DEP0026731DA - Bestrahlungstrockner für durch den Trockner wanderndes, flächiges Trockengut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bestrahlungstrockner für durch den Trockner wanderndes, flächiges Gut, insbesondere für lackiertes Blech oder dergl., wobei als strahlende Fläche eine Oberfläche heissgasdurchströmter Hohlkörper vorgesehen ist.

Seit einiger Zeit sind Bestrahlungstrockner, auch Infrarottrockner genannt, üblich geworden. Beim ersten Auftauchen dieser Art Trockner wurde die Bestrahlung durch elektrische Glühlampen bewirkt, wobei Speziallampen mit besonders starker Wärmeausstrahlung verwendet wurden. Die Lampen wurden hierbei so angeordnet, dass in einem Gestellt eine grössere Anzahl untergebracht wurde, wobei sich dem zu bestrahlenden Körper die haubenförmige Anordnung der Glühlampen anschmiegte. In solchen Einrichtungen wurden beispielsweise lackierte Karossen behandelt.

Die Glühlampen werden in Hohlspiegeln eingebaut, nahe am Brennpunkt derselben. Die Hohlspiegel sind an der Innenfläche hochglanzpoliert und mit Goldauflage oder einem anderen, gut reflektierenden Ueberzug versehen, damit wenig Wärmestrahlen verloren gehen.

Es gelingt bei solchen Trocknern, wobei die zu behandelnden Teile mit gleichmässiger Geschwindigkeit an den Bestrahlungsflächen vorbei geführt werden, mit einer wesentlich kleineren Trockenzeit auszukommen, als seither. Man erklärt dies damit, dass die Strahlen von der Unterseite der zunächst nassen Lackfläche aus wirkend, die Schicht von innen heraus trocknen, wodurch die abdunstende Lösung leicht durch die Deckschicht entweichen kann, bis am Ende des Vorgangs auch die Deckschicht erhärtet. Auch denkt man sich, dass die Metallunterlage gar nicht die Temperatur der Lackschicht anzunehmen braucht. Es sei dahin gestellt, ob dies zutrifft, oder ab statt der sonst bei Trocknung durch Warmluft angewandten Temperatur hier höhere Temperaturen wirksam werden. Die Tatsache besteht, dass kürzere Trockenzeiten möglich sind.

Ausgehend von der Erfahrung mit Glühlampentrocknern ist man dazu übergegangen, Strahlflächen anderer Art zu verwenden. Man hat hierbei um den Behandlungsquerschnitt herum, vorwiegend an den Seiten Heiztaschen angeordnet. Solche Heiztaschen braucht man nicht elektrisch zu beheizen, sondern man kann z.B. auch Gas benutzen. Gas hat den Vorteil, dass die Beheizung im allgemeinen viel billiger wird. Von solchen Gastaschen werden je nach Höhe des Behandlungsraums auch mehrere über einander und über die Tiefe der Einrichtung mehrere System hinter einander angeordnet. Man will durch die über einander liegende Anordnung mehrerer Gastaschen offensichtlich die Wirkung vergleichmässigen.

Die Heiztaschen bestehen im wesentlichen aus einem kastenartigen Behälter von geringer Tiefe, welcher mit der breiten Seite dem Behandlungsraum zugewendet ist. An der unteren Kante im Innenraum befindet sich eine Reihe von Gasflammen. Dieselben geben Wärme vorwiegend an die dem Behandlungsraum zugewendete Strahlungsfläche ab, während die gegenüber liegende Fläche eine Isolierauflage hat. Die Gase entweichen oben in den Aufstellungsraum. Es ist erklärlich, dass bei diesen Heiztaschen im unteren Teil die Erwärmung der Strahlungsfläche höher ist, als im oberen Teil. Infolgedessen strahlt die Fläche auf das Trockengut keineswegs gleichmässige Wärmemengen über die Höhe gerechnet.

Die bis jetzt bekannt gewordenen Infrarottrockner sind für den kontinuierlichen Durchgang des Trockengutes an den Stirnseiten offen. Ebenso bilden, sowohl bei den Glühlampentrocknern, wie bei den gasbeheizten, die Bestrahlungsflächen keinen geschlossenen Abschluss des Behandlungsraum von dem Aufstellungsraum. Die abdampfende Lösung sowohl wie die Abbauprodukte des Lackes treten also in den Aufstellungsraum ein, aus dem der Dunst beseitigt werden muss, entweder durch Absaugen oder im Dach durch Oeffnungen austritt.

In solchen Trocknern werden vielfach Metallteile beliebiger Formgebung behandelt, wobei dieselben an den Strahlungsflächen vorbei geführt werden. Es ist klar, dass hierbei diejenigen Flächen, welche senkrecht von der Strahlung beaufschlagt werden, anders trocknen, als solche Flächen, welche teils schräg zur Transportrichtung stehen oder von der gegenüberliegenden Strahlungsseite beaufschlagt werden, oder gar im Strahlungsschatten liegen. So kommt es, dass einige Flächenteile bei lackierten Gegenständen nach dieser Trocknung noch weich sind, anders hingegen übertrocken oder sogar spröde werden. Die Gleichmässigkeit bei der Behandlung lässt also zu wünschen übrig. Man kann auch der Ansicht nicht die Berechtigung absprechen, dass für gewisse Metallteile der Strahlungstrockner nicht gut geeignet ist.

Ganz anders verhält es sich bei den Vorrichtungen, bei denen ein eingangs erwähnter Trockner gemäss der Erfindung so ausgestattet ist, daß die Hohlkörper derart ausgebildet und angeschlossen sind, dass sie parallel dem Förderweg des Trockengutes von einem aus Umwälzgas und Frischgas unmittelbar vor dem Eintritt in den Hohlkörper gemischten Heizgasstrom durchflossen sind.

Bei diesen wird die Anwendung auf ganz bestimmte Materialformen beschränkt. Es sind das Behandlungsgüter flächiger Form, wie Blechtafeln, Bänder, z.B. Stoffe von abgerollten Ballen oder Papier in Bändern oder Fäden in Parallelführung auf einem Transportband geführt oder über Walzen gespannt, oder Stahlbänder, welche durch Aneinanderschweissen oder Punkten endlos gemacht werden. Solches Trockengut durchwandert horizontal auf einem Transportband liegend oder über Rollen geführt, wobei je nach Umfang der Anlage und Breite der Bänder auch 2 oder mehrere Bänder nebeneinander laufen können, einen Kanal mit gleichmässiger Geschwindigkeit, die je nach Erfordernis auf schnelleren oder langsameren Gang einreguliert werden kann. Eine oder mehrere Bestrahlungsflächen sind im wesentlichen parallel zum Trockengut, entweder oberhalb oder unterhalb oder auch sowohl oben wie unten angebracht. Dabei kann die Richtung der Heizgasströme sowohl im Gleichstrom, wie im Gegenstrom oder bei mehreren hinter einander geschalteten Strahlungssystemen entweder in gleicher Richtung oder teils in der einen, teils in der anderen Richtung gewählt werden.

In den Heiztaschen werden die Gasströme zwangsläufig geführt, so dass dieselben von der einen Seite her in die Taschen eingeführt, längs im Kanal verlaufen und an der entgegengesetzten Seite aus der Tasche austretend durch eine Rohrleitung oder durch einen Kanal nach dem Umwälzventilator zurück geführt werden. Dieser drückt einen kleinen Teil der durch die Wärmeabstrahlung abgekühlten Gasmenge entsprechend der Zufuhr an heissem Gas in Freie. Der grössere Teil wird erneut in die Vorlaufleitung gedrückt. In dieser werden die frischen Verbrennungsgase von höherer Temperatur zugemischt, welche in der Regel durch einen oder mehrere Brennerkanäle eingeblasen werden. Nach durchmischen dieser heissen Gase mit dem zurückgesaugten Gas gelangt der Gasstrom wieder in die Heiztasche. Der Heizgasstrom wird also umgewälzt, und zwar in Längsrichtung des Kanals.

Hierdurch wird erreicht, dass die Bestrahlung bzw. die Wärmebeaufschlagung des Behandlungsgutes an jedem Flächenteil gleichmässig erfolgt, wodurch gleichmässige Behandlung des Produktes gegeben ist. Würde man die Gasströme etwa quer zur Transportrichtung strömen lassen, so würde auf der einen Seite, an der die heissen Gase eintreten, die Bestrahlungsfläche mehr Wärme ausstrahlen als an der gegenüberliegenden Seite, wo die Heizgase durch Wärmeabgabe schon gekühlt sind. Es würde also das Trockengut auf der einen Seite einer starken, auf der anderen Seite einer schwächeren Bestrahlung ausgesetzt sein. Dementsprechend würde die Trocknung ungleichmässig ausfallen. Der Unterschied kann so gross werden, dass die Trocknung unbefriedigend ausfällt. Im besonderen wird dies eintreten, wenn der Zweck des Trockners, die Abkürzung der Trocknung auf ganz kurze Zeit erreicht werden soll. Beispielsweise soll die Trocknung bei lackierten endlosen Stahlbändern, die seither meist nicht unter 30 Minuten beanspruchte, auf den 10. bis 20. Teil dieser Zeit abgekürzt werden. Würde nun die Trocknung ungleichmässig ausfallen, so würde bei breiten Bändern hinterher den Anforderungen auf der einen Seite wohl entsprochen sein können, hingegen auf der anderen der Lack entweder zu weich oder umgekehrt zu spröde sein. Wandern mehrere schmale Bänder nebeneinander durch den Kanal, so würde das eine Band vielleicht brauchbar sein, hingegen die anderen Bänder ungenügend ausfallen.

Mit Rücksicht auf die in der Heiztasche notwendigen höheren Temperaturen und die daraus im Betrieb folgende Ausdehnung der Heiztaschen muss die Formgebung derselben einfach sein, damit nicht durch Wärmespannungen Verwerfungen eintreten. Es werden deshalb für die Heiztaschen in der Regel rechteckige Querschnitte gewählt. Die Heiztasche strahlt nur mit der dem Trockengut zugewendeten Fläche wirksam. Aus diesem Grunde wird die Heiztasche in einen kanalartigen Umbau eingesetzt, der nach allen Seiten gut isoliert ist, so dass wenig Wärme verloren geht. Auf die Heiztasche selbst die Isolierung aufzubringen, empfiehlt sich nicht, weil bei dem erforderlichen Ausmass der Tasche sich dieselbe erheblich dehnt und die Isolierung leiden würde. Die Anordnung in einem geschlossenen Kanal hat den weiteren Vorteil, dass der Dunst restlos abgesaugt werden kann, um ins Freie geblasen zu werden. Auch die Abgase werden ins Freie geblasen.

Zwischen der Heiztasche und dem Behandlungsgut muss ausreichend Abstand gewahrt werden, damit das Behandlungsgut die Heiztasche nicht berührt. Da seitlich sich keine Strahlfläche befindet, fehlt von dort die Wärmeeinwirkung. Die Strahlfläche wird aus diesem Grund breiter gehalten, als der Breitenauflage auf dem Transportband entspricht. Gleichwohl würde der Gasstrom sich an den Seiten der Gastasche stärker abkühlen als in der Mitte, weil auch die Seitenflächen Wärme abgeben. Um dem zu begegenen, werden erfindungsgemäss in die Heiztasche eine oder mehrere Widerstandsflächen eingesetzt, deren Querschnitt nicht gleichmässig über die ganze Breite gehalten ist, sodass der Gasstrom in grösseren Mengen an den Seitenwänden entlang strömt. Damit wird an den Kanten eine grössere Wärmemenge bewegt, sodass die grössere Wärmeabgabe ausgeglichen wird. Es kommt dadurch nicht vor, dass etwa bei lackierten Bändern an den Rändern hellere Streifen entstehen, sondern die Trocknung wird über die ganze Breite gleichmässig.

Da sowohl die Heiztaschen als auch die Rückleitung sich durch die Erwärmung ausdehnen, aber über die Länge gerechnet, verschiedene mittlere Temperaturen haben, muss dem Rechnung getragen werden. Es werden deshalb Unterbrechungsfugen eingebaut, welche freie Ausdehnung zwischen Heiztaschen und Rohrleitung gestatten. Solche können an verschiedenen Stellen des Systems angeordnet werden. Die Unterbrechungsfugen werden zweckmässig stopfbüchsenartig ausgebildet. In der Regel wird man die oben erwähnten Widerstandsflächen mit den Unterbrechungsfugen kombinieren. Man kann so die Widerstandsflächen gleichzeitig zur Versteifung verwenden, wodurch besseres Dichthalten an den Dehnungsfugen erzielt wird.

Die neutrale Druckzone im Gasumwälzungsstrom, also diejenige Stelle, an welcher der Druck des Gasstroms derjenigen der Aussenatmosphäre entspricht, wird im Umwälzungssystem so gelegt, dass die Ausdehnungsfugen auf der Unterdruckseite liegen. Dadurch wird bewirkt, dass an den Dehnungsfugen höchstens Luft eingesaugt wird, aber kein Gas aus den Taschen bzw. der Rohrleitung austreten kann. Gase können dann nur durch das hierfür bestimmte Abgasrohr austreten, welches bis ins Freie fort geführt wird.

Zur Abführung des Dunstes aus dem Kanal, welcher nur am Materialeintritt und -austritt offen ist, dann entweder ein Dunstrohr dienen, welches ähnlich wie ein Schornstein wirkt, oder aber es kann ein besonderer Absaugeventilator Verwendung finden. Dadurch wird auch kein Dunstaustritt in den Aufstellungsraum möglich. Die abgesaugte Luftmenge wird mindestens so gross gewählt, dass im Innern des Kanals kein explosibles Gemisch entstehen kann.

Claims (4)

1. Bestrahlungstrockner für durch den Trockner wanderndes, flächiges Trockengut, im besonderen für lackiertes Blechband oder dergleichen, wobei als strahlende Fläche eine Oberfläche heissgasdurchströmter Hohlkörper vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörper derart ausgebildet und angeschlossen sind, dass sie parallel dem Förderweg des Trockengutes von einem aus Umwälzgas und Frischgas unmittelbar vor dem Eintritt in den Hohlkörper gemischten Heizgasstrom durchflossen werden.

2. Bestrahlungstrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere hinsichtlich des Heizgasstroms parallel angeschlossene Bestrahlungstaschen oberhalb oder unterhalb des Trockengutes angeordnet sind.

3. Bestrahlungstrockner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Hohlkörper von etwa rechteckigem Querschnitt im Innern quer zum Gasstrom Strömungswiderstandsflächen so eingebaut sind, dass sie den Heizgasstrom vornehmlich den seitlichen Aussenkanten zulenken.

4. Bestrahlungstrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Ausdehnungsfugen im Gasstromumwälzungssystem an den Stellen eingebaut sind, an denen im Innern Unterdruck herrscht.