter erneuter Bezugnahme auf die Darstellung der Fig. 7 ergibt sich, dass die Temperatur des entzündeten oder veraschten bzw. verbrannten Luftstroms innerhalb der Verbrennungsanordnung 118 eine Funktion der Wärme ist, die den Luftstrom durch die Verbrennung des Hilfsbrennstoffs, der dem Brenner zugeführt wird, zugefügt wird, sowie des thermischen Potentials des Luftstromes, der zur Verbrennungsanordnung fliesst. Um bei Schwankungen Veränderungen dieser Temperatur abtasten zu können und wenn grosse Lösungsmittelkonzentrationen vorhanden sind (Modus B) ist ein zweites Thermoelement 166 innerhalb der Verbrennungsanordnung stromabwärts zum Brenner T2o angeordnet .

Ein wesentliches Merkmal vorliegender Erfindung liegt darin, dass während der Betriebsart B der Temperaturanstieg des Luftstromes, der der durch den Brenner 120 zugefügten Wärme zugerechnet werden muss, auf einen konstanten Wert gehalten wird, unabhängig von Veränderungen im Volumen des eingeführten Luftstroms. Indem man so verfährt,sind Variationen in der Temperatur des verbrannten oder veraschten Luftstroms, so wie sie von dem Thermoelement 166 aufgenommen werden, nahezu gleich Änderungen im thermischen Potential des zugeführten Stroms.

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Die Aufrechterhaltung des Temperaturanstiegs aufgrund der Brennerwärme auf einen wesentlichen konstanten Wert während der Betriebsart B wird dadurch bewirkt, dass die Wärmeleistung des Brenners mit der Flussrate der Abluftmasse des durch die Verbrennungsanordnung fliessenden Luftstromes ausbalanciert oder kompensiert wird, so dass ungeachtet der Flussrate, der Luftstrom stets den gleichen Temperaturanstieg, beispielsweise um 93°C erfährt, und zwar aufgrund der Verbrennung des Hilfsbrennstoff es. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies in der Weise durchgeführt, dass das Drosselventil 124 in der Brennstoffleitung auf Änderungen in der der Verbrennungsanordnung zugeführten Flussrate an Abluft-anspricht und in der Weise moduliert wird. Zu diesem Zweck enthält das dargestellte System einen Rechner 164 zur Berechnung des Massenflusses, dessen Systeme zur Abtastung und Erfassung der Flussrate und der Temperatur vor dem Gebläse 48 in der Abluftleitung 50, wie Fig. 8 zeigt, angeordnet sind. Bei der Betriebsart B beaufschlagt der Ausgang des Rechners 164 das Drosselventil 124 über ein in Fig. 7 dargestelltes sogenanntes "Verhältnisrelais¹¹ 167 und einer Wählanordnung 127 in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Proportionalität, so dass der dem Brenner zugeführte Brennstoff stets ausreichend ist, um die Temperatur des Luftstroms um einen vorgegeben festen Wert zu erhöhen. Ein geeignetes System für diese Zwecke ist der unter der Bezeichnung "Leeds & Northrup Model 66 52" bekannte Massenflussrechner in Verbindung mit einem elektronischen Standard-Verhältnis-Relais und einer Wählschaltung, wie sie beispielsweise ebenfalls in der "L & N -Electromax III -Serie" ver fügbar s ind.

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Aus dieser Erörterung geht hervor, dass Temneratüränderungen des dann verbrannten oder in der Verbrennungsanordnung entsprechend beeinflussten Luftstroms, wie sie von dem Thermoelement 166 abgetastet werden, eine direkte und lineare Funktion von Änderungen im thermischen Potential des der Verbrennungsanordnung zugeführten Luftstroms sind. Daher lässt sich ein Ausgangssignal dieses Thermoelementes zur Regelung des thermischen Potentials des Luftstroms verwenden. Ein weiteres Merkmal vorliegender Erfindung ist dann darin zu sehen, dass das Ausgangssignal des Thermoelements zur Kontrolle des thermischen Potentials des Luftstroms verwendet wird, der der Verbrennungsanordnung zugeleitet wird, so dass ein ausreichender Sicherheitsabstand im Ofeninneren aufrechterhalten werden kann.

Zu diesem Zweck wird, wie den Fig. 7 und 9 entnommen werden kann, das Ausgangssignal des Thermoelements 166 dem Temperaturregler 168 zugeführt, dessen Ausgangssignal verwendet wird, um durch Einstellung der Konzentration der im Ofen vorhandenen brennbaren Dämpfe, wie weiter unten noch beschrieben wird, das thermische Potential im Ofen zu regulieren. In typischer Weise sollte zur Erzielung einer angemessenen Sicherheit der Regler mit Bezug auf den grossen Bereich industrieller Öfen das thermische Potential des Luftstromes auf weniger als etwa 70O⁰C aufrechterhalten, d.h. einen Sicherheitsabstand von etwa 482°C garantieren (entsprechend etwa 120O⁰C weniger 700°C). Daher sollte dann der Einstellpunkt des Reglers bei etwa 816 C liegen, v/enn der auf die Brennerwärme zurückzuführende Temperaturanstieg auf etwa 93°C voreingestellt wird.

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Die Einstellung des thermischen Potentials des Luftstroms im Ofen wird durchgeführt durch Veränderung der Flussrate von frischer, in die zweite Verdampfungszone des Ofens eingeführte Luft, wodurch sich dann wiederum die Konzentration des brennbaren Lösungsmittels, welches in den Strom in dieser Zone verdampft, ändert. Wie im folgenden noch erläutert, ist es erwünscht, dass die Temperatur in der Ofenzone unabhängig von solchen sich ändernden Flussraten konstant aufrechterhalten wird und daher ist eine einfache Veränderung der Flussrate der eingeführten heissen Luft zur Einstellung des thermischen Potentials nicht bevorzugt. Daher enthält, wie in den Fig. 2 und 9 dargestellt, die Ofenzone eine Einlassleitung 159 zur Einführung von kalter frischer Luft. Um nun die Einführung der kalten und der heissen Frischluft gegeneinander auszubalancieren und auszugleichen, um, wie noch beschrieben wird, eine konstante Zonentemperatur aufrechtzuerhalten, wird die Flussrate der kalten Luft von einem in der Leitung 159 angeordneten Drosselglied 160 reguliert. Damit eine konstante Kaltluftzuführung für die Zone gewährleistet ist, enthält das Kaltluftzuführungssystem zusätzlich zu dem Gebläse 161 ein Rückdruck-Entlastungsdämpfungsglied 162 in einer Entlastungsleitung 163, die einen Abluftpfad zur Atmosphäre bildet; des weiteren ist noch ein zugeordneter Druckregler 165 vorgesehen.

Bei dem Arbeitsverfahren nach Modus B wird, wie soeben schon erwähnt, das thermische Potential durch die Temperatur des Reglers 168 kontrolliert, dessen Ausgangssignal anzeigt, ob mehr oder weniger Frischluft in die zweite Verdampfungszone des Ofens eingeführt werden soll. Damit die Abluft-Fliessrate des Ofens mit der Menge in ihr eingeführter zusätzlicher

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frischer Luft ausbalanciert ist, dient das Ausgangssignal des Temperaturreglers 168 sowohl zur Bewirkung der Einstellung der in den Ofen eingeführten Frischluftrate (sowohl heisse als auch kalte Frischluft) und zur Einstellung der von dem Abluftgebläse 48 abgezogenen Abluftmenge. Zu diesem Zweck wird das Signal des Temperaturreglers 168 auch verwendet, um das einstellbare Drosselglied 112 in der Abluftleitung 50 in geeigneter Weise auszusteuern.

Genauer gesagt,wird mit Bezug auf Fig. 8 die Regelung der Abluftflussrate von einem Flussregler 170 durchgeführt, der das Drosselglied 112 in der Abluftleitung einstellt. Der Einstellpunkt für den Flussregler 170 kommt von dem Wählschalter 172 (high selector), dessen Eingänge (a) das soeben erwähnte Signal vom Temperaturregler 168 sind und (b), wie weiter unten noch beschrieben wird, Flussraten-Minimalsignale, die für das Betriebsverfahren A und für Leerlauf-Betriebsarten verwendet werden. Die Prozessvariable (Eingangsflussratensignal) für den Flussregler 17O wird von dem Massenflussrechner 164 zur Verfügung gestellt, der wie weiter vorn beschrieben, auch das Drosselventil 124 für die Brennstoffzuführung beeinflusst, wodurch die Brennstoffzufuhr zum Brenner 120 der Verbrennungsanordnung in Übereinstimmung mit der Flussrate des Luftstroms reguliert wird.

Wie soeben erwähnt, ist es erwünscht,die Temperatur in der Ofenzone durch Ausbalancieren der eingeführten frischen Heissluft- und Kaltluftmengen im wesentlichen konstant zu halten. Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 9 wird darauf hingewiesen, dass eine unangemessene Störung der Zonentemperatur während

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des Wechselns des Gesamtflusses von heisser und kalter Luft in die Zone dadurch vermieden wird, dass das Bedarfsregelsignal für frische Luft vom Regler 168 sowohl zum einstellbaren' Drosselglied 44b in der Heissluft-Zuführleitung und zum einstellbaren Drosselglied 160 in der Kaltluft-Zufuhrleitung über entsprechende Summierschaltungen 174 und 176 zugeführt wird als auch zu dem Abluftfluss-Regelsystem,wie oben beschrieben. Das Ausgangssignal des Zonentemperaturreglers 42b_f welches ebenfalls zu den Summierschaltungen gelangt, verändert dann wirksam das Verhältnis zwischen in die Zone eingeführter Heissluft und Kaltluft, so dass die Zonentemperatur auf einem konstanten voreingestellten Wert aufrechterhalten wird.

Auch mit dem Ziel einer Unterdrückung oder einer Kleinhaltung von Schwingungen wird beim Arbeitsverfahren B (und auch beim Arbeitsverfahren A) die Menge der am Ofenauslass eindringenden Leckluft auf konstante Werte geregelt, indem in geeigneter Weise die in die zweite Verdampfungszone eingeführte Frischluft korrigiert oder abgeglichen wird, und nicht durch Veränderung der Abflussrate wie bisher beschrieben. Daher wird, wie in Fig. 9 gezeigt, das Ausgangssignal des direkt wirkenden Temperaturreglers 114 von der Auslassvorkammer, welcher von dem Thermoelement 108 beaufschlagt ist, ebenfalls Summierschaltungen 167 und 179 zugeführt, um die in die zweite Verdampfungszone eingeführte Luft zu beeinflussen und so die am Auslass eindringende Leckluft konstant zu halten.

Wie weiter vorn schon erwähnt,ist es eine Aufgabe der Verbrennungsanordnung, die praktisch vollständige Oxidierung und

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thermische Zerstörung der Lösungsmitteldämpfe, die im Ofen verdampft v/erden, zu bewirken, so dass eine Freigabe als Abluft zur Atmosphäre möglich ist. In dieser Hinsicht sind sowohl die Temperatur, auf welche der Luftstrom in der Ver- . brennungsanordnung angehoben wird als auch die Verweilzeit des Luftstroms in dieser von Bedeutung. Kürzere Verweilzeiten erfordern selbstverständlich höhere Temperaturen, um eine vollständige Veraschung und Verbrennung zu gewährleisten, wohingegen niedrigere Temperaturen möglich sind, wenn die Verweilzeit vergrössert wird. Darüber hinaus ist verständlicherweise ein Betrieb der Verbrennungsanordnung auf der niedrigst möglichen Temperatur zur Bewirkung der Lösungsmittelverbrennung oder den Lösungsmittelabbau für die sich dann ergebende Flussrate erwünscht, um so übermässige Wärmeverluste zu vermeiden.

Dementsprechend umfasst ein weiterer bevorzugter Gesichtspunkt vorliegender Erfindung die Verwendung des bisher beschriebenen Systems sowohl zur Kontrolle des thermischen Potentials der Ofenabluftzone als auch für die wirksame Variation oder Veränderung der Temperatur der verbrannten oder veraschten Luft mit Bezug auf die dann vorhandene Abluftflussrate, um so die Temperatur der Verbrennungsanordnung und die Verweilzeit zu koordinieren und niedrigere Temperaturen bei niedrigeren Flussraten zu ermöglichen. Zur Durchführung ist hierbei die Verwendung, beispielsweise als Temperaturregler 168, eines reinen Proportionalreglers wichtig, und nicht eines Schmalbandreglers mit beispielsweise nachgebender Rückführung, also mit PI-Verhalten. Diese letzte Art eines Reglers hält die Ausgabetemperatur der Verbrennungsanordnung auf im wesentlichen konstantem Wert, wobei das Abluftvolumen zu einem Proportional-

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verhältnis mit der Lösungsmittelverdampfungsrate im Ofen gezwungen wird. Durch die Verwendung eines reinen Proportionalreglers (P-Regler) ist die Ausgabetemperatur der Verbrennungsanordnung variabel und ist bei niedrigeren Flussraten, d.h. bei längeren Verweilzeiten, geringer, wobei nämlich tatsächlich solche geringeren Temperaturen in v/irksamer Weise zur Durchführung der Verbrennung verwendet v/erden können. Des weiteren sei gerade im Hinblick auf diesen Gesichtspunkt und um ein sicheres thermisches Potential für den Ofenstrom aufrechtzuerhalten, darauf hingewiesen, dass der obere Grenzwert des Arbeitsbereichs oder Arbeitsbandes des Proportionalreglers, wie weiter vorn schon erwähnt, auf die Temperatur eingestellt wird, die das höchste erlaubte thermische Potential eines sicheren Stromes darstellt plus der vorgegebenen Temperatur, die auf die Brennerwärme zurückzuführen ist. Hinsichtlich des unteren Grenzwertes des Bandes sei erwähnt, dass dieses willkürlich auf mehrere hundert Grad unterhalb des oberen Grenzwertes eingestellt wird, so dass, wenn zunächst ein Signal ausgegeben wird, der Luftstrom in der Verdampfungszone mehrere hundert Grad unterhalb dieses erlaubten thermischen Potentials liegt. Der Einstellpunkt für die Proportionalregler wird in der Mitte zwischen den oberen und unteren Niveaus des Proportionalbandes angeordnet und die manuelle Rückstellfunktion des Reglers wird so eingestellt, dass ein Ausgang von 50% erzeugt wird, wenn sich die Temperatur der Verbrennungsanordnung auf dem Einstellpunkt des Proportionalreglers 168 befindet.

Berücksichtigt man, dass das soeben beschriebene Regelsystem für die Betriebsart B entworfen und bestimmt ist, bei welcher die Raten der Lösungsmittelverdampfung so vorausgesetzt werden,

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dass sie in weiten Grenzen schwanken und berücksichtigt man, dass dann, v/enn solche Bedingungen nicht vorliegen, die Verwendung der zuerst beschriebenen Betriebsart A erwünscht ist, dann müssen Anordnungen vorgesehen sein, die dahingehend wirken, dass sich der Betrieb der jeweiligen Temperaturregler 128 und 168 gegenseitig ausschliesst. Zu diesem Zweck ist der Einstellpunkt des Reglers 128 etwas unterhalb des unteren Grenzwertes des Proportionalbandes des Reglers 168 eingestellt und das Ausgangssignal des Reglers 128 geht gegen Null, wenn die Temperatur der Verbrennungsanordnung diesen seinen Einstellpunkt nennenswert überschreitet. In ähnlicher Weise wird die Position des Drosselventils 124 für die Brennstoffzufuhr zum Brenner wie weiter vorn schon erwähnt in geeigneter Weise und in Abhängigkeit, welches System im Betrieb int, über die Auswählanordnung oder den Wählschalter 117 so moduliert, dass sich eine Beaufschlagung durch das höhere Signal des (a) Ausgangssignals des Temperaturreglers 128 ergibt, welches die Hilfsbrennstoffmenge darstellt, die zur Erreichung der Verbrennungsanordnungstemperatur bei der Betriebsart Λ erforderlich ist und (b) eines Signals, welches, angepasst oder bemessen vom Verhältnisrelais 167, vom Ausgang des Massenflussrechners 1G4 stammt und die Brennstoffmenge darstellt, die zur Erhitzung' des dann vorliegenden Abluftflusstromes auf einen vorgegebenen Wert erforderlich ist.

Geeignete Wählschalter, die so ausgebildet sind, dass sie jeweils den höheren Signalwert akzeptieren und durchlassen (high selectors) sind erhältlich im Verkaufnprogramm der "L & N's Electromax III" und vieler anderer Firmen, die auf dem Gebiet der Prozessregelung arbeiten.

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Bei diesem System wird, damit die Ofenzone einer minimalen Rate an Lösungsmitteleingang angepasst werden kann, die Luftflussrate bei der Betriebsart A bevorzugt auf einen vorgewählten konstanten Wert aufrechterhalten, der in üblicher Weise bei einem Ofen für die Anfangsbearbeitung in der Grössenordnung von 5000 SCFM (Standard Kubikfuss/Minute) liegt und, bei einem Ofen für die Fertigbearbeitung und unter teilweiser Vorwegnahme eines plötzlichen Beginns einer Einführung an Lösungsmittel mit einer Rate von mindestens einer Gallone pro Minute, bei 10000 SCFM (Standard Kubikfuss/Minute) liegt. Eine solche Regelung der Flussrate auf dem vorgewählten Minimum wird bewirkt mit einem dem Abluftdrosselglied 112 von dem Flussregler 162 zugeführten Signal, der seinen Einstellpunkt von der Auswahlschaltung 172 erhält. Dabei ist, solange der Ausgang des Temperaturreglers 168 bei Null liegt, das höchste Eingangssignal zu dieser Auswahlschaltung das vorgewählte minimale Flussignal oder, bei dem im folgenden noch zu erörternden Leerlaufbetrieb, das Leerlauf-Minimalflussignal.

Im Lichte dieser soeben abgegebenen Beschreibung ist Aufbau und Wirkungsweise des dargestellten Ofensystems leicht zu verstehen. Beim Anlassen oder dann, wenn Beschichtungen mit niedrigen Lösungsmittelgehalten verwendet werden, wird die Temperatur der Verbrennungsanordnung nahe dem Einstellpunkt des Temperaturreglers 128 aufrechterhalten, der wiederum die dem Brenner 124 zugeführte Brennstoffmenge in der Weise einregelt, dass eine angemessene Temperatur der Verbrennungsanordnung aufrechterhalten wird. Solange wie die Temperatur der Verbrennungsanordnung nicht den Einstellpunkt des Reglers überschreitet, wird die Flussrate des Luftstroms innerhalb

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des Ofens von dem Flussregler 170 auf einem voreingestellten, konstanten Minimalwert aufrechterhalten. Steigt die Rate der Lösungsmittelverdampfung im Ofen an, dann wird die Brennstoffzufuhr zum Brenner progressiv gedrosselt, so dass in wirksamer Weise die Verbrennungswärme des verdampften Lösungsmittels in der Verbrennungsanordnung ausgenutzt v/erden kann. Es versteht sich jedoch, dass das die Brennstoffzufuhr regelnde Drosselventil nicht bis zu einem solchen Wert geschlossen werden darf - bei vorgewählter minimaler Flussrate - dass sich dann nur noch eine unzureichende Flamme ergeben würde, die möglicherweise nicht mehr für eine zuverlässige Zündung und Einleitung der Verbrennung ausreichen würde. Es muss daher beispielsweise immer eine minimal vorgegebene Flamme aufrechterhalten werden, die so ausreichend ist, dass sie die Temperatur des Luftstroms bei Minimalfluss um mindestens 93°C anhebt. Daher wird in Übereinstimmung mit einem Merkmal vorliegender Erfindung das Drosselventil 124 für die Brennstoffzufuhr zur Sicherstellung dieser Minimalflamme durch das Signal vom Massenflussrechner, der auf das Verhältnisroiais 167 und die nachgeschaltete Auswahlanordnung 117 einwirkt, in ausreichender Weise offen gehalten.

Wird dann die Rate der Lösungsmittelverdampfung so gross, dass dies zu einer Temperatur der Verbrennungsanordnung führt, die in das Proportionalband des Reglers 168 eindringt, dann erzeugt dieser Regler ein Luftbedarfssignal. Dies führt zur Einleitung sowohl von frischer Kalt- als auch Heissluft in den Ofen und vergrössert dementsprechend die Abluftflussrate aus dem Ofen. Zur gleichen Zeit geht das Ausgangssignal des Reglers 128 gegen Null, so dass das Signal, welches die Brennstoffzufuhr

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zum Brenner einstellt, das Signal ist, das vom "lassenflussrechner herrührt, so dass der Temperaturanstieg im Luftstrom, der auf die zusätzliche Wärme des Zusatzbrennstoffs zurückzuführen ist, konstant wird. Wenn die Lösungsmittelverdampfungsraten und die· Luftstromflussraten noch weiter ansteigen, dann wird die Verbrennungsanordnung zunehmend heisser und sollte der obere Grenzwert des Proportionalbandes des Reglers 168 überschritten v/erden, dann würde die Einführung des Lösungsmittels im Ofen automatisch abgestoppt werden,beispielsweise indem die Beschichter geöffnet werden, die das Lösungsmittel auf den gegenwärtig bearbeiteten Streifen aufbringen.

Aus dieser Erläuterung geht hervor, dass zwei grundsätzliche Betriebsverfahren für den Ofenbetrieb beschrieben worden sind, nämlich das Betriebsverfahren nach Modus A, bei welchem die Ofentemperatur, der Abluftfluss und die Temperatur der Verbrennungsanordnung konstant sind und das Betriebsverfahren B, bei welchem die Ofentemperatur konstant ist, jedoch der Abluftfluss und die Temperatur der Verbrennungsanordnung sich verändern. In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal vorliegender Erfindung ist dann noch ein drittes Betriebsverfahren für den Ofen vorgesehen. Dieses Betriebsverfahren, welches als Leerlaufverfahren bezeichnet wird, wird dann wirksam, wenn auf das Streifen- oder Bogenmaterial keine Beschichtung aufgebracht wird, beispielsweise wenn die Art der Beschichtung sich verändert. Bei diesem Arbeitsverfahren, welches manuell eingeleitet wird und welches so ausgelegt ist, dass die normalen Arbeitsbetriebsverfahren danach unmittelbar wieder eingeleitet werden können, wird die Ofentemperatur auf der Höhe des Arbeitsbetriebsverfahrens aufrechterhalten.

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Gemäss einem wesentlichen Merkmal dieses Leerlaufbetriebsverfahrens sind die Beschichter in einer Stellung ausserhalb der Betriebsstellung "blockiert", so dass sie nicht in der Lage sind, in die Betriebsbeschichtungsstellung verschoben zu v/erden; zur gleichen Zeit wird der Abluftfluss aus dem Ofen auf einen Wert unterhalb des Minimalflusses der Betriebsart A reduziert. Da während der Leer lauf betriebsart die Beschichter nicht arbeiten, ergibt sich auch keine Notwendigkeit zur Lösungsmittelverdünnung Luft einzuführen und das einzige Erfordernis liegt darin, dass dem Ofen in der Weise ausreichend Luft zugeführt wird, dass die Ofentemperatur aufrechterhalten wird. Um daher diese Leerlaufbetriebsart zu ermöglichen, ist ein dritter Einstellpunkt, entsprechend der gewünschten Flussrate während des Leerlaufs für den Massenflussregler 170 vorgesehen oder dessen Einstellpunkt muss sich vom Ausgangssignal des Vorkammertemperaturreglers 114 reduzieren lassen. Wie in Fig. 8 gezeigt und weiter vorn schon erläutert, wird der Wahlschalter 172 (high selector) der entsprechend wie der Wahlschalter 117 ausgebildet ist, und daher jeweils das höchste anliegende Signal auswertet, verwendet, um das geeignete Signal für den Einstellpunkt des Reglers zu erzeugen.

In üblicher Weise kann, wie in Fig. 8 auch angegeben, der Einstellpunkt für den Leerlaufbetrieb und die Einstellpunkte für die Betriebsart A von einstellbaren Potentiometern 180 und 182 vorgesehen sein; die Auswahl zwischen den jeweiligen Werten erfolgt mit Hilfe eines Relais 184, welches bei der Betriebsart A normalerweise nicht erregt ist. Es kann dann ein Ein-Ausschalter 186 oder ein Signal vom Antrieb der Prozesslinie verwendet v/erden, um das Relais für den Leerlaufbe-

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trieb zu erregen, so dass das Ausgangssignal des Leerlaufpotentiometers als Einstellpunkt für den Abluftmassenflussregler 170 verwendet wird. Bei Erregung kann dieses Relais gleichzeitig auch verwendet werden zur öffnung der Schaltkreise, die für die Beschichter während der Leerlaufbetriebsart verwendet v/erden; daher ist es für diese Beschichter unmöglich in ihrer Arbeitsposition verschoben zu v/erden, so dass sichergestellt wird, dass die Möglichkeit der Einführung von Lösungsmittel während der Leerlaufbetriebsart ausgeschlossen ist.

In Übereinstimmung mit einem v/eiteren Merkmal der Leerlaufbetriebsart kann die Temperatur der Verbrennungsanordnung reduziert v/erden, so dass eine zusätzliche Brennstoffersparnis vorliegt. In dieser Hinsicht braucht während der Leerlaufbetriebsart die Temperatur der veraschten oder verbrannten Luft nur so ausreichend zu sein, dass sichergestellt v/ird, dass bei der regenerativen Wärmetauschung mit frischer Luft die Ofentemperatur aufrechterhalten v/ird. Da während des Leerlaufbetriebs kein Lösungsmittel vorhanden ist, besteht auch nicht die Notwendigkeit für eine Verbrennung oder Veraschung. Als Folge davon kann v/ährend des Leerlauf betriebs die Verbrennungsanordnungstemperatur geringer sein, als dies bei den Normalbetriebsarten der Fall ist, so dass zu diesem Zweck bei Erregung des Relais 184 auch ein niedrigerer Einstellpunkt für den Temperaturregler 126 möglich ist. Dementsprechend handelt es sich bei dem Temperaturregler 126 bevorzugt um einen sogenannten Kaskadenregler oder um eine von einem Rechner oder Computer überwachend eingestellte Reglerart, wobei ein Signal des Relais 184 bei dessen Erregung verwendet wird, um

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den Einstellpunkt des Reglers 126 auf einen niedrigeren Wert zu bringen.

DIE VERWENDUMG VON MEHREREN ÖFEN ODEn MEHRFACHÖFEN

Bisher sind die die Verbrennung und die Wnrmewiedergewinnung betreffenden Gesichtspunkte vorliegender Erfindung beschrieben worden unter Bezugnahme auf einen einzigen Ofen; es versteht sich jedoch, dass auch zwei oder mehr Öfen bei dem erfindungsgemässen Konzept verwendet v/erden können. Es ist daher gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung möglich, ein Ofensystem vorzusehen, welches eine Vielzahl von Öfen, beispielsweise einen Ofen für die Anfangsbearbeitung und einen Ofen für die Endbearbeitung umfasst (primer oven - finish oven) wobei vor der Verbrennung die Abluftströme der Öfen kombiniert und einer einzigen Verbrennungsanordnung zugeführt werden. Die Zusammenfassung der Abluftströme vor ihrer Verbrennung ist begleitet von einer Vielzahl wesentlicher Vorteile, wenn man beispielsweise davon ausgeht, dass die Rate, mit welcher das Lösungsmittel in den jeweiligen öfen und daher auch häufig das Volumen der Abluft von diesen öfen freigesetzt wird, beträchtlich unterschiedlich sein kann.

Ein Vorteil liegt darin, dass die Absauggebläse, die zum Ab-' führen der Luft aus den öfen verwendet werden, geringere Kapazitäten haben können als die, die benötigt v/erden würden, wenn jeder Ofen mit einem unabhängigen Gebläse ausgestattet wäre. Sind beispielsweise Öfen so ausgelegt, dass bei maximaler Lösungsmittelbelastung ein Abluftfluss von 20000 SCFM (Standard

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Kubikfuss/Minute) erforderlich ist und v/erden getrennte und unabhängige Gebläse hierfür verwendet, dann muss jedes Gebläse diese Haximalkapazität auf v/eisen. Ist es jedoch bekannt, dass sämtliche öfen in dem System nicht zur gleichen Zeit den maximalen Abluftfluss erfordern, dann kann mit Vorteil ein Gebläse mit geringerer Kapazität verwendet v/erden. Die Verwendung von kleineren Gebläsen für einen Ofen für die Anfangsbehandlung und für Öfen für die Fertigbehandlung, wie sie bei der solche Folien oder Bögen beschichtenden Industrie verwendet werden, ist üblicherweise möglich, da die Menge des im Anfangsbehandlungsofen verdampften Lösungsmittels und damit auch der erforderliche Abluftfluss im allgemeinen wesentlich geringer ist als bei einem Ofen für die Fertigbehandlung. Daher kann in sehr vielen Fällen ein einziges Absauggebläse mit einer Kapazität von beispielsweise 30000 SCFM (Standard Kubikfuss/Minute) verwendet werden anstelle von zwei Gebläsen, von denen jedes eine Maximalmenge von 20000 SCFM (Standard Kubikfuss/Minute) bewältigen kann.

Das Zusammenfassen der Abluftflüsse und die Verwendung einer einzigen Verbrennungsanordnung ist, aus etwa den gleichen Gründen vorteilhaft, da das maximal benötigte Volumen .der Verbrennungsanordnung reduziert werden kann. Darüber hinaus sind übliche Brenner an solchen Verbrennungsanordnungen nicht dafür ausgelegt, sich starken Veränderungen in der Massenflussrate anpassen zu können. Durch Kombination der Abluftflüsse kann die maximale Veränderung bei der Auslegung reduziert werden. Kann beispielsweise bei einem zwei öfen und zwei Verbrennungsanordnungen umfassenden System jeder Ofen 5000 bis 20000 SCFM (Standard Kubikfuss/Minute) bewältigen, dann muss

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jeder Brenner ein Verhältnis der Massenflussrate von 4:1 aufnehmen können, wohingegen bei Verwendung einer einzigen Verbrennungsanordnung von 15000 bis 30000 SCFM (Standard Kubikfuss/Minute) die Brenner bei zusammengefassten Flussraten lediglich einem Flussverhältnis von 2:1 unterworfen wären.

Darüber hinaus sei noch darauf hingewiesen, dass auch ein einziges regeneratives Wärmetauschersystem mit mehreren öfen verwendet werden kann. In Kombination mit einer einzigen Verbrennungsanordnung kann die durch das Lösungsmittel des einen Ofens gelieferte Verbrennungswärme, die die von diesem Ofen benötigte Wärmemenge überschreitet, in einfacher Weise dazu verwendet werden, einem anderen Ofen Wärme zuzuführen, der beispielsweise als auf der Verwendung von Wasser basierender Ofen für die Anfangsbehandlung (water-based primer) arbeitet und daher nicht in der Lage ist, irgendwelche Lösungsmittel zu seiner Erwärmung zur Verfügung zu stellen.

Es versteht sich, dass das weiter vorn beschriebene System zur Kontrolle des thermischen Potentials direkt auf die Verwendung einer· einzigen Verbrennungsanordnung in Kombination mit einer Vielzahl von Öfen angewendet werden kann, von denen lediglich einer mit veränderbarer Abluftflussrate arbeitet und Lösungsmittel dem Abluftstrom beigibt. Jede Veränderung der Temperatur der Verbrennungsanordnung reflektiert eine Änderung des thermischen Potentials der Abluft des Ofens, in welchem das Lösungsmittel verdampft wird. Die Kontrolle des thermischen Potentials in diesem Ofen kann dann mit den weiter vorn schon erwähnten Vorteilen durchgeführt werden.

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Es versteht sich jedoch, dass unter diesen Bedingungen Änderungen der Temperatur der veraschten oder verbrannten Luft eine nicht-lineare Funktion von Änderungen des thermischen Potentials des Lösungsmittel enthaltenden Stroms sind. Daher ist ein gegebener Temperaturanstieg der Verbrennungsanordnung, die auf einen Anstieg des thermischen Potentials zurückzuführen ist, tatsächlich geringer als der Anstieg des thermischen Potentials in dem Strom. Dementsprechend muss das Ausgangssignal des Proportionalreglers in geeigneter Weise erhöht werden, um ein Signal für die Einstellpunkte des Massenflussreglers und des Luftzuführungssystems zu liefern, damit die Sicherheitsbedingungen aufrechterhalten werden können. Hierbei kann die Verwendung eines eine Kurvenform erzeugenden Netzwerks unter Verwendung von Dioden in Verbindung mit dem Temperaturregler 168 dem System eine nicht-lineare Beziehung zwischen der Temperatur der Verbrennungsanordnung und dem Abluftflusstrom des Ofens auferlegen, wodurch für diesen Ofen ein ausreichender Sicherheitsabstand gewährleistet ist; ein solches Netzwerk kann beispielsweise aus drei oder vier Segmentteilen zusammengestellt werden, die unter der Bezeichnung "Bell and Howell Model 19-306-1" erhältlich sind.

Das soeben beschriebene System ist auch in solchen Fällen zweckvoll, wenn es bekannt ist, dass - obwohl in mehr als einem Ofen Lösungsmittel verdampft wird - nur einer der Öfen einen Betrieb nach der Betriebsart B erforderlich macht und wobei mit Bezug auf die anderen Öfen diese ständig in der Betriebsart A mit geringeren festgelegten Flussmengen der abgeführten Luft betrieben werden können, d.h. dass die maximal

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vorausgesetzte Lösungsmittelkonzentration dabei stets so ist, dass ein sicheres thermisches Potential jeweils angenommen
werden kann. In dieser Situation kann eine Veränderung der
Temperatur der verbrannten oder veraschten Luft nicht notwendigerweise dahingehend interpretiert werden, dass dies auf eine Veränderung des thermischen Potentials des nach der Betriebsart B betriebenen Ofens zurückzuführen ist. Allerdings muss das System aus Sicherheitsgründen so ausgelegt werden,
wie oben schon erläutert, als wenn dies stets der Fall wäre. Zwar kann dies zur gelegentlichen Einführung von nicht benötigter frischer Luft führen, der Vorteil der Verwendung nur einer einzigen Verbrennungsanordnung ist jedoch nichtsdestoweniger realisiert.

Wenn mehr als einer der in das System eingeordneten öfen mit variabler Abluftflussrate arbeitet, dann kann nur ein geringer Vorteil daraus gezogen werden, dass man Veränderungen in der Temperatur der veraschten oder verbrannten Luft bei einer
Hauptverbrennungsanordnung zur Kontrolle des thermischen
Potentials heranzieht. Allerdings lässt sich noch immer durch die Verwendung einer einzigen Verbrennungsanordnung ein Vorteil erzielen, indem die Einlassluft und der Abluftfluss in
jedem Ofen genau wie oben beschrieben mit Bezug auf einen
einzigen Ofen kontrolliert wird, mit der Ausnahme, dass sich die Temperatursensoren für die nach der Betriebsart B arbeitenden Regler für jeden Ofen in kleinen getrennten Modellverbrennungsanlagen befinden, die mit einem geringen Bruchteil
der Abflüsse eines einzigen Ofens gespeist werden, anstelle
dass sich diese Sensoren in einer grossen gemeinsamen Hauptverbrennungsanordnung befinden.

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Genauer gesagt verfügt jede der Modellverbrennungsanordnungen über ihren eigenen Massenflussrechner, Fluss- und Temperaturregler und Brennstoffzumessysteme, wie weiter vorne beschrieben. Allerdings werden diese Modellverbrennungsanordnungen für Regelzweoke verwendet und der Verbrauch an Brennerkraftstoff ist nur sehr gering, die Modellverbrennungsanordnungen brauchen nicht die Merkmale des Brennstoffregelsystems für die Betriebsart A enthalten. Dies ist selbstverständlich nicht der Fall mit Bezug auf die Hauptverbrennungsanordnung. Daher sollte die Hauptverbrennungsanordnung die entsprechend der Betriebsart A und B erläuterten Brennstoffregelanordnungen, darin eingeschlossen den Massenflussregl/er 164 enthalten, allerdings braucht die Verbrennungsanordnung nicht mit dem Flussregler 170 ausgerüstet sein, und der Temperaturregler 168 wird lediglich benötigt zur Anzeige von übermässigen Temperaturen der Verbrennungsanordnung.

Wie weiter vorn schon erläutert,ist bei der Betriebsart B die Temperatur der Verbrennungsanordnung eine direkte Funktion des thermischen Potentials des in die Verbrennungsanordnung eingeführten Luftstroms, da der auf die Brennerwärme zurückzuführende Temperaturanstieg über sich verändernde Flussraten konstant gehalten wird. Wie erläutert wird dies durch geeignete Zumessung der Flussrate des Brennstoffs zum Brenner erzielt. Das gleiche Ergebnis, nämlich einen auf die Brennerwärme zurückzuführenden konstanten Temperaturanstieg, kann dadurch erzielt werden, dass sowohl die Massenflussrate durch die Verbrennungsanordnung als auch die Länge des der Verbrennungsanordnung zugeführten Brennstoffs kostant gehalten wird. Es ist aber schwfcrig, dies mit Bezug auf grosse Flussraten zu

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erreichen, bei denen die Temperatur des Luftstromes beträchtlich schwanken kann. Mit Bezug auf kleine Flussraten kann dies jedoch in geeigneter Weise realisiert werden und daher kann diese Möglichkeit der Erzielung eines konstanten, auf die Brennerwärme zurückzuführenden Temperaturanstiegs mit Bezug auf den Betrieb der Modellverbrennungsanordnungen, wenn solche verwendet werden, in Betracht gezogen werden.

Daher ist in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Merkmal vorliegender Erfindung ein System vorgesehen, eine Verbrennungsanordnung und bevorzugt eine kleine Verbrennungsanordnung in der Weise zu betreiben, dass die Massenflussrate eines ihr zugeführten Luftstroms über sich verändernde Temperaturen des eingeführten Luftstroms konstant bleibt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Luftstrom durch die Verbrennungsanordnung mit einem Gebläse mit festem Durchsatzvolumen gezogen wird und dass zwischen dem Auslass der Verbrennungsanordnung und dem Gebläse eine Anordnung, beispielsweise eine Wassersprühkammer vorgesehen wird, um die verbrannte oder veraschte Luft auf eine konstante Temperatur abzukühlen.

Als Folge der Verwendung eines solchen Gebläses mit konstantem Volumen in Kombination mit der Einführung von Luft mit konstanter Temperatur in das Gebläse, bleibt die Massenflussrate der durch die Verbrennungsanordnung gesaugten Luft konstant, unabhängig von der Temperatur des Luftstroms. Damit bleibt dann, solange wie die dem Brenner der Verbrennungsanordnung zugeführte Brennstoffmenge konstant gehalten wird, auch der auf die Brennerwärme zurückzuführende Temperaturanstieg im Luftstrom konstant.

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Es versteht sich, dass der Vorteil, den Temperaturanstieg in dieser Weise zu kontrollieren, in dem Umstand zu sehen ist, dass auf die Notwendigkeit des Vorhandenseins des Massenflussrechners und der Anordnungen, die als Folge von Änderungen in der Massenflussrate die dem Brenner zugeführte Brennstoffmenge modulieren und ändern, verzichtet werden kann.

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Claims (17)

Patentansprüche

1. Ofensystem zur kontinuierlichen Wärmebehandlung von Materialien, bestehend aus einem länglichen Gehäuse, durch welche^s das Material befördert wird, mit einem Hauptheizbereich, mit einer Einlassöffnung zur Einführung des Materials und einer Auslassöffnung zu dessen Entnahme, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an mindestens eine dieser Öffnungen Dichtmittel (70,72) vorgesehen sind, um das Einlecken von Luft in das Ofengleichgewicht zu begrenzen, dass eine Heissluftquelle (20,28, 118, 132) und mit ihr verbundene Heissluftzuführungsanordnungen (16,34,36a bis e) vorgesehen sind, die sich in den Heizbereich des Ofens öffnen, dass ein Absaugsystem (18,51,53,50,48) zur Abführung von Luft aus dem Ofen und eine brennstoffbeheizte Verbrennungsanordnung (20,118), deren Einlass mit dem Absaugsystem in Verbindung steht, zur Verbrennung und Erhitzung des aus dem Ofen abgeführten Luftstroms sowie ein regeneratives Wärmetauschersystem (136,138) vorgesehen sind, welches zwischen dem Auslass der Verbrennungsanordnungen (20,118) und der Heissluftquelle zur Erhitzung frischer Luft angeordnet ist, ferner dadurch gekennzeichnet, dass Regelanordnungen vorgesehen sind, um unabhängig zu den vorherrschenden Luftflussraten des Ofens das begrenzte Eindringen von Luft auf einem vorgegebenen Niveau aufrechtzuerhalten, dass die Heissluftquelle im wesentlichen die gesamten Wärmeanforderungen des Ofens erfüllt und

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dass die von dem Wärmetauschersystem (136,138) stammende frische Luft, die durch den Wärmeinhalt der in der Verbrennungsanordnung erhitzten Luft erwärmt ist, mindestens einen Teil der Heissluft der Heissluftquelle zur Verfügung stellt.

2. Ofensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnungen (70,72) nur angrenzend an eine der Öffnungen angeordnet sind und dass eine getrennte Regeleinrichtung vorgesehen ist, die das Eindringen von Leckluft durch die andere Öffnung des Ofens auf einem vorgegebenen Niveau kontrolliert.

3. Ofensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungsanordnung (70,72) gegen Leckluft angrenzend zur Einlassöffnung des Ofens angeordnet ist und eine Dichtungskammer umfasst, dass das Abluftsystem (51,53) zwischen der Dichtungskammer und dem Heizbereich des Ofens angeordnet ist, derart, dass heisse Luft durch den Hauptheizbereich des Ofens im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials geführt v/ird.

4. Ofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Eindringen von Luft durch die Auslassöffnung kontrollierenden Einrichtungen eine Anordnung zur Messung der Schwankung in der Flussrate dieser Leckluft und eine auf die Schwankungen ansprechende Anordnung umfassen, derart, dass zur Kontrolle der am Auslassende eindringenden Luft und Aufrechterhaltung

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dass die von dem Wärinetauschersystenv (136,138) stammende frische Luft, die durch den Wärmeinhalt der in der Verbrennungsanordnung erhitzten Luft erwärmt ist, mindestens einen Teil der Heissluft der Heissluftquelle zur Verfügung stellt.

2. Ofensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungsanordnungen (70,72) nur angrenzend an eine der Öffnungen angeordnet sind und dass eine getrennte Regeleinrichtung vorgesehen ist, die das Eindringen von Leckluft durch die andere Öffnung des Ofens auf einem vorgegebenen Niveau kontrolliert.

3. Ofensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtungsanordnung (70,72) gegen Leckluft angrenzend zur Einlassöffnung des Ofens angeordnet ist und eine Dichtungskammer umfasst, dass das Abluftsystem (51,53) zwischen der Dichtungskammer und dem Heizbereich des Ofens angeordnet ist, derart, dass heisse Luft durch den Hauptheizbereich des Ofens im Gegenstrom zur Bewegungsrichtung des zu behandelnden Materials geführt wird.

4. Ofensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die das Eindringen von Luft durch die Auslassöffnung kontrollierenden Einrichtungen eine Anordnung zur Messung der Schwankung in der Flussrate dieser Leckluft und eine auf die Schwankungen ansprechende Anordnung umfassen, derart, dass zur Kontrolle der am Auslassende eindringenden Luft und Aufrechterhaltung

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eines vorgegebenen Fehlluftniveaus die dann vorherrschenden Gesamtluftflussraten beim Ofenbetrieb einstellbar sind.

5. Ofensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Messung der Schwankung der Leckluft am Ofenende einen Temperaturfühler (100) umfasst, der innerhalb einer unabhängigen Mischkammer (98) im Pfad der Leckluft angeordnet ist, dass die Mischkammer (98) eine Anordnung (102) zur Einführung einer bekannten Menge Mischluft mit bekannter Temperatur aufweist, derart, dass Veränderungen in der Flussrate der Leckluft durch die Mischkammer als Temperaturschwankungen der Luft in dieser reflektiert sind und als Temperaturschwankungen von dem Temperaturfühler (Thermoelement 100) erfassbar sind.

6. Ofensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptheizbereich ein KonvektLonsheizsystem umfasst, bestehend aus die Heissluft freigebenden Ausgabeköpfen (57,59,60,62) zu beiden Seiten des Materials, dass die mit Luftaustrittsöffnungen versehenen Ausgabeköpfe in aufeinanderfolgender Reihenform angeordnet sind und den Ofen in sich angrenzend zum Oberteil und zum Unterteil des Ofens in Längsrichtung erstreckende Abluftfliessbereiche und in Konvekiionswärmeübertragungsbereiche unterteilen, die angrenzend zum Ober- und Unterteil des zu behandelnden Materials (32) angeordnet sind, dass den mit Öffnungen versehenen Ausgabeköpfen von einem Luft-

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Zuführungssystem (54,52) Heissluft zuführbar ist, dass die Öffnungen (67) der Ausgabeköpfe auf das zu behandelnde' Streifenmaterial (32) gerichtet sind und solche Abmessungen aufweisen, dass von ihnen freigegebene Luft mit hoher Geschwindigkeit im wesentlichen vertikal zum zu behandelnden Streifen in den Arbeitsbereich eindringt, derart, dass ein hoher auf Konvektion zurückzuführender Wärmeübertragungskoeffizient erzielbar ist und dass die Reihe der mit öffnungen versehenen Ausgabeköpfe so ausreichend offene Bereiche aufweist, dass im wesentlichen vertikal gerichtete Luftrückkehrwege anstelle von in Längsrichtung oder in seitlicher Richtung verlaufender Abführwege nach dem Auftreffen der Heissluftstrahlen auf das Material gebildet werden.

7. Ofensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Anordnungen (35,40) vorgesehen sind, die in Längsrichtung gerichtete Luft in die Abluftfliessbereiche des Ofens einführen, derart, dass diese Luft einen Bewegungsimpuls in Flussrichtung von solcher Grosse aufweist, dass keine Störung der in den Arbeitsbereichen im wesentlichen vertikal auf den zu behandelnden Streifen (32) auftreffende Luft erfolgt.

8. Ofensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Regelanordnungen (124, 117,167,128) zur Brennstoffzuführung an die Verbrennungsanordnung (118) vorgesehen sind, die so ausgebildet sind, dass die Temperatur der aus der Verbrennungsanordnung

(118) austretenden Luft bis zu einem vorgegebenen Wert

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des thermischen Potentials des eingeführten Luftstroms auf einem konstanten Wert aufrechterhalten ist.

9. Ofensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flussregelanordnung vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, dass die Flussrate des aus dem Ofen abgeführten Luftstroms dann auf einem konstanten Wert aufrechterhalten ist, wenn sich das thermische Potential des Luftstroms unterhalb des vorgegebenen Werts befindet.

10. Ofensystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass des weiteren eine veränderbare Flussregelanordnung vorgesehen ist, die so ausgebildet ist, dass dann, wenn sich das thermische Potential des Luftstroms oberhalb eines vorgegebenen Wertes befindet, zur Aufrechterhaltung eines sicheren thermischen Potentials innerhalb des Ofens die Flussrate von Luft in den Ofen und der aus dem Ofen abgeführte Luftstrom erhöht wird.

11. Ofensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung zur Einführung von frischer kalter Luft in den Ofen vorgesehen ist und dass die Zuführungsanordnungen für die heisse und die kalte, in den Ofen einzuführende Luft auf die variable Flussregelkontrolle ansprechen, derart, dass die Einführung von heisser und kalter Luft in den Ofen zur Aufrechterhaltung einer konstanten Ofentemperatur gegeneinander ausgeglichen ist.

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12. Ofensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennstoffzufuhr in der Verbrennungsanordnung auf die Flussrate der Luft durch diese zugeschnitten ist, derart, dass ein konstantes Verhältnis auch bei Schwankungen in der Luftflussrate aufrechterhalten ist.

13. Ofensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, dass das zu behandelnde Material aus einem flachen Metallstreifen (32) besteht, der durch den länglichen Ofen kontinuierlich hindurchführbar ist, dass die Dichtungskammer angrenzend zu einem Ende (Vorderende) des Ofens angeordnet ist, dass in der Dichtungskammer Düsenleitungen zu beiden Seiten des zu behandelnden Streifens (32) und in seitlicher Erstreckung über diesem angeordnet sind zur Erzeugung von abdichtenden Luftvorhängen, dass die Düsenleitungen geneigte Auslassöffnungen (86,88) aufweisen zum Ausblasen von Luftvorhängen in Gegenrichtung zur Laufrichtung des Streifens (32) , dass in der Dichtungskammer an.derem Boden- und Oberteil Abluftöffnungen vorgesehen sind zur Abführung der durch die Luftvorhänge eingeführten Luft und dass die durch die Düsenleitungen (70,72) eingeführten Luftmengen zur Regelung von eindringender Leckluft in den Ofen regelbar sind.

14. Ofensystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Dichtungskammer zweite Düsenleitungen (74, 76) vorgesehen sind zur Erzeugung von vorhangähnlichen, auf den Streifen (32) und in dessen Laufrichtung oder

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senkrecht zu diesen gerichteter Luftströme und dass Regelanordnungen vorgesehen sind zur Steuerung der durch diese Düsenleitungen ausgegebenen Luftmenge zur Kontrolle und Aufrechterhaltung der in den Ofen eindringenden Leckluft auf vorgegebenem Niveau.

15. Ofensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

14, dadurch gekennzeichnet, dass die den Ausgabeköpfen Heissluft zuführenden Einrichtungen Anordnungen umfassen, die aus dem Ofen Heissluft abziehen und diese durch die Ausgabeköpfe in den Ofen rückzirkulieren lassen.

16. Ofensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

15, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch zu behandelnden Materialstreifen (32) mit einem Beschichtungsmittel auf flüssiger Basis beschichtet sind und im Ofen zunächst durch einen das Lösungsmittel der Beschichtung verdampfenden Bereich und anschliessend durch einen Einbrennbereich geführt sind, dass die Abluftleitung (50) des Abluftsystems im Einlassbereich des Ofens einmündet, derart, dass im wesentliche sämtliche, in den Ofen eingeführte heisse Luft im Gegenstrom zur Laufrichtung des Streifens (32) und zur Spülung des Lösungsmittelgehaltes durch den Ofen geführt wird und dass zwischen der Einlassöffnung und der Absaugleitung des Ofens eine Regelanordnung vorgesehen ist, die das Eindringen von Umgebungsluft durch die Einlassöffnung in das Abluftsystem erfasst.

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17. Ofensystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Verbrennungsanordnung (118) eine Abtastanordnung zur Erfassung des thermischen Potentials des aus dem Ofen abgeführten Luftstroms und Flussregelmittel angeordnet sind, die auf einen Anstieg des thermischen Potentials über einen vorgegebenen Wert ansprechen und die Luftflussrate in den Ofen und die Luftflussrate des aus dem Ofen abgeführten Abluftstroms zur Aufrechterhaltung eines sicheren thermischen Potentials erhöhen.

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