EP2534286A1 - Oxidationsofen - Google Patents

Oxidationsofen

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EP2534286A1
EP2534286A1 EP11701209A EP11701209A EP2534286A1 EP 2534286 A1 EP2534286 A1 EP 2534286A1 EP 11701209 A EP11701209 A EP 11701209A EP 11701209 A EP11701209 A EP 11701209A EP 2534286 A1 EP2534286 A1 EP 2534286A1
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EP
European Patent Office
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air
process space
suction
fibers
hot air
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EP11701209A
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English (en)
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EP2534286B1 (de
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Karl Berner
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Eisenmann SE
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Eisenmann SE
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP2534286B1 publication Critical patent/EP2534286B1/de
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
    • D01F9/32—Apparatus therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02J—FINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/001—Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass in a tube or vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/005—Seals, locks, e.g. gas barriers for web drying enclosures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/06—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement with movement in a sinuous or zig-zag path
    • F26B13/08—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement with movement in a sinuous or zig-zag path using rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/28—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity for treating continuous lengths of work
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00—Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
    • F27B9/3005—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types arrangements for circulating gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining or circulating atmospheres in heating chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements for supplying or controlling air or other gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/20—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/02—Heating arrangements using combustion heating
    • F26B23/022—Heating arrangements using combustion heating incinerating volatiles in the dryer exhaust gases, the produced hot gases being wholly, partly or not recycled into the drying enclosure

Definitions

  • the invention relates to an oxidation furnace for the oxidative treatment of fibers, in particular for the production of carbon fibers, with a) a housing which is gas-tight except for inlet and outlet areas for the fibers; b) a process space located in the interior of the housing; c) a blowing device with which hot air can be injected into the process space; at least one suction device arranged in an end region of the process space, which sucks hot air from the process space and comprises a plurality of vertically spaced suction boxes, the at least one outlet opening for the hot air and at one side at least one communicating with the process space inlet opening for the have hot air; at least one fan that circulates the hot air through the sparger, the process space and the suction device; f) at least one heating device located in the flow path of the hot circulating air; g) guide rollers which serpentine the fibers tig through the spaces between superimposed extraction boxes leads.
  • the flow direction can be aligned transversely to the barrel direction vertically or horizontally.
  • Increasingly gaining acceptance of such oxidation furnace which have an air flow on the principle of "center-to-end".
  • the hot air in the middle region of the process chamber in both directions ie in the direction of the opposite ends of the process chamber, blown out and sucked off again by suction at these two ends of the process chamber.
  • the following description is based on the example of the "center-to-end" air duct; but the invention is not limited thereto.
  • the process space can also be considered as a zone that repeats in the longitudinal direction of the furnace for different temperatures and air flows.
  • Furnace housed, in particular, the furnace can be built lower.
  • At least one inlet opening communicating with the process space is provided in the outward-pointing suction box, that is to say from the process space center.
  • the furnace can be kept lower. There are a number of advantages associated with this: as few serpentine passages of the fibers through the
  • Process space may be required, pulleys for the threads and lock facilities, which
  • Inlet openings are provided in two opposite sides of the suction boxes. By selecting the total cross-sections of those on opposite sides
  • Inlet openings can be set the proportion of air that is not already facing inward
  • Inlet openings is sucked but flows through the spaces between the suction boxes to the outside.
  • lock devices are provided in the inlet regions of the housing, which are provided for each between the suction boxes
  • FIG. 1 shows a vertical section through an oxidation furnace for the production of carbon fibers according to line I-I of Figure 2;
  • FIG. 2 shows a horizontal section through the oxidation furnace of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a detail enlargement from FIG. 1 in the region of a suction device
  • FIG. 4 shows a section, similar to FIG. 3, in which FIG
  • FIG. 1 in which an oxidation furnace is shown, which is generally designated by the reference numeral 1 and is used for the production of carbon fibers.
  • the oxidation furnace 1 comprises a housing 2, which in turn comprises two vertical longitudinal walls 2a, 2b, two
  • Lock devices 22 are provided, gas-tight.
  • Air duct 8 and 11 the heated air from
  • Air ducts 9 and 10 blown. From there, the air enters each half of the injection device 13, from there in opposite directions flowing in
  • outlets 30a, 30b are provided in the wall of the housing 2. These can be used to remove those gas or air volumes which arise either during the oxidation process or as fresh air via the intake and exhaust air Exit areas 3, 4 enter the process space 6, so as to maintain the air balance in the oxidation furnace 1 upright.
  • the discharged gases which are also poisonous
  • Contain ingredients are fed to a thermal Machverbrennung.
  • the heat thus obtained can be used at least for the sake of the anticipation of the fresh air supplied to the oxidation furnace 1.
  • the blowing device 13 is as follows in detail
  • blow boxes 18 each of these blow boxes 18 has the shape of a hollow cuboid, wherein the longer dimension is transverse to the longitudinal direction of the process chamber 6 via the
  • each injection box 18 is available
  • Perforated sheets 18a can emerge.
  • both stacks are stacked at a slight distance; the two stacks of blow boxes 18 are in turn, in the longitudinal direction of the
  • Ratios is the vertical distance between
  • FIG. 14 is shown in FIG. 3, essentially formed by a respective stack of suction boxes 19, which extend in a similar manner to the blow boxes 18 in the transverse direction through the entire process space 6 and at their transverse to the longitudinal extension of the
  • Process space 6 extending narrow sides are formed as perforated plates 19a.
  • the holes in the perforated plates 19a can have any geometric shape.
  • the suction boxes 19 in the suction devices 14, 15 have the same vertical distance from each other as the blow boxes 18 in the injection device 13.
  • the fibers 20 to be treated are fed to the oxidation furnace 1 via a deflection roller 21 and thereby pass through a lock device 22, which is inserted into the
  • Figures 1 and 3 is not shown exactly and this serves to prevent any gas escaping from the process space 6 to the outside.
  • the fibers 20 are then
  • Process chamber 6 is repeated several times in a serpentine manner, for which purpose a plurality of deflecting rollers 24 and 25, which lie parallel one above the other with their axes, are provided in both end regions of the oxidation furnace 1
  • the suction devices 115 are formed by a stack of overlying suction boxes 119. Unlike the suction boxes 19 of the first embodiment, the suction boxes 119 of Figure 4 are provided only on the outwardly facing narrow side with gas inlet openings, while the opposite narrow side facing the center of the process chamber 6 is closed. At the top and the bottom of the suction boxes 119 angle profiles 125 are attached, which extend transversely to the flow direction of the air (indicated by arrows). These angle profiles 125 have the task to increase the air resistance and to even out the suction.
  • an individually adjustable throttle valve (not shown) may be provided to keep the extracted volume flow for each suction box 119 the same.
  • the lock device 123 comprises an outer,
  • each suction box 119 an air channel 128 is attached, which can be supplied in the direction of the arrow 129 with pressurized fresh air.
  • angled air baffles 130 are integrally formed or attached to the air channel 128. As shown in the drawing and symbolized by small arrows, narrow passages for the air, which in this way in particular reach the region of the openings 127 in the sheet 126, arise between these air guide plates 130 and the sheet 126.
  • Process chamber 106 each enters an airspace 131 and then encounters the through between the spaces between

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Abstract

Es wird ein Oxidationsofen (1) zur oxidativen Behandlung von Fasern (20), insbesondere zur Herstellung von Kohlenstoff fasern, beschrieben, welcher in bekannter Weise einen im Innenraum eines Gehäuses (2) befindlichen Prozessraum (6), eine Einblaseinrichtung (13) für heiße Luft, mindestens eine in einem Endbereich des Prozessraumes (6) liegende Absaugeinrichtung (14, 15), mindestens einen Ventilator (21), der die heiße Luft durch die Einblaseinrichtung (13), den Prozessraum (6) und die Absaugeinrichtung (14, 15) umwälzt, und mindestens eine im Strömungsweg der heißen umgewälzten Luft liegende Heizeinrichtung (18) besitzt. Die Absaugeinrichtung (14, 15) wird von einer Mehrzahl von in vertikalem Abstand voneinander angeordneten Absaugkästen (19) gebildet. Diese besitzen mindestens eine Auslassöffnung für die heiße Luft und mindestens eine mit dem Prozessraum (6) kommunizierende Einlassöffnung (19a) für heiße Luft in der nach außen weisenden, also von der Prozessraummitte entfernten Seite der Absaugkästen (19). Bei dieser Bauweise wird verglichen mit herkömmlichen Konstruktionen die effektive Länge der Strecke, in welcher die Fasern dem Oxidationsprozess ausgesetzt sind, verlängert, so dass der Ofen (1) insbesondere niedriger gehalten werden kann.

Description

Oxidationsofen
Die Erfindung betrifft einen Oxidationsofen zur oxi- dativen Behandlung von Fasern, insbesondere zur Herstellung von Kohlenstofffasern, mit a) einem Gehäuse, das abgesehen von Einlass- und Auslassbereichen für die Fasern gasdicht ist; b) einem im Innenraum des Gehäuse befindlichen Prozessraum; c) einer Einblaseinrichtung, mit welcher Heißluft in den Prozessraum einblasbar ist; mindestens einer in einem Endbereich des Prozessraumes angeordneten Absaugeinrichtung, welche heiße Luft aus dem Prozessraum absaugt und eine Mehrzahl von in vertikalem Abstand voneinander angeordneten Absaugkästen umfasst, die mindestens eine Auslassöffnung für die heiße Luft und an einer Seite mindestens eine mit dem Prozessraum kommunizierende Einlassöffnung für die heiße Luft aufweisen; mindestens einem Ventilator, der die heiße Luft durch die Einblaseinrichtung, den Prozessraum und die Absaugeinrichtung umwälzt; f) mindestens einer im Strömungsweg der heißen umgewälzten Luft liegenden Heizeinrichtung; g) Führungsrollen, welche die Fasern serpentinenar- tig durch die Zwischenräume zwischen übereinanderliegenden Absaugkästen führt.
Es gibt verschiedene Arten, die heiße Luft zur Behand- lung von Fasern durch einen Oxidationsofen zu führen.
Die Strömungsrichtung kann dabei quer zur Fasserrichtung vertikal oder auch horizontal ausgerichtet sein. Zunehmend an Akzeptanz gewinnen solche Oxidationsofen, die eine Luftführung nach dem Prinzip " center-to-end" besitzen. Bei dieser wird die heiße Luft im mittleren Bereich des Prozessraumes nach beiden Richtungen, also in Richtung auf die gegenüberliegenden Enden des Prozessraumes, ausgeblasen und von Absaugeinrichtungen an diesen beiden Enden des Prozessraumes wieder abgesaugt . Die nachfolgende Beschreibung erfolgt am Beispiel der " center-to-end" Luftführung; die Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt .
Der Prozessraum kann auch als Zone betrachtet werden, die sich in Längsrichtung des Ofens für unterschiedliche Temperaturen und Luftströmungen wiederholt .
Bei bekannten Oxidationsofen der eingangs genannten Art befinden sich die mit dem Prozessraum kommunizierenden AbSaugöffnungen der Absaugkästen an derjenigen Seite, die in die Mitte des Prozessraumes weist. Dies hat zur Folge, dass die Zwischenräume zwischen den Absaugkästen nicht mehr, jedenfalls nicht in nennenswertem Ausmaß, von heißer Luft durchströmt werden. Die Wegstrecken, welche die Fasern zwischen den Absaugkästen zurücklegen, fallen also für die oxidative Behandlung aus. Da aus Gründen der Luftverteilung die Absaugkästen nicht unerhebliche Dimensionen aufweisen müssen, fallen die Strecken, in denen mangels Luftströmung eine oxidative Behandlung der Fasern nicht stattfindet, durchaus ins Gewicht. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Oxi- dationsofen der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass eine geforderte Strecke der oxidativen Be- handlung der Fasern in einem kleineren Volumen des
Ofens untergebracht, insbesondere der Ofen niedriger gebaut werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass mindestens eine mit dem Prozessraum kommunizierende Einlassöffnung in der nach außen weisenden, also von der Prozessraummitte entfernten Seite de Absaugkästen vorgesehen ist.
Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme wird erreicht, dass zumindest ein Teil der heißen Luft zwischen den Absaugkästen weiter in Richtung nach außen zum Ende des Prozess- raumes strömt und erst dann durch die Saugwirkung an den auf den Außenseiten der Absaugkästen liegenden Einlassöffnungen umgelenkt, entfernt und wieder dem Luftkreislauf zugeführt wird. Dies hat zur Folge, dass die Fasern auch in den Zwischenräumen zwischen den Absaug- kästen von heißer Luft umspült und oxidiert werden
können. Insgesamt ist es auf diese Weise möglich, den Oxidationsofen kleiner zu bauen, da die von den Fasern durchlaufenen Wegstrecken besser ausgenutzt werden als beim Stand der Technik.
Besonders wertvoll ist, dass bei gleicher Ofenlänge der Ofen niedriger gehalten werden kann. Hiermit ist eine ganze Reihe von Vorteilen verbunden: Da wenige serpentinenartige Durchläufe der Fasern durch den
Prozessraum benötigt werden, können Umlenkrollen für die Fäden und Schleuseneinrichtungen, welche
im Bereich des Ein- und Austritts der Fäden in den
Prozessraum eine Entweichung von Luft verhindern,
eingespart werden. Zudem ergibt sich für den Gesamt - ofen eine Gewichtsersparnis, was sich für die Kosten eines Stahlbaues, auf dem der Ofen aufgebaut
ist, günstig auswirkt. Zudem erhöht sich aufgrund
der besseren Lufturnströmung der Fäden im Prozessraum die Qualität des erzielten Produkts.
Besonders bei der Luftführung "center-to-end" ist es zweckmäßig, wenn mit dem Prozessraum kommunizierende
Einlassöffnungen in zwei gegenüberliegenden Seiten der Absaugkästen vorgesehen sind. Durch Wahl der Gesamtquer- schnitte der auf gegenüberliegenden Seiten liegenden
Einlassöffnungen kann der Anteil der Luft festgelegt werden, der nicht bereits an den nach innen weisenden
Einlassöffnungen abgesaugt wird sondern die Zwischenräume zwischen den Absaugkästen nach außen durchströmt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Oxidationsofens sind in den Einlassbereichen des Gehäuses Schleuseneinrichtungen vorgesehen, die für jeden zwischen den Absaugkästen
liegenden Zwischenraum einen mit diesem kommunizierenden Luftraum besitzen, der von der Außenatmosphäre durch eine Abschlusswand getrennt ist, die nur
Durchlässe für die Fasern aufweist, und der mit unter
Überdruck stehender Luft beaufschlagbar ist . Diese unter Überdruck stehende frische Luft sorgt zuverlässig dafür, dass auch die aus dem Prozessraum stammende, die Zwischenräume zwischen den Absaugkästen durchströmende heiße Luft nicht aus dem Ofen entweichen kann. Was durch die Abschlusswand letztendlich in die Außenatmosphäre tritt, ist nur die unter Überdruck stehende Luft in den jeweiligen Zwischenräumen, die selbst aus der Außenatmosphäre
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Figur 1 einen Vertikalschnitt durch einen Oxida- tionsofen zur Herstellung von Kohlefasern gemäß Linie I-I von Figur 2;
Figur 2 einen horizontalen Schnitt durch den Oxida- tionsofen von Figur 1;
Figur 3 eine Detailvergrößerung aus Figur 1 im Be- reich einer Absaugeinrichtung;
Figur 4 einen Schnitt, ähnlich der Figur 3, in dem
jedoch mehr Details dargestellt sind. Zunächst wird auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen, in denen ein Oxidationsofen dargestellt ist, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist und zur Herstellung von Kohlenstofffasern eingesetzt wird. Der Oxidationsofen 1 umfasst ein Gehäuse 2, das seiner- seits aus zwei vertikalen Längswänden 2a, 2b, zwei
vertikalen Stirnwänden 2c, 2d, einer Deckwand 2e und einer Bodenwand 2f zusammengesetzt ist. Das Gehäuse
2 ist mit Ausnahme zweier Bereiche 3 , 4 in den Stirnwänden 2c und 2d, in denen die zu behandelnden Fasern 20 ein- und ausgeführt werden und die mit besonderen
Schleuseneinrichtungen 22 versehen sind, gasdicht.
Wie insbesondere der Figur 2 zu entnehmen ist, ist
der Innenraum des Gehäuses 2 durch eine vertikale
Trennwand 5 in den eigentlichen Prozessraum 6 und seitlich von diesem liegende Luftleiträume 7, 8, 9,
10, 11, 12 unterteilt. Insgesamt ist der Innenraum
des Oxidationsofens 1 im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu der in Figur 2 angedeuteten vertikalen
Mittelebene S-S ausgebildet.
Im mittleren Bereich des Prozessraumes 6 befindet sich eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 13 versehene
Einblaseinrichtung, die weiter unten ausführlicher
erläutert wird. In den beiden außenliegenden Endbereichen des Prozessraumes 6, jeweils den Ein- und
Austrittsbereich 3, 4 benachbart, befinden sich Absaugeinrichtungen 14 bzw. 15, die ebenfalls weiter
unten näher beschrieben werden.
Im Inneren des Gehäuses 2 werden zwei gegenläufige
Luftkreisläufe aufrecht erhalten: Ausgehend beispielsweise von den Absaugeinrichtungen 14, 15 wird die Luft im Sinne der in Figur 2 erkennbaren Pfeile durch die Luftleiträume 7 bzw. 12 zu einem Filter
16 bzw. 17 und sodann durch ein Heizaggregat 18a bzw.
18b in den Luftleitraum 8 bzw. 11 geführt. Aus dem
Luftleitraum 8 bzw. 11 wird die erwärmte Luft von
einem Ventilator 21a bzw. 21b abgesaugt und in die
Luftleiträume 9 bzw. 10 eingeblasen. Von dort gelangt die Luft jeweils in eine Hälfte der Einblaseinrichtung 13, von dort gegensinnig strömend in
den Prozessraum 6 und von dort zur Absaugeinrichtung 14 bzw. 15, womit die beiden Luftkreisläufe
geschlossen sind.
In der Wand des Gehäuses 2 sind zwei Auslässe 30a, 30b vorgesehen. Über diese können diejenigen Gas- bzw. Luftvolumina abgeführt werden, die entweder bei dem Oxidations- prozess entstehen oder als Frischluft über die Ein- und Austrittsbereiche 3, 4 in den Prozessraum 6 gelangen, um so den Lufthaushalt im Oxidationsofen 1 aufrecht zu erhalten. Die abgeführten Gase, die auch giftige
Bestandteile enthalten können, werden einer thermischen Machverbrennung zugeführt . Die dabei gewonnene Wärme kann zumindest zur Vorerwamung der dem Oxidationsofen 1 zugeführten Frischluft verwendet werden.
Die Einblaseinrichtung 13 ist im Detail wie folgt
aufgebaut :
Sie umfasst zwei "Stapel" von Einblaskästen 18. Jeder dieser Einblaskästen 18 hat die Form eines hohlen Quaders, wobei die längere Dimension sich quer zur Längsrichtung des Prozessraumes 6 über dessen
gesamte Breite erstreckt. Die jeweils zum Prozessraum 6 zeigenden Schmalseiten der Einblaskästen
18 sind als Lochbleche 18a ausgebildet. Jeweils
eine Stirnseite jedes Einblaskastens 18 steht mit
dem Luftleitraum 9 bzw. Luftleitraum 10 so in Verbindung, dass die vom Ventilator 20 bzw. 21 geförderte Luft in den Innenraum des jeweiligen Einblaskastens 18 eingeblasen wird und von dort über die
Lochbleche 18a austreten kann.
Die verschiedenen Einblaskästen 18 in jedem der
beiden Stapel sind mit einem geringfügigen Abstand übereinander angeordnet; die beiden Stapel von Einblaskästen 18 wiederum sind, in Längsrichtung des
Ofens bzw. Bewegungsrichtung der Fäden 20 gesehen, ebenfalls voneinander beabstandet. Idealerweise
(und abweichend von den in Figur 1 dargestellten
Verhältnissen) ist der vertikale Abstand zwischen
zwei Einblaskästen 18 in einem Stapel derselbe wie der Abstand zwischen den beiden Stapeln 18 in Längs- richtung des Prozessraumes 6.
Die beiden Absaugeinrichtungen 14, 15, von denen die in den Figuren 1 und 2 linke mit dem Bezugszeichen
14 in Figur 3 dargestellt ist, werden im Wesentlichen von jeweils einem Stapel von Absaugkästen 19 gebildet die sich in ähnlicher Weise wie die Einblaskästen 18 in Querrichtung durch den gesamten Prozessraum 6 erstrecken und an ihren quer zur Längserstreckung des
Prozessraumes 6 verlaufenden Schmalseiten als Lochbleche 19a ausgebildet sind. Die Löcher in den Lochblechen 19a können dabei jede geometrische Form haben. Die Absaugkästen 19 in den Absaugeinrichtungen 14, 15 haben denselben vertikalen Abstand voneinander wie die Einblaskästen 18 in der Einblaseinrichtung 13.
Die Luftströmungen im Bereich der Absaugeinrichtung
14 sind in Figur 3 durch Pfeile dargestellt. Ein erheblicher Teil der aus dem Mittelbereich des Prozess- raumes 6 kommenden Luft tritt über das zur Mitte des
Prozessraumes 6 weisende Lochblech 19a in die Innenräume der Absaugkästen 19 ein und wird von dort, wie oben beschrieben, weiter umgewälzt. Ein anderer Teil der aus dem mittleren Bereich des Prozessraumes 6 kom- menden Luft strömt durch die Zwischenräume zwischen
den übereinanderliegenden Absaugkästen 19 und wird
durch das außenliegende Lochblech 19a der Absaugkästen 19 ebenfalls in den Innenraum der Absaugkästen 19 eingesaugt und von dort dem weiteren Luftkreislauf zuge- führt .
Die zu behandelnden Fasern 20 werden dem Oxidations- ofen 1 über eine Umlenkrolle 21 zugeführt und durchtreten dabei eine Schleuseneinrichtung 22, die in den
Figuren 1 und 3 noch nicht genau dargestellt ist und dazu dient, kein Gas aus dem Prozessraum 6 nach außen entweichen zu lassen. Die Fasern 20 werden sodann
durch die Zwischenräume zwischen übereinanderliegenden Absaugkästen 19, durch den Prozessraum 6, durch
die Zwischenräume zwischen übereinanderliegenden Einblaskästen 18 in der Einblaseinrichtung 13, durch den
Zwischenraum zwischen übereinanderliegenden Absaugkästen 19 am gegenüberliegenden Ende des Prozessraumes 6 und durch eine weitere Schleuseneinrichtung
22 geführt.
Der geschilderte Durchgang der Fasern 20 durch den
Prozessraum 6 wird serpentinenartig mehrfach wiederholt, wozu in beiden Endbereichen des Oxidations- ofens 1 mehrere mit ihren Achsen parallel übereinanderliegende Umlenkrollen 24 bzw. 25 vorgesehen
sind. Nach dem obersten Durchgang durch den Prozessraum 6 verlassen die Fasern 20 den Oxidations- ofen 1 und werden dabei über eine weitere Umlenk- rolle 26 geführt. Während des serpentinenartigen
Durchgangs der Fasern 20 durch den Prozessraum 6
werden diese von heißer, sauerstoffhaltiger Luft
umspült und dabei oxidiert. Beim Austritt aus dem Oxida- tionsofen ist zumindest eine Oxidationssstufe im Wesent- liehen abgeschlossen. Weitere Oxidationsstufen können folgen .
Aufgrund der an beiden schmalen Längsseiten der Absaugkästen 19 vorgesehenen Lochbleche 19a kann die heiße Luft an beiden gegenüberliegenden Seiten der Absaugkästen 19 in deren Innenraum eintreten. Dies hat zur Folge, dass anders als beim Stande der Technik auch die Zwischenräume zwischen den übereinanderliegenden Absaugkästen 19 von Luft durchströmt werden und die hier befindlichen Abschnit- te der Fasern 20 von Luft umspült werden. Diese Strecken- bereiche sind daher anders als beim Stande der Technik für den Oxidationsvorgang wirksam. Bei gleicher Ofenlänge kann deshalb verglichen mit Oxidationsöfen nach dem Stande der Technik, wie sie eingangs geschildert wurden, Ofenhöhe eingespart werden. Auf die hiermit verbundenen Vorteile wurde schon oben verwiesen.
Während das oben beschriebene Ausführungsbeispiel eines Oxidationsöfens speziell auf die "center-to-end" Luft- führung zugeschnitten ist, eignet sich das nachfolgend anhand der Figur 4 beschriebene Ausführungsbeipiel für alle Arten der Luftführung, also auch für eine solche, die vertikal oder horizontal senkrecht zur Faserrichtung verläuft .
In Figur 4 ist in ähnlicher Weise wie in Figur 3 ein
vertikaler Schnitt durch einen Endbereich eines Oxidationsöfens 101 dargestellt, der demjenigen der Figur 3 ähnelt, jedoch hinsichtlich der Schleuseneinrichtung 123 mehr
Details zeigt. Auch bei dem Oxidationsöfen 101 der Figur 4 werden die Absaugeinrichtungen 115 von einem Stapel übereinanderliegender Absaugkästen 119 gebildet. Anders als die Absaugkästen 19 des ersten Ausführungsbeispieles sind die Absaugkästen 119 der Figur 4 nur an der nach außen zeigenden schmalen Seite mit Eintrittsöffnungen für das Gas versehen, während die gegenüberliegende schmale Seite, die zur Mitte des Prozessraumes 6 zeigt, verschlossen ist . An der Ober- und der Unterseite der Absaugkästen 119 sind Winkelprofile 125 befestigt, die sich quer zur Strömungsrichtung der Luft (durch Pfeile angedeutet) erstrecken. Diese Winkelprofile 125 haben die Aufgabe, den Luftwiderstand zu erhöhen und die Absaugung zu vergleichmäßigen.
Im Luftweg zwischen den Aubsaugkästen 119 und den Luft- leitäumen 7 und 12 der Figur 2 kann für jeden Absaugkasten 119 eine individuell einstellbare Drosselklappe (nicht gezeigt) vorgesehen sein, um den abgesaugten Volumenstrom für jeden Absaugkasten 119 gleich zu halten.
Die Schleuseneinrichtung 123 umfasst ein äußeres,
gefaltetes, profiliertes Blech 126 als Abschlusswand zu Außenatmosphäre, das an denjenigen Stellen, in denen die Fäden 120 durchtreten, mit entsprechenden Durchtrittsöff - nungen 127 versehen ist. Auf der Höhe von jedem Absaugkasten 119 ist ein Luftkanal 128 angebracht, der im Sinne des Pfeiles 129 mit unter Druck stehender Frischluft versorgt werden kann. An dem dem Blech 126 benachbarten Ende sind an den Luftkanal 128 gewinkelte Luftleitbleche 130 angeformt oder befestigt. Zwischen diesen Luftleitblechen 130 und dem Blech 126 ergeben sich, wie in der Zeichnung dargestellt und durch kleine Pfeile symbolisiert, schmale Durchgänge für die Luft, die auf diesem Wege insbesondere in den Bereich der Öffnungen 127 in dem Blech 126 gelangen.
Ein anderer Teil der Luft strömt in Richtung auf den
Prozessraum 106, gelangt jeweils in einen Luftraum 131 und stößt dann auf die durch die Zwischenräume zwischen
den Absaugkästen 119 nach außen strömende Luft. Dies hat zur Folge, dass beide Luftströme nach oben und unten ausweichen und nunmehr in den Bereich der offenen schmalen Seiten der Absaugkästen 119 gelangen. Von dort werden sie durch die Innenräume der verschiedenen Absaugkästen 119 abgesaugt.
Aufgrund des Überdruckes der in die Luftkanäle 128 und damit in die Lufträume 131 eingeführten Luft ist es nicht möglich, dass Gase aus dem Innenraum des Oxidationsofens 1, die gesundheitsschädlich sein können, aus dem Oxidations- ofen 101 austreten.

Claims

Patentansprüche
Oxidationsofen zur oxidativen Behandlung von Fasern, insbesondere zur Herstellung von Kohlefasern, mit einem Gehäuse, das abgesehen von Einlass- und Auslas bereichen für die Fasern gasdicht ist; einem im Innenraum des Gehäuses befindlichen Prozess räum; einer Einblaseinrichtung, mit welcher Heißluft in den Prozessraum einblasbar ist; mindestens einer in einem Endbereich des Prozessraumes angeordneten Absaugeinrichtung, welche heiße Luft aus dem Prozessraum absaugt und eine Mehrzahl von in vertikalem Abstand voneinander angeordneten Absaugkästen umfasst, die mindestens eine Auslassöffnung für die heiße Luft und an einer Seite mindestens eine mit dem Prozessraum kommunizierende Einlassöffnung für heiße Luft aufweisen; mindestens einem Ventilator, der die heiße Luft durch die Einblaseinrichtung, den Prozessraum und die Absaugeinrichtung umwälzt; mindestens einer im Strömungsweg der heißen umgewälzten Luft liegenden Heizeinrichtung;
Führungsrollen, welche die Fasern serpentinenartig durch die Zwischenräume zwischen übereinander!ie- genden Absaugkästen führen; dadurch gekennzeichnet, dass h) mindestens eine mit dem Prozessraum (6) kommunizierende Einlassöffnung (19a) in der nach außen weisenden, also von der Prozessraummitte entfernten Seite der Absaugkästen (19) vorgesehen ist. 2. Oxidationsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Prozessraum (6) kommunizierende Einlassöffnungen (19a) in zwei gegenüberliegenden Seiten der Absaugkästen (19) vorgesehen sind. 3. Oxidationsofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Einlassbereichen (3, 4) des Gehäuses (2) Schleuseneinrichtungen (122) vorgesehen sind, die für jeden zwischen den Absaugkästen (119) liegenden Zwischenraum einen mit diesem kommunizierenden Luftraum (131) besitzen, der von der Außenatmosphäre durch eine Abschlusswand (126) getrennt ist, die nur Durchlässe
(127) für die Fasern (120) aufweist, und der mit unter Überdruck stehender Luft beaufschlagbar ist .
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