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Lacktrocknungsofen Die Erfindung betrifft einen Lacktrocknungsofen,
bei welchem das Trockengut hängend durch einen an seinem Scheitel geschlitzten und
von außen flammen- und/oder abgasbeheizten Tunnel bewegt wird, durch dessen Wärmestrahlung
das Trockengut erwärmt wird, wobei die Heizquelle im wesentlichen im unteren Teil
des Tunnels angeordnet ist. Derartige Ofen bestehen aus einem Tunnel mit zylindrischem,
ovalem oder vieleckigem Querschnitt, welcher oben einen Längsschlitz besitzt, durch
welchen die Haken der Transporteinrichtung, an welchen die Trockengüter hängen,
hindurchtreten. Bei manchen Ausführungsformen hat der Tunnel auch an seiner Sohle
einen Längsschlitz, durch welchen kalte Luft hinzutritt. Außerdem kann Luft durch
die Öffnungen des Tunnels an seinen Stirnseiten eintreten, welche offen oder nur
unvollständig geschlossen sind.
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Ist die Tunnelluft kälter als das Gut, so wirkt sich dies in einer
Verminderung der Heizwirkung aus. Ist dagegen die Tunnelluft wärmer als- das Gut,
so bilden sich auf dem Lack harte Oberflächenfilme, welche die Diffusion behindern
und damit die Trockenzeit verlängern. Eine befriedigende Steuerung und Erwärmung
der Spülluft ist bei derartigen bekannten Lacktrocknungsöfen nicht möglich.
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Die Beheizung des Tunnels erfolgt im allgemeinen durch Gasbrennerrohre,
welche unter der Tunnelsohle liegen. Die Beheizung kann hierbei nur durch die Regelung
der Gasmenge gesteuert werden. Infolgedessen ist die Temperatur der Tunnelwand
ungleichmäßig,
nämlich unten wärmer und oben kälter. Bei Tunneln mit großem Querschnitt hat man*
auch etagenweise Heizvorrichtungen angeordnet.
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Ferner ist vorgeschlagen worden, die Ungleichmäßigkeit der Tunnelwandtemperatur
dadurch zu vermeiden, daß man die Tunnelwand durch Umwälzen warmer Abgase einer
Brennkammer beheizt, in welcher zurückkehrendes Abgas gemischt und wieder aufgeheizt
wird. Die Umwälzung dieser Abgase erfolgt durch hitzebeständige Lüfter, wodurch
sich eine sehr teuere Ofenbauart ergibt.
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Bei den- bekannten Tunnelöfen treten die Lackdünste durch den Scheitelschlitz
frei in den Raum. Hierdurch besteht die Gefahr von Explosionen und einer Verschmutzung
der Transporteinrichtung durch Kondensationsniederschläge der Lackdünste. Ferner
ist die Sogwirkung bei einer derartigen 'Bauweise gering.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung der Nachteile der bekannten
Tunnelöfen und die Gewährleistung einer gleichmäßigen- Erwärmung des Behandlungsgutes,
und zwar hauptsächlich oder ausschließlich durch die Wärmestrahlung der Tunnelwand
mittels infraroter Strahlen, wobei also eine Wärmeübertragung durch Konvektion zwischen
Trockengut und Tunnelluft möglichst weitgehend ausgeschaltet sein soll.
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Bei einem eingangs erwähnten Ofen wird der Erfindungszweck dadurch
erreicht, daß zur möglichst- weitgehenden Ausschaltung von Wärmeübtrtragung durch
Konvektion zwischen Trockengut und Tunnelluft einerseits an jeder Stirnseite des
Tunnels mehrere Blenden in kürzeren Abständen als die jeweilige Länge der Trockengüter
angeordnet und ihre Öffnungen dem jeweiligen Umriß des Trockengutes angepaßt sind,
um die Außenluft abzuschließen, und daß andererseits an der am stärksten beheizten
Tunnelsohle ein Spülluftkanal mit in den Tunnel mündenden Auslässen angeordnet ist,
deren Ouerschnittsflächen über die ganze Länge der Trockenkammer derart gestaffelt
sind, daß die Durchtrittsgeschwindigkeit und damit die Temperatur der Spülluft jeweils
der steigenden Temperatur des über dem Spülluftkanal entlang schwebenden Trockengutes
angeglichen ist, und daß geeignete Mittel vorgesehen sind, mittels derer ein Temperaturausgleich
zwischen »Unter- und Oberhitze« hergestellt wird, wodurch eine Vergleichmäßigung
der Strahlungsdichte über den gesamten Tunnelquerschnitt erreicht wird, und daß
der oder die Scheitelschlitze derart ausgebildet sind, daß die durch sie abziehenden
Lösungsmitteldämpfe einerseits mit der Transporteinrichtung nicht in unmittelbahrer
Berührung kommen, andererseits durch eine Wärmeaustauschfläche von den abziehenden
Rauchgasen bis über die Kondensationstemperatur erwärmt werden, und daß der Eintrittskanal
für- den Spülluftstrom gegebenenfalls derart geführt ist, daß dieser durch Rekuperatorwi_rkung
vorgewärmt wird.
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Zweckmäßig bestehen die Blenden aus einem spiegelnden Material, z.
B. Aluminium, so daß dem Trockengut ein unendlich langer Tunnel vorgetäuscht wird.
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Da der Einfluß der Spülluft auf die Erwärmung des Trockengutes möglichst
weitgehend ausgeschaltet ist, wird die Wirksamkeit eines Trockenofens noch erhöht,
wenn die Tunnelinnenwand überall eine gleichmäßige Temperatur besitzt bzw. das Verhältnis
von Ober- zu Unterhitze entsprechend gesteuert wird.
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Wie bereits angedeutet, wird dies dadurch erreicht, daß der Querschnitt
des Verteilerkanals für die Verbrennungsluft und seiner Durchlässe zum Brennrohrraum
größer ist, als dies für den normalen Verbrennungsluftbedarf notwendig wäre, um
durch Zufuhr von Zusatzluft (Ballastluft), welche die Tunnelwand unten kühlt und
oben den Wärmeübergang vergrößert, das Verhältnis von Ober- zu Unterhitze zu regeln.
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Ferner kann die Wärmeisolierung der Außenwand des Tunnels oben stärker
sein als unten, um die Rückstrahlung der Außenwand auf die Innenwand des Tunnels
in seinem oberen Teil zu verstärken.
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Wie ebenfalls bereits erwähnt, ist ferner die Voraussetzung geschaffen,
die Lackdünste ohne Explosionsgefahr vollständig abzusaugen und Kondensationsniederschläge
auf der-Transporteinrichtung und in der Absaugvorrichtung zu vermeiden. Zu diesem
Zweck ist in dem zweckmäßig vom Abgaskanal umgebenen Absaugkanal für die Spülluft
ein die Transportschiene umschließender, von seinen Stirnseiten mit Kühlluft gespeister
und unten in den Scheitelschlitz des Tunnels mündender Kanal angeordnet, - um einerseits
die Transportvorrichtung zu kühlen und vor Lackdünsten zu schützen und andererseits
die Lackdünste unter Vermeidung von Kondensationsniederschlägen vollständig abzusaugen.
Durch diese Maßnahme wird die Transporteinrichtung sozusagen durch eine Frischluftspülung
eingekapselt und die Spülluftabsaugung von der Verbrennungsgasabsaugung ummantelt.
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In manchen Fällen ist es erwünscht, die Spülluft vorzuwärmen. Dies
kann in einfacher Weise dadurch geschehen, daß der Tunnel von einem Ringraum umgeben
ist, welcher an der Tunnelsohle in einen sich in der Förderrichtung des Trockengutes
verengenden Schlitz mündet und in welchem die Spülluft am Tunnelscheitel, zweckmäßig
durch einen Rekuperator, eintritt. Durch den Rekuperator, in welchen die Luft kalt-
eintritt, wird die Abgaswärme ausgenutzt. Die durch den Ringraum strömende Luft
nimmt im- oberen Teil des Tunnels Verlustwärme auf, während sie den unteren Teil
des Tunnels kühlt und sich selbst dabei hoch erhitzt. Durch die Verengung des Schlitzes
in der Tunnelsohle tritt, ebenso wie bei dem vorher erwähnten Spülluftkanal, im
Vorderteil des Qfens mehr Luft aus als in seinem hinteren Teil, wodurch die Spüllufttemperatur
vorn niedriger ist als hinten, weil der breitere Teil des Schlitzes eine kürzere
Verweilzeit der zu erhitzenden Spülluft an der Heizfläche des Tunnels bedingt. Diese
Wirkung
kann dadurch unterstützt werden, daß die Wärmeisolierung
des Tunnels im Anschluß an seine Eintrittsstirnseite stärker heruntergezogen ist
als nach seiner Austrittsstirnseite zu.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch und
beispielsweise dargestellt, und zwar -neigt Fig. i einen symmetrischen Längsschnitt,
Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie II-II von Fig. i und Fig. 3 einen Querschnitt
gemäß Fig. 2 für eine abgeänderte Ausführungsform.
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Gemäß Fig. i besteht der Ofen aus einem inneren Tunnel i und einem
äußeren Tunnel 2 mit einer zweckmäßig von oben nach unten in ihrer Dicke abnehmenden
Wärmeisolierung 3.
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Die Stirnseiten des Tunnels i sind mit Blenden 4 ausgerüstet, deren
Abstände voneinander etwas geringer sind, als die Länge des einzelnen Trockengutes
5. Die Öffnungen der Blenden sind dem jeweiligen Umriß des Trockengutes 5 möglichst
eng angepaßt. Hierdurch wird erreicht, daß das Trockengut 5 immer mindestens eine
Blende 4 schließt, so daß praktisch nur wenig Außenluft an dem Trockengut entlang
in den Tunnel i eintreten kann. Die Blenden 4 bestehen zweckmäßig aus Aluminium,
um die Wärmestrahlen zu spiegeln, so daß dem Trockengut 5 ein unendlich langer Tunnel
vorgetäuscht wird.
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Unter der Tunnelsohle ist ein Gasbrennrohr 6 angeordnet. Die Verbrennungsluft
wird dem Brennraum durch einen Verteilerkanal 7 mit einem Regelschieber 8 zugeführt.
Die Durchlässe zwischen dem Verteilerkanal 7 für die Verbrennungsluft und dem Brennraum
haben einen größeren Querschnitt, als dies für den normalen Verbrennungsluftbedarf
notwendig wäre. In Richtung des Pfeiles ca wird dem Kanal 7 Verbrennungsluft und
Zusatzluft (Ballastluft) zugeführt. Die Verbrennungsabgase und die unverbrannte
Ballastluft strömen zwischen der Innenwand i und der Außenwand 2 des Tunnels nach
oben in einen Abgasesammelkanal 9 mit einem Abgasabzug io.
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Im Abgassammelkanal 9 ist ein Sammelkanal i i mit Abzug 12 für die
Spülluft und den Lackdunst angeordnet. Der Sammelkanal i i mündet in den Scheitelschlitz
der Tunnelwand i.
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Im Spülluft- und Lackdunstabsaugkanal i i ist ein dritter Kanal 13
angeordnet, welcher die Transportschiene 14 umschließt und ebenfalls in den Scheitelschlitz
der Tunnelwand i mündet. Der Kanal 13 wird an seinen Stirnseiten in Richtung der
Pfeile b mit Frischluft gespeist, welche in Richtung der Pfeile c durch die Spülluft
umgelenkt und in den Absaugkanal i i mitgerissen wird (Pfeile d).
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An der Tunnelsohle ist ein Spülluftkanal 15 mit in den Tunnel mündenden
Auslässen angeordnet, deren Querschnitt in der Förderrichtung des Trockengutes abnehmen
kann. Infolgedessen tritt an der Eintrittsstirnseite des Tunnels i mehr und kältere
Luft aus, als nach der Austrittsstirnseite zu, wie dies in Fig. i durch die Größe
der Pfeile e angedeutet ist. Die Spülluft wird dem Kanal 15 in Richtung des Pfeiles
f zugeführt, während das Brenngas in das Brennrohr 6 in Richtung des Pfeiles g eintritt.
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Die Verbrennungsabgase und die Ballastluft nehmen ihren Weg in Richtung
der Pfeile li. Die Spülluftmenge kann durch einen Schieber 16 gesteuert werden.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ofenbauart ist folgende: Das
Trockengut 5, von welchem der Einfachheit halber nur ein Stück dargestellt ist,
wird von rechts nach links durch den Tunnel i bewegt. Die Länge des Tunnels ist
beliebig. Durch die Blenden 4 werden beide Stirnseiten des Tunnels i praktisch gegen
die Außenluft abgeschlossen.
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Das Trockengut wird durch die Wärmestrahlung der Tunnelwand i mit
infraroten Strahlen erwärmt. Die Spülluftmenge, welche aus dem Spülluftkanal 15
in den Tunnel eintritt, wird so geregelt, daß die Temperatur der Tunnelluft jeweils
der steigenden Temperatur des über dem Spülluftkanal 15 entlang schwebenden Trockengutes
entspricht.
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Die mit Lackdünst gemischte Spülluft tritt durch den Scheitelschlitz
des Tunnels i in den Absaugkanal i i und wird durch den Abzug 12- abgeführt. Hierbei
reißt sie die aus dem Scheitelschlitz unten aus dem Transportkanal 13 austretende
Kaltluft mit, so daß kein Lackdunst in den Kanal 13 eintreten kann. Die abgesaugten
Verbrennungsabgase sowie die erhitzte Ballastluft strömen durch den Kanal 9 und
den Abzug io ab und erwärmen hierbei den Kanal i i und den Abzug 12 von außen, so
daß keine Kondensationsniederschläge auf der Transporteinrichtung und in den Absaugkanälen
entstehen können.
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Die Ausführungsform gemäß Fig.3 entspricht in ihrem grundsätzlichen
Aufbau derjenigen gemäß Fig. i und 2. Sie bezweckt eine Verbesserung der Spüllufterwärmung.
In den Rekuperator ioi tritt kalte Luft (Pfeil A) ein. Der Rekuperator ioi mündet
in einen Ringraum io2, und die Luft nimmt die Verlustwärme der Isolierung 3 auf.
Im unteren Teil des Ringraumes io2 wird die Spülluft durch den Außenmantel 2 des
Tunnels hoch erhitzt und tritt durch den Schlitz 103 in den Tunnelraum ein. Der
Schlitz 103 verengt sich in der Förderrichtung des Trockengutes, so daß in
seinem vorderen Teil mehr und kältere Luft austritt als in seinem hinteren Teil.
Diese Wirkung entspricht der Wirkung des Spülluftkanals 15 der Ausführungsform gemäß
Fig. i und 2. Die Beheizung der Tunnelwand i erfolgt durch zwei Gasrohre 104 und
io5, welchen je ein Verteilerkanal io6 bzw. 107 für Verbrennungsluft und Ballastluft
zugeordnet ist.
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Die Wandung io8 des Ringraumes io2 ist in ihrem unteren Teil mit einer
Wärmeisolierung io9 versehen. Die Isolierung 3 des Zylinders 2 des Ofens ist zweckmäßig
im Anschluß an die Eintrittsstirnseite des Ofens stärker heruntergezogen als nach
seiner Austrittsseite zu, um die Temperatur der Spülluft zusätzlich zu der Wirkung
des Schlitzes 103 zu beeinflussen.
Der Einfachheit halber sind in
Fig. 3 die Transporteinrichtung, das Trockengut und die Blenden nicht dargestellt.
Die der Ausführungsform gemäß Fig. i und 2 entsprechenden Teile sind mit gleichen
Bezugszeichen bezeichnet.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ofenbauweise beschränkt
und auch nicht auf die Anwendung des Ofens zur Trocknung von Lacken. Sie kann vielmehr
in ihren einzelnen baulichen Ausführungen und Anordnungen den jeweiligen Verhältnissen
des Einzelfalles angepaßt werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.