DK166170B

DK166170B - Varmebehandlingsovn

Info

Publication number: DK166170B
Application number: DK189487A
Authority: DK
Inventors: Lars Karlsson
Original assignee: Tri Innovations Ab; Elvaermeverken Ab
Priority date: 1985-08-15
Filing date: 1987-04-13
Publication date: 1993-03-15
Also published as: DK189487A; WO1987001186A1; SE453222B; DK166170C; ATE129802T1; EP0270548B1; EP0270548A1; SE8503813D0; SE8503813L; DK189487D0; DE3650431D1; DE3650431T2

Description

DK 166170B

Den foreliggende opfindelse angår en varmebehandlingsovn beregnet for ulige typer af varmebehandling af plangods eller hængende gods og for fx overfladebehandlede genstande, levnedsmidler osv. og af den i Krav 1's indledning angivne art.

5 Til sådanne formål anvendes konvektionsovne, hvor varmeoverføringsmediet er luft, eller såkaldte infrarøde ovne, hvor varmeoverføring sker ved elektromagnetisk stråling i bølgelængdebåndene kortbølge, mellembølge eller langbølge.

Ved konvektionsovne tager varmeenergioverføringen ofte lang tid, og for at reducere tiden 10 hæver man ofte lufttemperaturen i ovnen. Dette medfører, at den varmebehandlede genstands overflade absorberer mere energi, end der kan transporteres ind i det lag, som skal undergå varmebehandling, hvilket medfører dannelse af overfladeskind, som hindrer, at vand og/eller opløsningsmiddel forlader laget, hvilket fx ved malede flader leder til overfladefejl.

15 En anden måde at mindske behandlingstiden på er at øge lufthastigheden, hvilket er muligt, når den flade, som skal udsættes for varmebehandlingen, har evne til at modstå høj lufthastighed. Dette er fx ikke tilfældet ved pulverformede eller lavviskose belægninger, som ikke tåler den luftskrubning, som bliver resultatet af høj lufthastighed.

20 Infrarøde ovne giver en række fordele, men også de har visse ulemper, hvilke bl.a. består i, at lufttemperaturen i ovnen kan antage relativt høje værdier, eftersom ca. 10% af IR-rørets effekt omdannes til konvektionsvarme, og dette kan være en ulempe, fx ved hærdning af lak på temperaturfølsomme materialer, eller også kan man opnå ujævn varme på produkter med varierende godstykkelse og/eller skyggedannelse.

25

Desuden indebærer ovnens styring en relativt kompliceret styreudrustning, hvilket medfører høje anlægsinvesteringer.

En kendt infrarød ovn (SE-A-8304363-8) omfatter et ovnkammer, hvor indersiderne af ovn-30 væggene er forsynet med reflekterende materiale og bærer et antal infrarøde rør, der kan forbindes til en strømkilde, og hvilken ovn er forsynet med lufttilførselsorganer, som ved hjælp af blæsere cirkulerer ovnatmosfæren gennem ovnen. Dette medfører blot en køling og/eller en udjævning af lufttemperaturerne i forskellige dele af ovnen og gør det ikke muligt at udnytte fordelene ved konvektionsopvarmning.

Formålet med opfindelsen er at anvise en varmebehandlingsovn af den indledningsvis omtalte art, som eliminerer de nævnte ulemper, samtidig med at den bibeholder de forskellige ovnty- 35

DK 166170B

2 pers positive egenskaber, hvorhos ovnen, sammenlignet med tidligere konstruktioner, får en overlegen fleksibilitet.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved den i krav 1 anviste udformning.

5

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor fig. 1 viser et skematisk snit gennem en konventionel konvektionsovn, fig. 2 et tilsvarende snit gennem en konventionel infrarød ovn, 10 fig. 3 et tilsvarende snit gennem en første udførelsesform for en ovn ifølge den foreliggende opfindelse, fig. 4 et tilsvarende snit gennem en anden udførelsesform for en ovn ifølge opfindelsen, fig. 5 set fra siden en varmebehandlingsovn ifølge opfindelsen i en udformning svarende til den i fig. 4 viste, 15 fig. 6 et snit gennem en yderligere udførelsesform af en ovn ifølge opfindelsen, og fig.7a,7b og 7c set fra siden forskellige kombinationer af varmebehandlingsovne ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser skematisk et snit gennem en konventionel udførelsesform afen konvektionsovn 1, 20 forsynet med en cirkulationsbiæser 2 og en varmeenhed 3, for opvarmning af den af blæseren transporterede luft. Et termoelement 4 eller lignende organ benyttes til at aftaste og styre lufttemperaturen i ovnen.

I fig. 2 vises på tilsvarende måde en konventionel infrarød ovn 5 forsynet med et antal IR-rør 6.

25 Denne ovn er også forsynet med et udluftningsorgan 7 tilhørende et simpelt til- og udluftnings-system.

Disse konventionelle ovne modsvarer i alt væsenligt tidligere kendte ovnkonstruktioner og har deri forekommende fordele og mangler.

30

Fig. 3 viser et tværsnit gennem en ovnsektion 8 ifølge opfindelsen, hvilken omfatter et ovnkammer 9 udstyret med cirkulationsblæser 10, en varmeenhed 11 og lufttemperaturmåler 12. I ovnkammeret findes en nedad åben indervæg 13, hvilken forneden haren indstillelig luftspalte 14 og er indrettet til på konventionel måde at styre konvektionsluftens strøm gennem ovnkam-35 meret. Denne indervæg er i det mindste på dele af sin inderside udformet af et reflektormateriale og et antal IR-rør 15.

DK 166170B

3

Ved denne udformning opnås en ovnsektion, som udgør en kombination af en konvektionsovn og en infrarød ovn, som, hvad angår ydeevne, er væsentlig bedre end tidligere, konventionelle ovne. Desuden opnås med denne konvektionsovn yderligere fordele, som i det følgende skal beskrives nærmere.

5

Fig. 4 viser i et tilsvarende snit en modificeret ovnsektion ifølge opfindelsen, som afviger fra den i fig. 3 viste ved udformningen af den indre ovnvæg.

Denne alternative ovnsektion 8a har således et ovnkammer 9, som er indesluttet i en ydre, 10 isolerende ydervæg 16, som bærer cirkulationsblæseren 10, varmeenheden 11 og temperaturføleren 12. Ovnkammerets indervæg 17 er fremstillet af et reflekterende materiale, og den er udformet med et antal dyser 18, gennem hvilke den af centrifugalblæseren transporterede luft når ovnkammeret. I det viste eksempel er der i rummet mellem hvert par nabodyser 18 til indervæggen 7 forankret et IR-rør. Elektriske tilslutninger og styreudrustning for IR-rørene er 15 udformet på samme måde som ved en ren infrarød ovn, og disse detaljer vises derfor ikke på tegningen.

I fig. 5 vises skematisk og set fra siden en varmebehandlingsovn ifølge opfindelsen i en udformning med tre ovnsektioner eller -moduler 8a. Ved enderne er ovnen forsynet med ind-20 gangs- henholdsvis udgangssluser 19 og 20, og af tegningen fremgår også placering af koblingsdåser for IR-rør henholdsvis for varmeenheder 21 og 22. Med denne konfiguration kan man med brug af identisk opbyggede ovnmoduler 8a i den første sektion afstedkomme en hurtig opvarmning ved hjælp af især IR-rørene, medens der i den anden sektion sker en fortsat opvarmning samt en temperaturudligning ved samvirke af konvektion og stråling, medens 25 den sidste sektion udnyttes for eventuel resterende temperaturudjævning samt for en holdetid.

I udførelsesformeme ifølge fig. 3-5 vises ovnsektioneme med blæser, blæsermotor og varme-enhed placeret ved ovnkammerets loft, men disse komponenter kan med samme resultat placeres i ovnvæggen eller i ovnbunden, som vist i fig. 6, som er et længdesnit gennem en ovn-30 sektion ifølge opfindelsen i en anden udførelsesform.

I ovnkammeret 9 er antydet en transportør 23, på hvilken det gods, som skal behandles i ovnen, transporteres. Som det klart fremgår, er der ikke i den ene del af ovnkammeret i rummet mellem hvert par nabodyser 18 anbragt IR-rør 15. IR-rørene sidder i denne del længere fra 35 hinanden.

I fig. 7a-7c vises forskellige ovne opbygget af ovnsektioner i modulform ifølge opfindelsen og sammensat med andre sektioner for at passe til forskellige behov.

DK 166170B

4 I fig. 7a følges således en indgangssluse 19 af en sektion 5, som er en ren infrarød ovn ifølge fig. 2. Derpå følger et afsnit med tre kombinationsovnmoduler 8, hvorpå følger fire sektioner af en ren konvektionsovn 1 ifølge fig. 1, inden ovnen afsluttes med en udgangssluse 20.

5 Fig. 7b viser en udførelsesform med en indgangssluse 19, to IR-sektioner 5, to dobbelte kombinationsmoduler 8 samt en udgangssluse 20, og fig. 7c viser en indgangssluse 19, et dobbelt kombinationsmodul 8, to dobbelte konvektionssektioner 1 og en udgangssluse 20.

Ved den kombinerede ovnsektion ifølge opfindelsen, i hvilken varmeenergitilførsel kan afsted-10 kommes dels ved hjælp af strålingsvarme og dels ved hjælp af konvektion, opnås en uovertruffen fleksibilitet i forhold til forskellige materialer og forskellige behov. Ved at sammenbygge den kombinerede ovnsektion ifølge opfindelsen med konventionelle konvektions- og/eller strålingsenheder i overensstemmelse med eksemplerne i fig. 7a-7c kan man med blot tre modulenheder opbygge ovne, som i meget høj grad er tilpasset til specifikke anvendelser.

15

Ved muligheden for i den kombinerede ovnmodul valgfrit at varme eller ikke varme luften, som recirkuleres gennem blæseren, kan man tilpasse lufttemperaturen efter behov. Ved stor luftstrøm og uden ovparmning af luften kan man, samtidig med at fx et laklag på et temperaturfølsomt emne hærdes gennem indvirkning af IR-effekten, afstedkomme en køling af emnet, som 20 indebærer, at dette ikke skades.

Fordelene ved korfibinationsovnen sammenlignet med konventionelle enheder er den væsentligt større fleksibilitet sammenlignet med IR-systemer og den høje virkningsgrad sammenlignet med konvektionssystemer.

25

Man opnår en hurtig opvarmning, hvilket er vigtigt ved mange anvendelser, og det kan fx medføre bedre overfladefinish ved pulverlakering, og det er muligt at opnå en hurtig temperaturudjævning af gods med forskellige godstykkelser, hvorved der på grund af muligheden for at køle ovnkammerets indre ned med uopvarmet recirkulationsluft opstår nye muligheder for 30 varmebehandling af fx varmefølsomt gods.

Claims

1. Varmebehandlingsovn omfattende mindst en ovnsektion (8,8a,8b), opbygget i modulsystem, og hvor ovnvæggenes indersider (13,17) i det mindste delvis er forsynet med reflekte- 5 rende materiale og bærer et antal til en strømkilde tilsluttelige IR-rør (15), og hvilken ovnsektion er forsynet med tilførselsorganer (10,14,18) for luft, kendetegnet ved, at mindst en opvarmningsenhed (11) er forbundet til lufttilførselsorganeme (10,14,18) og indrettet til valgfri tilkobling for opvarmning af den tilførte luft til en forudbestent temperatur, således at ovnsektionen udsættes for en kombineret opvarmning med valgbart forhold mellem strålingsvarme 10 frembragt af IR-rørene og konvektionsvarme frembragt af den tilførte luft.

2. Varmebehandlingsovn ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tilførselsorganeme for luft omfatter luftdyser (18) udformet i ovnvæggenes reflekterende materiale og med IR-rør (15) placeret i rummene mellem nabodyser. 15

3. Varmebehandlingsovn ifølge krav 1 eller2, kendetegnet ved, at modulsystemet ud over mindst en ovnsektion (8,8a,8b) ifølge krav 1-2 tillige omfatter mindst en konventionel konvektions- og/eller IR-ovnsektion (1 henholdsvis 5).