EP2611955A1 - Oxidation furnace - Google Patents

Oxidation furnace

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Publication number
EP2611955A1
EP2611955A1 EP11752106.2A EP11752106A EP2611955A1 EP 2611955 A1 EP2611955 A1 EP 2611955A1 EP 11752106 A EP11752106 A EP 11752106A EP 2611955 A1 EP2611955 A1 EP 2611955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
air
oxidation furnace
fibers
carpet
furnace according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11752106.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl Berner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenmann SE
Original Assignee
Eisenmann SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eisenmann SE filed Critical Eisenmann SE
Publication of EP2611955A1 publication Critical patent/EP2611955A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/04Circulating atmospheres by mechanical means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • D01F9/08Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
    • D01F9/12Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
    • D01F9/14Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
    • D01F9/32Apparatus therefor
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J13/00Heating or cooling the yarn, thread, cord, rope, or the like, not specific to any one of the processes provided for in this subclass
    • D02J13/001Heating 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/28Furnaces 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B9/00Furnaces through which the charge is moved mechanically, e.g. of tunnel type; Similar furnaces in which the charge moves by gravity
    • F27B9/30Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B9/3005Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types arrangements for circulating gases

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 passage areas for the carbon fibers; b) a process space located in the interior of the housing; c) at least one blowing device, with which
  • Air from the process room sucks; e) at least one fan containing the hot air
  • Fibers participate only in its marginal layers adjacent to the fiber carpet. Due to the parallel flow, a boundary layer is formed on the surface of the fibers, which reduces the heat transfer. The core of the air flow does not participate in the heat transfer due to the parallel flow. There are high differences between the air inlet and outlet air temperature near the fibers, which in turn leads to high temperature differences within the fiber carpet.
  • Object of the present invention is to provide an oxidation furnace of the type mentioned, in which improves at low height of the heat transfer between the air and the fibers and the temperature of the fibers in the process room is further homogenized.
  • Means are provided which ensure that
  • the means comprise at least two air baffles.
  • baffles each extending in the spaces between the planar regions of the serpentine fiber carpet between the injection device and the suction device. These baffles give the air flow not only the
  • the air baffles take over the function of the fiber guide profiles, which were previously used to prevent contact or entanglement of fibers in fiber breakage.
  • an additional air flow having a vertical directional component and in the process space the first, between the
  • the means in question may also consist in deflection rollers which are tilted relative to the vertical, that the planes spanned by the fiber carpet running between them are tilted with respect to the horizontal.
  • the inventive concept can be both thereto
  • main flow direction of the air is that of the longitudinal direction of the oxidation furnace between the inlet region and the outlet region, as well as where the main flow direction of the air is perpendicular to the
  • Fiber carpet crosses between 0.8 ° and 2 °, preferably 1 °, in the second case between 2 ° and 20 °, preferably 4 °, amount.
  • FIG. 1 shows a vertical section through an oxidation furnace for the production of carbon fibers in furnace ⁇ longitudinal direction;
  • FIG. 2 shows a horizontal section through the oxidation furnace of FIG. 1 according to the line II-II there,
  • Figure 3 is a vertical section through the oxidation furnace of Figures 1 and 2 along the line III -III of Figure 1;
  • FIG. 5 shows a vertical section, similar to FIG. 1
  • FIG. 6 shows a horizontal section through the oxidation furnace of FIG. 5 according to the line VI-VI there,
  • Figure 7 is a vertical section through the oxidation furnace of Figure 5 according to the local line VII-VII;
  • the oxidation furnace 1 comprises a housing 2, which in turn is composed of two vertical longitudinal walls 2a, 2b, two vertical end walls 2c, 2d, a top wall 2e and a bottom wall 2f.
  • the housing 2 is with the exception of two areas 3, 4 in the end walls 2c and 2d, in which the treated
  • Fibers 20 are running and running and which are provided with special lock devices, gas-tight.
  • the interior of the housing 2 is subdivided by a vertical partition 5 into the actual process space 6 and air ducts 7, 8, 9, 10, 11, 12 lying laterally therefrom.
  • the interior of the oxidation furnace 1 is substantially mirror-symmetrical to that in FIG.
  • two outlets 30a, 30b are provided in the region of the air guide chambers 8, 11.
  • this gas or air volumes can be dissipated, which arise either in the oxidation process or as fresh air through the passage areas 3, 4 in the
  • Access process space 6 so as to maintain the air balance in the oxidation furnace 1 upright.
  • the discharged gases which may also contain toxic components are fed to a thermal afterburning.
  • the heat obtained can be used at least for preheating the fresh air supplied to the oxidation furnace 1.
  • the injection device 13 is constructed in detail as follows:
  • blow boxes 31 each of these blow boxes 31 has the shape of a hollow cuboid, wherein the longer dimension extends transversely to the longitudinal direction of the process space 6 over its entire width.
  • the respective narrow sides of the injection boxes 31 facing the process space 6 are formed as perforated plates 31a.
  • An exception here are the lowest blow boxes 31, each of which from the center of the oxidation furnace
  • each injection box 31 is connected to the air guide space 9 or air guide space 10 in such a way that the one conveyed by the fan 21a or 21b Air in the interior of the respective injection box
  • blow boxes 31a can escape.
  • the various blow boxes 31 in each of the two stacks are arranged one above the other at a slight distance.
  • the two stacks of blow boxes 31, in turn, are also spaced apart, viewed in the longitudinal direction of the oven or in the direction of movement of the threads 20.
  • the two suction devices 14, 15 are essentially formed by a respective stack of suction boxes 19, which extend in a similar manner as the blow boxes 31 in the transverse direction through the entire process chamber 6 and formed at their transversely to the longitudinal extent of the process space 6 extending narrow sides as perforated plates 19a are.
  • An exception here for reasons becoming understandable below, the narrow side of the respective uppermost extraction boxes 19 pointing towards the middle of the furnace in the stack.
  • Extraction boxes 19 each extend planar air baffles 33rd
  • the fibers 20 to be treated are fed to the oxidation furnace 1 running parallel as a kind of "carpet” via a deflection roller 32 and thereby pass through a Zu Kunststoff- device 22, which is not interesting in the present context and serves to supply preheated fresh air to the process.
  • the fibers 20 are then through the spaces between superimposed suction boxes 19, through the process space 6, through the spaces between superimposed blow boxes 31 in the Injection device 13, guided by the gap between superimposed suction boxes 19 at the opposite end of the process chamber 6 and by a further supply air - device 23.
  • the described passage of the fibers 20 through the process chamber 6 is serpentine repeated several times, including in both end portions of the oxidation furnace 1 more
  • oxygen-containing air flows around and thereby oxidizes.
  • Suction box 19 which is lower than the "floor" by a
  • Injection box 31 is.
  • the air baffles 33 have additional functions:
  • FIG. 4 shows the region of an oxidation opening on the left in FIG. 1 surrounded by a circle in an alternative embodiment.
  • Corresponding parts of this Alternative embodiments are identified by the same reference numerals as in Figure 1, but increased by 100, and will not be described in detail. The same applies to those described below
  • the vertical component of the air flow is not achieved by air baffles, but rather in that a vertical air flow is additionally superimposed.
  • air is blown into the process space 106 in the direction of the arrows 134 and sucked off in the lower region of the process space 106 in the direction of the arrows 135.
  • the air can pass through perforated plates 136, 137, which in the process of creating an obliquely opposite to the horizontal
  • Airflow are helpful. Whereas in the exemplary embodiments of an oxidation furnace 1 or 101 described above with reference to FIGS. 1 to 101, the hot, oxygen-containing air had a flow whose larger directional component pointed in the direction of movement of the threads 20, this is the case in the exemplary embodiments of the invention shown in FIGS to 10 are shown, differently. Here is the main flow direction of
  • Embodiment of an oxidation furnace 201 is shown.
  • the process space 206 is bounded on this side by a perforated plate, so that the air guided into the air distribution space 238 can enter the process space 206.
  • the process space 206 is subdivided by a plurality of parallel air baffles 233.
  • These air baffles 233 are different than the baffles 33 of the exemplary embodiment.
  • les of Figure 1 is not inclined in the longitudinal direction of the oxidation furnace 201 but in the transverse direction. This has the consequence that the air entering via the air distribution space 238 into the spaces between the air baffles 233 is directed obliquely downwards, crossing the horizontal carpets of fibers 220 and in a similar manner as in the embodiment of Figure 1 for a good heat transfer to care. Otherwise, the effects are with the air duct and with the baffles
  • the intermediate spaces between the air guide plates 233 communicate with the air guide space 207 via another perforated plate, where the air, as mentioned above, mixes with the air coming from the secondary suction devices 214a, 215a.
  • the air duct 207 in turn communicates with the suction side of the fan 221 as described above, so that the air duct 207 forms the "main exhaust" 214 of this embodiment.
  • FIG. 4 Another way to create an air flow that does not flow parallel or perpendicular to the carpet of fibers is shown in FIG.
  • air baffles 433 are used, which, however, run horizontally. What is skewed is the carpet of fibers 420, which can be achieved, for example, by having the different pulleys on the opposite ones
  • Passage areas of the oxidation furnace 401 are made correspondingly inclined.
  • the exemplary embodiment of FIG. 10 completely dispenses with air guide plates and replaces them with an additional air flow, which is introduced from above into the process chamber 506 in the direction of the arrows 534, thereby passing through a perforated plate 536 which has parallel, obliquely arranged carpets Fibers 520 passes and is sucked off via a further perforated plate 537 in the direction of arrows 535.
  • the results are similar to the embodiment of FIG. 8.

Abstract

The invention relates to an oxidation furnace (1) for the oxidative treatment of fibers (20), in particular for producing carbon fibers. In a known manner, the furnace has a processing chamber (6) which can be found in the interior of a housing (2); at least one blowing device (13); at least one suction device (14); at least one ventilator (21) that circulates the hot air through the blowing device (13), the processing chamber (6), and the suction device (14); and at least one heating device (18) that lies in the flow path of the hot circulated air. Deviating rollers (24, 25, 26, 32) guide the fibers (20) in a serpentine manner through the processing chamber (6) such that the fibers lie next to one another as a carpet, the fiber carpet (20) being stretched between each opposing deviating roller (24, 25, 26) over one plane. The air in the processing chamber (6) crosses the planes over which the fiber carpet (20) is stretched at an angle that differs from 0° and 90° using special means (33). In this manner, a better heat exchange between the hot oxidative air and the fibers (20) is achieved.

Description

Oxidationsöfen  Oxidation
Die Erfindung betrifft einen Oxidationsöfen zur oxidativen Behandlung von Fasern, insbesondere zur Herstellung von Kohlenstofffasern, mit a) einem Gehäuse, das abgesehen von Durchtrittsbereichen für die Kohlenstofffasern gasdicht ist; b) einem im Innenraum des Gehäuses befindlichen Prozessraum; c) mindestens einer Einblaseinrichtung, mit welcher 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 passage areas for the carbon fibers; b) a process space located in the interior of the housing; c) at least one blowing device, with which
heiße Luft in den Prozessraum einblasbar ist; d) mindestens einer Absaugeinrichtung, welche heiße  hot air is blown into the process space; d) at least one suction device which is hot
Luft aus dem Prozessraum absaugt; e) mindestens einem Ventilator, der die heiße Luft  Air from the process room sucks; e) at least one fan containing the hot air
durch die Einblaseinrichtung, den Prozessraum und die Absaugeinrichtung umwälzt; f) mindestens einer im Strömungsweg der heißen umgewälzten Luft liegenden Heizeinrichtung; d) Umlenkrollen, welche die Fasern als Teppich nebeneinan- derliegend serpentinenartig durch den Prozessraum führen, wobei der Faserteppich zwischen gegenüberliegenden Umlenkrollen jeweils eine Ebene aufspannt.  circulated through the injection device, the process chamber and the suction device; f) at least one heating device located in the flow path of the hot circulating air; d) deflection rollers, which guide the fibers adjacent to each other in a serpentine manner as a carpet through the process space, wherein the fiber carpet spans one plane between opposite deflection rollers.
Bei bekannten Oxidationsöfen dieser Art verlaufen die verschiedenen, übereinanderliegenden Ebenen des Fasertep- pichs horizontal und liegen parallel zur Strömungsrichtung der heißen, sauerstoffhaltigen Luft. Dies hat zur Folge, dass sich der Luftstrom am Aufheizen und Kühlen der In known oxidation furnaces of this type, the various, superimposed planes of the fiber carpet run pichs horizontally and are parallel to the flow direction of the hot, oxygen-containing air. This has the consequence that the air flow on the heating and cooling of the
Fasern nur in seinen Randschichten, die dem Faserteppich benachbart sind, beteiligt. Durch die ParallelStrömung bildet sich an der Oberfläche der Fasern eine Grenzschicht, welche den Wärmeübergang reduziert . Der Kern des Luftstroms nimmt aufgrund der parallelen Strömung nicht an der Wärmeübertragung teil. Es stellen sich hohe Differenzen zwischen der Lufteintritts- und Luftaustrittstemperatur nahe den Fasern ein, was wiederum zu hohen Temperaturdifferenzen innerhalb des Faserteppichs führt. Der grundsätzlichen Fibers participate only in its marginal layers adjacent to the fiber carpet. Due to the parallel flow, a boundary layer is formed on the surface of the fibers, which reduces the heat transfer. The core of the air flow does not participate in the heat transfer due to the parallel flow. There are high differences between the air inlet and outlet air temperature near the fibers, which in turn leads to high temperature differences within the fiber carpet. The fundamental
Möglichkeit, den Wärmeübergang durch Anheben der Luftgeschwindigkeit zu erhöhen, sind Grenzen gesetzt, da durch die zunehmende Bewegung der Fasern eine Beschädigung Possibility to increase the heat transfer by raising the air velocity, there are limits, as by the increasing movement of the fibers damage
derselben, beispielsweise durch Zusammenstoßen, droht. same threatens, for example, by colliding.
Bei einer alternativen Bauweise der eingangs genannten bekannten Oxidationsöfen wird der gesamte Luftstrom In an alternative construction of the aforementioned known oxidation ovens, the entire air flow
vertikal durch die verschiedenen übereinanderliegenden vertically through the different superimposed ones
Ebenen des Faserteppichs geführt. Dies führt zu einer besseren Wärmeübertragung. Aufrgund der Luftzuführung bzw. Luftabsaugung vergrößert sich jedoch die Bauhöhe. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Oxidations- ofen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem bei geringer Bauhöhe der Wärmeübergang zwischen der Luft und den Fasern verbessert und die Temperatur der Fasern im Prozessraum weiter vergleichmässigt ist. Layers of fiber carpet led. This leads to a better heat transfer. Aufrgund the air supply or air extraction, however, increases the height. Object of the present invention is to provide an oxidation furnace of the type mentioned, in which improves at low height of the heat transfer between the air and the fibers and the temperature of the fibers in the process room is further homogenized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass This object is achieved in that
Mittel vorgesehen sind, welche dafür sorgen, das Means are provided which ensure that
die Luft im Prozessraum die von dem Faserteppich  the air in the process room that from the fiber carpet
aufgespannten Ebenen unter einem Winkel, der von 0° und 90° verschieden ist, kreuzt. spanned levels at an angle of 0 ° and 90 ° is different, crosses.
Die auf diese Weise erzielte Schrägströmung der Luft bezogen auf die Ebenen des Faserteppichs hat eine bessere Temperaturgleichmäßigkeit zur Folge, da der Faserteppich auf der gesamten Länge zwischen der Einblaseinrichtung und der Absaugeinrichtung mit gleicher Temperatur beaufschlagt wird. Dies bedeutet eine bessere Prozessführung mit einem besseren Prozessergebnis. Es wird die gesamte umgewälzte Luft zur Wärmeaufnahme bzw. Wärmeabgabe genutzt; zwischen den Ebenen des Faserteppichs gibt es keine The oblique flow of the air obtained in this way in relation to the planes of the fiber carpet results in a better temperature uniformity, since the fiber carpet is subjected to the same temperature over the entire length between the injection device and the suction device. This means better process management with a better process result. It is the entire recirculated air used for heat absorption or heat dissipation; there are none between the levels of the fiber carpet
unbeteiligten Luftströmungen. Ein geringerer Volumenstrom reicht zum Erzielen desselben Ergebnisses aus. Dies uninvolved air currents. A lower volume flow is sufficient to achieve the same result. This
bedeutet nicht nur eine Einsparung an Energie sondern ermöglicht auch kleinere Abmessungen des Oxidations- ofens . not only saves energy, but also allows for smaller dimensions of the oxidation furnace.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel mindestens zwei Luftleitbleche. In an advantageous embodiment of the invention, the means comprise at least two air baffles.
Besonders günstig sind mehrere Luftleitbleche, welche jeweils in den Zwischenräumen zwischen den ebenen Bereichen des serpentinenartigen Faserteppichs zwischen der Einblaseinrichtung und der Absaugeinrichtung verlaufen. Diese Luftleitbleche geben der Luftströmung nicht nur die Particularly favorable are a plurality of air baffles, each extending in the spaces between the planar regions of the serpentine fiber carpet between the injection device and the suction device. These baffles give the air flow not only the
gewünschte Richtung. Sie wirken darüber hinaus als Strahlungsflächen, welche zur Aufheizung der Fäden sowie desired direction. They also act as radiation surfaces, which are used to heat up the threads as well
zum Abführen der exothermen Wärme, die bei der Oxidation entsteht, beitragen. Auch auf diese Weise wird die Temperaturdifferenz zwischen der umgewälzten Luft und den contribute to the dissipation of the exothermic heat that arises during the oxidation. Also in this way, the temperature difference between the circulated air and the
Fasern reduziert. Gleichzeitig übernehmen die Luftleitbleche die Funktion der Faserleitprofile, die bisher zur Verhinderung einer Berührung oder Verstrickung von Fasern bei Faserbruch verwendet wurden. Alternativ oder zusätzlich kann als Mittel zur Erzielung der gewünschten relativen Orientierungen von Luftstrom und Faserteppich-Ebenen ein zusätzlicher Luftstrom vorgesehen werden, der eine vertikale Richtungskomponente besitzt und im Prozessraum den ersten, zwischen der Reduced fibers. At the same time, the air baffles take over the function of the fiber guide profiles, which were previously used to prevent contact or entanglement of fibers in fiber breakage. Alternatively or additionally, as a means of achieving the desired relative orientations of air flow and fiber carpet levels, an additional air flow having a vertical directional component and in the process space the first, between the
Einblaseinrichtung und der Absaugeinrichtung verlaufenden Luftstrom überlagert. Der Winkel, unter welchem der durch die Überlagerung entstehende "effektive" Luftstrom die von dem Faserteppich aufgespannten Ebenen kreuzt, lässt sich bei dieser Ausführungsform der Erfindung durch das Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten in den beiden Strömungen einstellen; diese Ausgestaltung ist also  Inflator and the suction device extending airflow superimposed. The angle at which the "effective" air flow created by the superposition crosses the planes spanned by the fiber carpet can be adjusted in this embodiment of the invention by the ratio of the flow velocities in the two flows; this embodiment is so
insoweit variabler als diejenige, die mit Luftleitblechen arbeitet . Erneut alternativ oder zusätzlich können die fraglichen Mittel auch in Umlenkrollen bestehen, die so gegenüber der Vertikalen verkippt sind, dass die von dem zwischen ihnen verlaufenden Faserteppich aufgespannten Ebenen gegenüber der Horizontalen verkippt sind.  far more variable than the one that works with baffles. Again alternatively or additionally, the means in question may also consist in deflection rollers which are tilted relative to the vertical, that the planes spanned by the fiber carpet running between them are tilted with respect to the horizontal.
Das erfindungsgemäße Konzept lässt sich sowohl dort The inventive concept can be both there
verwenden, wo die Hauptströmungsrichtung der Luft diejenige der Längsrichtung des Oxidationsofens zwischen dem Einlassbereich und dem Auslassbereich ist, als auch dort, wo die HauptStrömungsrichtung der Luft senkrecht auf der where the main flow direction of the air is that of the longitudinal direction of the oxidation furnace between the inlet region and the outlet region, as well as where the main flow direction of the air is perpendicular to the
Längsrichtung des Oxidationsofens steht. Im ersten Falle sollte der Winkel, unterdem die Luft die Ebenen des  Longitudinal direction of the oxidation furnace is. In the first case, the angle under which the air should be the plane of the
Faserteppichs kreuzt, zwischen 0,8° und 2 °, vorzugsweise 1°, im zweiten Falle zwischen 2° und 20°, vorzugsweise 4°, betragen. Fiber carpet crosses between 0.8 ° and 2 °, preferably 1 °, in the second case between 2 ° and 20 °, preferably 4 °, amount.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen Figur 1 einen Vertikalschnitt durch einen Oxidationsofen zur Herstellung von Kohlenstofffasern in Ofen¬ längsrichtung ; Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing; FIG. 1 shows a vertical section through an oxidation furnace for the production of carbon fibers in furnace ¬ longitudinal direction;
Figur 2 einen horizontalen Schnitt durch den Oxidations- ofen von Figur 1 gemäß der dortigen Linie II -II,FIG. 2 shows a horizontal section through the oxidation furnace of FIG. 1 according to the line II-II there,
(Faserteppich nicht gezeichnet) ; (Fiber carpet not drawn);
Figur 3 einen Vertikalschnitt durch den Oxidationsofen der Figuren 1 und 2 gemäß der Linie III -III von Figur 1; Figure 3 is a vertical section through the oxidation furnace of Figures 1 and 2 along the line III -III of Figure 1;
Figur 4 den in Figur 1 links eingekreisten Bereich 4 shows the circled on the left in Figure 1 area
eines abgewandelten Ausführungsbeispieles eines Oxidationsofens ;  a modified embodiment of an oxidation furnace;
Figur 5 einen Vertikalschnitt, ähnlich der Figur 1 FIG. 5 shows a vertical section, similar to FIG. 1
durch einen Oxidationsofen mit Querströmung der Luft ; Figur 6 einen Horizontalschnitt durch den Oxidationsofen von Figur 5 gemäß der dortigen Linie VI -VI,  through an oxidation furnace with cross-flow of air; FIG. 6 shows a horizontal section through the oxidation furnace of FIG. 5 according to the line VI-VI there,
(Faserteppich und Umlenkrollen nicht gezeichnet) ;  (Fiber carpet and pulleys not drawn);
Figur 7 einen Vertikalschnitt durch den Oxidationsofen der Figur 5 gemäß der dortigen Linie VII-VII; Figure 7 is a vertical section through the oxidation furnace of Figure 5 according to the local line VII-VII;
Figuren 8 bis 10 FIGS. 8 to 10
in stärkerer Schematisierung Schnitte durch alternative Ausführungsbeispiele eines Oxida- tionsofens, ähnlich der Figur 7.  in a more schematic schematization sections through alternative embodiments of an oxidation furnace, similar to FIG. 7.
Zunächst wird auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen, in denen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Oxidationsofens dargestellt ist, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist und zur Herstellung von Kohlenstoff- fasern eingesetzt wird. Der Oxidationsofen 1 umfasst ein Gehäuse 2, das seinerseits 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 1 to 3, in which a first embodiment of an oxidation furnace is shown, which is generally designated by the reference numeral 1 and for the production of carbon fibers is used. The oxidation furnace 1 comprises a housing 2, which in turn is composed of two vertical longitudinal walls 2a, 2b, two vertical end walls 2c, 2d, a top wall 2e and a bottom wall 2f. The housing 2 is with the exception of two areas 3, 4 in the end walls 2c and 2d, in which the treated
Fasern 20 ein- und ausgeführt werden und die mit besonderen Schleuseneinrichtungen 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  Fibers 20 are running and running and which are provided with special lock devices, gas-tight. As can be seen in particular from FIG. 2, the interior of the housing 2 is subdivided by a vertical partition 5 into the actual process space 6 and air ducts 7, 8, 9, 10, 11, 12 lying laterally therefrom. Overall, the interior of the oxidation furnace 1 is substantially mirror-symmetrical to that in FIG
2 angedeuteten Mittelebene S-S ausgebildet. 2 indicated center plane S-S formed.
Im mittleren Bereich des Prozessraumes 6 befindet sich eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 13 versehene Einblas- einrichtung, die weiter unten ausführlicher erläutert wird. In den beiden außenliegenden Endbereichen des In the middle region of the process chamber 6 there is a blowing device provided overall with the reference numeral 13, which is explained in more detail below. In the two outer end areas of
Prozessraumes 6, jeweils den Durchtrittsbereichen 3, 4 benachbart, befinden sich Absaugeinrichtungen 14, 15. Im Inneren des Gehäuses 2 werden zwei gegenläufige Luftkreisläufe aufrecht erhalten: Ausgehend beispielsweise von den Absaugeinrichtungen 14, 15 wird die Luft im In the interior of the housing 2, two opposing air circuits are maintained: starting, for example, from the suction devices 14, 15, the air is in the process chamber 6, respectively adjacent to the passage areas 3, 4 adjacent
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 2 arrows through the air ducts 7 and 12 to a filter 16 or 17 and then passed through a heating unit 18a and 18b in the air guide 8 and 11, respectively. From the air duct 8 and 11, the heated air from a fan 21a and 21b
abgesaugt und in die Luftleiträume 9 bzw. 10 eingeblasen. Von dort gelangt die Luft jeweils in eine Hälfte der weiter unten genauer beschriebenen Einblaseinrichtung 13, von dort gegensinnig strömend in den Prozessraum sucked off and blown into the air ducts 9 and 10 respectively. From there, the air enters each half of the blowing device described in more detail below 13, from there in opposite directions flowing into the process space
6 und von dort in nachfolgend noch näher erläuterter  6 and from there in more detail below
Weise zur Absaugeinrichtung 14 bzw. 15, womit die beiden Luftkreisläufe geschlossen sind.  Way to the suction device 14 and 15, whereby the two air circuits are closed.
In der Wand des Gehäuses 2 sind im Bereich der Luftleiträume 8, 11 zwei Auslässe 30a, 30b vorgesehen. Über diese können diejenigen Gas- bzw. Luftvolumina abgeführt werden, die entweder bei dem Oxidationsprozess entstehen oder als Frischluft über die Durchtrittsbereiche 3, 4 in den In the wall of the housing 2, two outlets 30a, 30b are provided in the region of the air guide chambers 8, 11. About this gas or air volumes can be dissipated, which arise either in the oxidation process or as fresh air through the passage areas 3, 4 in the
Prozessraum 6 gelangen, um so den Lufthaushalt im Oxida- tionsofen 1 aufrecht zu erhalten. Die abgeführten Gase, die auch giftige Bestandteile enthalten können, werden einer thermischen Nachverbrennung zugeführt. Die dabei gewonnene Wärme kann zumindest zur Vorerwärmung der dem Oxidationsofen 1 zugeführten Frischluft verwendet werden.  Access process space 6, so as to maintain the air balance in the oxidation furnace 1 upright. The discharged gases, which may also contain toxic components are fed to a thermal afterburning. The heat obtained can be used at least for preheating the fresh air supplied to the oxidation furnace 1.
Die Einblaseinrichtung 13 ist im Detail wie folgt aufge- baut: The injection device 13 is constructed in detail as follows:
Sie umfasst zwei "Stapel" von Einblaskästen 31. Jeder dieser Einblaskästen 31 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 31 sind als Lochbleche 31a ausgebildet. Eine Ausnahme bilden hier die untersten Einblaskästen 31, deren jeweils von der Mitte des Oxidationsofens It comprises two "stacks" of blow boxes 31. Each of these blow boxes 31 has the shape of a hollow cuboid, wherein the longer dimension extends transversely to the longitudinal direction of the process space 6 over its entire width. The respective narrow sides of the injection boxes 31 facing the process space 6 are formed as perforated plates 31a. An exception here are the lowest blow boxes 31, each of which from the center of the oxidation furnace
1 wegzeigende Schmalseite aus weiter unten deutlich werdenden Gründen verschlossen ist. 1 pointing away narrow side is closed for reasons that will become apparent below.
Jeweils eine Stirnseite jedes Einblaskastens 31 steht mit dem Luftleitraum 9 bzw. Luftleitraum 10 so in Verbin- dung, dass die vom Ventilator 21a bzw. 21b geförderte Luft in den Innenraum des jeweiligen Einblaskastens In each case one end face of each injection box 31 is connected to the air guide space 9 or air guide space 10 in such a way that the one conveyed by the fan 21a or 21b Air in the interior of the respective injection box
31 eingeblasen wird und von dort über die Lochbleche  31 is injected and from there on the perforated plates
31a austreten kann. Die verschiedenen Einblaskästen 31 in jedem der beiden Stapel sind mit einem geringfügigen Abstand übereinander angeordnet. Die beiden Stapel von Einblaskästen 31 wiederum sind, in Längsrichtung des Ofens bzw. in Bewegungsrichtung der Fäden 20 gesehen, ebenfalls voneinander beabstandet.  31a can escape. The various blow boxes 31 in each of the two stacks are arranged one above the other at a slight distance. The two stacks of blow boxes 31, in turn, are also spaced apart, viewed in the longitudinal direction of the oven or in the direction of movement of the threads 20.
Die beiden Absaugeinrichtungen 14, 15 werden im Wesentlichen von jeweils einem Stapel von Absaugkästen 19 gebildet, die in ähnlicher Weise wie die Einblaskästen 31 sich in Querrichtung durch den gesamten Prozessraum 6 erstrecken und an ihren quer zur Längserstreckung des Prozessraumes 6 verlaufenden Schmalseiten als Lochbleche 19a ausgebildet sind. Eine Ausnahme bilden hier aus unten verständlich werdenden Gründen die zur Ofenmitte hinweisende Schmalseite der jeweils obersten Absaugkästen 19 im Stapel. The two suction devices 14, 15 are essentially formed by a respective stack of suction boxes 19, which extend in a similar manner as the blow boxes 31 in the transverse direction through the entire process chamber 6 and formed at their transversely to the longitudinal extent of the process space 6 extending narrow sides as perforated plates 19a are. An exception here, for reasons becoming understandable below, the narrow side of the respective uppermost extraction boxes 19 pointing towards the middle of the furnace in the stack.
Zwischen den oberen Rändern der nach außen weisenden Between the upper edges of the outward facing
Schmalseiten 31a der Einblaskästen 31 und den unteren Narrow sides 31a of the blow boxes 31 and the lower
Rändern der zur Ofenmitte zeigenden Schmalseiten der Edges of the narrow sides of the furnace facing the furnace
Absaugkästen 19 verlaufen jeweils ebene Luftleitbleche 33. Extraction boxes 19 each extend planar air baffles 33rd
Die zu behandelnden Fasern 20 werden dem Oxidationsofen 1 parallel verlaufend als Art "Teppich" über eine Umlenkrolle 32 zugeführt und durchtreten dabei eine Zuluft- einrichtung 22, die im vorliegenden Zusammenhang nicht interessant ist und dazu dient, vorgewärmte Frischluft dem Prozess zuzuführen. Die Fasern 20 werden sodann durch die Zwischenräume zwischen übereinanderliegenden Absaugkästen 19, durch den Prozessraum 6, durch die Zwischenräume zwischen übereinanderliegenden Einblaskästen 31 in der Einblaseinrichtung 13, durch den Zwischenraum zwischen übereinanderliegenden Absaugkästen 19 am gegenüberliegenden Ende des Prozessraumes 6 und durch eine weitere Zuluft - einrichtung 23 geführt. The fibers 20 to be treated are fed to the oxidation furnace 1 running parallel as a kind of "carpet" via a deflection roller 32 and thereby pass through a Zuluft- device 22, which is not interesting in the present context and serves to supply preheated fresh air to the process. The fibers 20 are then through the spaces between superimposed suction boxes 19, through the process space 6, through the spaces between superimposed blow boxes 31 in the Injection device 13, guided by the gap between superimposed suction boxes 19 at the opposite end of the process chamber 6 and by a further supply air - device 23.
Der geschilderte Durchgang der Fasern 20 durch den Prozessraum 6 wird serpentinenartig mehrfach wiederholt, wozu in beiden Endbereichen des Oxidationsofens 1 mehrere The described passage of the fibers 20 through the process chamber 6 is serpentine repeated several times, including in both end portions of the oxidation furnace 1 more
mit ihren Achsen parallel übereinanderliegende Umlenkrol- len 24, 25 vorgesehen sind. Zwischen den Umlenkrollen 32, 25, 24, 26 spannt der Faserteppich 20 jeweils eine Ebene auf . Nachdem obersten Durchgang durch den Prozessraum 6 verlassen die Fasern 20 den Oxidationsofen 1 und werden with their axes parallel superimposed Umlenkrol- len 24, 25 are provided. Between the deflection rollers 32, 25, 24, 26 of the fiber carpet 20 each spans a plane. After the uppermost passage through the process space 6, the fibers 20 leave the oxidation furnace 1 and become
dabei über eine weitere Umlenkrolle 26 geführt. thereby guided over a further deflection roller 26.
Während des serpentinenartigen Durchgangs der Fasern During the serpentine passage of the fibers
20 durch den Prozessraum 6 werden diese von heißer, 20 through the process room 6, these become hotter,
sauerstoffhaltiger Luft umspült und dabei oxidiert . oxygen-containing air flows around and thereby oxidizes.
Diese Luft tritt jeweils aus den Schmalseiten 31a der This air emerges from the narrow sides 31a of the
Einblaskästen 31 in den Zwischenraum zwischen zwei parallelen Luftleitblechen 33 und gelangt jeweils zu einer zur Ofenmitte zeigenden Schmalseite 19a eines Absaugkastens 19, und zwar zu derjenigen Schmalseite 19a desjenigen Blowing boxes 31 in the space between two parallel baffles 33 and each passes to a pointing to the furnace center narrow side 19a of a suction box 19, namely to that narrow side 19a of that
Absaugkastens 19, der um eine "Etage" tiefer als der Suction box 19, which is lower than the "floor" by a
Einblaskasten 31 ist. Injection box 31 is.
Die auf diese Weise erzeugte Strömung der heißen, sauerstoffhaltigen Luft kreuzt auf diesem Wege die Ebene des "Faserteppichs", ist also nicht mehr exakt horizontal sondern hat eine Vertikalkomponente der Strömungsrichtung.The flow of the hot, oxygen-containing air produced in this way crosses the plane of the "fiber carpet" in this way, so it is no longer exactly horizontal but has a vertical component of the flow direction.
Dies hat zur Folge, dass die bei Oxidationsofen bekannter Bauweise durch die Parallelströmung von Luft und Fasern eintretende Grenzschicht vermieden wird. Die strömende This has the consequence that the oxidizing furnace of known construction by the parallel flow of air and fibers entering boundary layer is avoided. The streaming
Luft durchdringt vielmehr den Teppich von Fasern 20 und erreicht auch die Fasern 20, die im Inneren des Faser- teppiches 20 liegen. Folge ist ein besserer Wärmeübergang, hauptsächlich zu den im Teppich innenliegenden Fasern 20, der wiederum eine kürzere verfahrenstechnische Behandlungszeit, eine geringere Temperaturdifferenz zwischen Lufttemperatur und Fasertemperatur, eine Vergleichmäßigung der Fasertemperatur innerhalb des Faserteppiches 20 und damit letztendlich eine bessere Faserqualität zur Folge hat . Die Fasern 20 werden zudem aufgrund der Schrägströmung mit Luft beaufschlagt, die direkt aus einem Einblaskasten 31 kommt und deshalb auf der gesamten Länge zwischen dem jeweiligen Einblaskasten 31 und dem zugehörigen Rather, air penetrates the carpet of fibers 20 and also reaches the fibers 20 that are inside the fiber core. carpet 20 lie. The result is a better heat transfer, mainly to the internal fibers in the carpet 20, which in turn has a shorter procedural treatment time, a lower temperature difference between air temperature and fiber temperature, a homogenization of the fiber temperature within the fiber carpet 20 and thus ultimately a better fiber quality result. The fibers 20 are also acted upon by the oblique flow with air that comes directly from an injection box 31 and therefore on the entire length between the respective injection box 31 and the associated
Absaugkasten 19 im Wesentlichen dieselbe Temperatur Suction box 19 substantially the same temperature
besitzt. has.
Die Luftleitbleche 33 haben noch weitere Funktionen: The air baffles 33 have additional functions:
So dienen sie einerseits beim Aufheizen der Fäden als Strahlenflächen und führen andererseits die exotherme Wärme, die bei der Oxidation der Fasern 20 entsteht, durchSo they serve on the one hand when heating the threads as beam surfaces and on the other hand, the exothermic heat generated during the oxidation of the fibers 20 through
Absorption der Wärmestrahlung ab. Auf diese Weise wird die Temperaturdifferenz zwischen den Fasern 20 und der umgewälzten Luft reduziert, was eine genauere Prozessführung ermöglicht. Absorption of heat radiation from. In this way, the temperature difference between the fibers 20 and the circulated air is reduced, which allows a more accurate process control.
Schließlich übernehmen die Luftleitbleche 33 die Funktion von Faserleitprofilen. Derartige gesonderte Leitprofile waren bei bekannten Oxidationsöfen erforderlich. Sie verhindern beim Bruch einer Faser vollständig die Berührung und Verstrickung mit anderen Fasern. Gebrochene Fasern werden von den Luftleitblechen 33 vollständig aufgefangen. Finally, the air baffles 33 take over the function of Faserleitprofilen. Such separate guide profiles were required in known oxidation ovens. They completely prevent the contact and entanglement with other fibers when a fiber breaks. Broken fibers are completely absorbed by the baffles 33.
Figur 4 zeigt den in Figur 1 links durch einen Kreis umgebenden Bereich eines Oxidationsöfens bei einer alter- nativen Ausführungsform. Entsprechende Teile dieser alternativen Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen wie in Figur 1, jedoch um 100 erhöht, gekennzeichnet und werden nicht mehr im Einzelnen beschrieben. Entsprechendes gilt für die weiter unten beschriebenen FIG. 4 shows the region of an oxidation opening on the left in FIG. 1 surrounded by a circle in an alternative embodiment. Corresponding parts of this Alternative embodiments are identified by the same reference numerals as in Figure 1, but increased by 100, and will not be described in detail. The same applies to those described below
Ausführungsformen, wo von Ausführungsform zu Ausführungsform die Bezugszeichen jeweils um 100 erhöht werden. Embodiments, where from reference to embodiment, the reference numerals are increased by 100 each.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 wird die Vertikal - komponente der Luftströmung nicht durch Luftleitbleche sondern dadurch erzielt, dass zusätzlich eine vertikale Luftströmung überlagert wird. Hierzu wird in den Prozess- raum 106 Luft im Sinne der Pfeile 134 eingeblasen und im unteren Bereich des Prozessraumes 106 im Sinne der Pfeile 135 abgesaugt. Die Luft kann beim Eintritt in den Prozess- räum 106 und beim Austritt aus dem Prozessraum 106 Lochbleche 136, 137 durchtreten, welche bei der Erzeugung eines schräg gegenüber der Horizontalen verlaufenden In the exemplary embodiment of FIG. 4, the vertical component of the air flow is not achieved by air baffles, but rather in that a vertical air flow is additionally superimposed. For this purpose, air is blown into the process space 106 in the direction of the arrows 134 and sucked off in the lower region of the process space 106 in the direction of the arrows 135. As it enters the process chamber 106 and exits the process space 106, the air can pass through perforated plates 136, 137, which in the process of creating an obliquely opposite to the horizontal
Luftstromes hilfreich sind. Während bei den oben anhand der Figuren 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Oxidationsofens 1 bzw. 101 die heiße, sauerstoffhaltige Luft eine Strömung hatte, deren größere Richtungskomponente in Bewegungsrichtung der Fäden 20 zeigte, ist dies bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren 7 bis 10 dargestellt sind, anders. Hier ist die Hauptströmungsrichtung der Airflow are helpful. Whereas in the exemplary embodiments of an oxidation furnace 1 or 101 described above with reference to FIGS. 1 to 101, the hot, oxygen-containing air had a flow whose larger directional component pointed in the direction of movement of the threads 20, this is the case in the exemplary embodiments of the invention shown in FIGS to 10 are shown, differently. Here is the main flow direction of
Luft im Wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der Fäden. Air substantially transverse to the direction of movement of the threads.
Zunächst wird auf die Figuren 5 bis 7 Bezug genommen, in denen ein erstes, mit LuftquerStrömung arbeitendes Reference is first made to Figures 5 to 7, in which a first, working with air transverse flow
Ausführungsbeispiels eines Oxidationsofens 201 dargestellt ist .  Embodiment of an oxidation furnace 201 is shown.
Beim Vergleich der Figur 5 mit Figur 1 fällt zunächst auf, dass die mittlere Einblaseinrichtung 31 beim Ausfüh- rungsbeispiel der Figur 5 fehlt. Dies ist eine unmittelbare Konsequenz der Tatsache, dass die Hauptströmungsrichtung der Luft nicht in Längsrichtung des Oxidationsofens 201 sondern in dessen Querrichtung verläuft. Wenn gleich- wohl in beiden Endbereichen des Gehäuses 202 Absaugkästen 219 vorgesehen sind, so dient dies der Sicherheit, um ein Entweichen von möglicherweise giftige Gase enthaltender Luft über die Durchtrittsbereiche 203, 204 zu unterbinden . When comparing FIG. 5 with FIG. 1, it is first of all noticeable that the middle blowing device 31 is in the position of the embodiment shown in FIG. Example of Figure 5 is missing. This is an immediate consequence of the fact that the main flow direction of the air does not run in the longitudinal direction of the oxidation furnace 201 but in its transverse direction. If suction boxes 219 are provided in both end regions of the housing 202, this serves for safety purposes, in order to prevent the escape of potentially air-containing gases via the passage regions 203, 204.
Wie die Strömung der heißen, sauerstoffhaltigen Luft beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 verläuft, ist am besten den Figuren 6 und 7 zu entnehmen. Zur Beschreibung der Luftkreisläufe sei von der Absaugeinrichtung 214a ausge- gangen, die aus nachfolgend deutlich werdenden Gründen hier "Nebenabsaugeinrichtung" genannt wird. Von dieser gelangt die abgesaugte Luft zunächst in den Luftleitraum 207 und vermischt sich hier mit einem weiteren Luftstrom, wie weiter unten beschrieben wird. Die vereinigten Luft- ströme durchtreten sodann ein Filter 216 und eine Heizeinrichtung 218, wodurch sie in den Luftleitraum 208 gelangt. Ein Teil der Luft kann, ähnlich wie beim Ausführungsbei- spiel der Figur 1, durch einen Auslass 230a abgezogen werden. Ein Ventilator 221 saugt die Luft aus dem Luft- leitraum 208 an und drückt diese in einen Luftkanal 209. Dieser führt über den Prozessraum 206 hinweg zu einem seitlichen, sich keilförmig nach unten verjüngenden How the flow of the hot, oxygen-containing air in the embodiment of Figure 5 extends is best seen in Figures 6 and 7. For the description of the air circuits, let it be assumed that the suction device 214a is called "secondary suction device" for reasons that will become clear hereinafter. From this, the sucked air first enters the air duct 207 and mixes here with another air flow, as will be described below. The combined air streams then pass through a filter 216 and a heater 218, thereby entering the air guide 208. A portion of the air can, similar to the Ausführungsbeii- game of Figure 1, are withdrawn through an outlet 230 a. A fan 221 sucks the air out of the air-conducting space 208 and presses it into an air duct 209. This leads across the process space 206 to a lateral, wedge-shaped tapering downwards
Luftverteilraum 238, der hier als Einblaseinrichtung 213 dient. Der Prozessraum 206 ist an dieser Seite durch ein Lochblech begrenzt, so dass die in den Luftverteilraum 238 geführte Luft in den Prozessraum 206 eintreten kann. Air distribution chamber 238, which serves as a blowing device 213 here. The process space 206 is bounded on this side by a perforated plate, so that the air guided into the air distribution space 238 can enter the process space 206.
Der Prozessraum 206 ist durch mehrere parallele Luftleitbleche 233 unterteilt. Diese Luftleitbleche 233 sind anders als die Luftleitbleche 33 des Ausführungsbeispie- les der Figur 1 nicht in Längsrichtung des Oxidationsofens 201 sondern in Querrichtung geneigt. Dies hat zur Folge, dass die über den Luftverteilraum 238 in die Zwischenräume zwischen den Luftleitblechen 233 eintretende Luft schräg nach unten geleitet wird, wobei sie die horizontalen Teppiche von Fasern 220 kreuzen und dabei in ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 1 für einen guten Wärmeübergang sorgen. Auch sonst sind die Effekte, die mit der Luftführung und mit den Luftleitblechen The process space 206 is subdivided by a plurality of parallel air baffles 233. These air baffles 233 are different than the baffles 33 of the exemplary embodiment. les of Figure 1 is not inclined in the longitudinal direction of the oxidation furnace 201 but in the transverse direction. This has the consequence that the air entering via the air distribution space 238 into the spaces between the air baffles 233 is directed obliquely downwards, crossing the horizontal carpets of fibers 220 and in a similar manner as in the embodiment of Figure 1 for a good heat transfer to care. Otherwise, the effects are with the air duct and with the baffles
233 verbunden sind, dieselben wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 1. 233 are connected, the same as in the embodiment of Figure 1.
An der gegenüberliegenden Seite stehen die Zwischenräume zwischen den Luftleitblechen 233 über ein weiteres Loch- blech mit dem Luftleitraum 207 in Verbindung, wo sich die Luft, wie oben erwähnt, mit der von den Nebenabsaugein- richtungen 214a, 215a kommenden Luft vermischt. Der Luftleitraum 207 wiederum kommuniziert nach dem oben Gesagten mit der Saugseite des Ventilators 221, sodass der Luftleit- räum 207 die "Hauptabsaugeinrichtung" 214 dieses Ausführungsbeispiels bildet . On the opposite side, the intermediate spaces between the air guide plates 233 communicate with the air guide space 207 via another perforated plate, where the air, as mentioned above, mixes with the air coming from the secondary suction devices 214a, 215a. The air duct 207 in turn communicates with the suction side of the fan 221 as described above, so that the air duct 207 forms the "main exhaust" 214 of this embodiment.
Bei dem in Figur 8 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel eines Oxidationsofens 301 wird ähnlich wie In the embodiment of an oxidation furnace 301 shown schematically in FIG
beim Ausführungsbeispiel der Figur 4 auf schräg gerichtete Luftleitbleche zwischen den verschiedenen Serpentinen des Faserteppichs 320 verzichtet und stattdessen eine zusätzliche Luftströmung eingesetzt. Diese zusätzliche Luft wird im Sinne der Pfeile 334 von oben her in den Prozess- räum 306 eingeblasen, durchtritt dabei ein Lochblech omitted in the embodiment of Figure 4 obliquely directed baffles between the various serpentine fiber carpet 320 and instead used an additional air flow. This additional air is blown from above into the process chamber 306 in the direction of arrows 334, passing through a perforated plate
336, durchquert am unteren Ende des Prozessraumes 306 ein weiteres Lochblech 337 und wird sodann im Sinne 336, traversed at the lower end of the process chamber 306 another perforated plate 337 and is then in the sense
der Pfeile 335 abgesaugt. Durch die Überlagerung der aus dem Luftverteilraum 338, der die Einblaseinrichtung 313 darstellt, in den Prozessraum 306 eingebrachten und in den Absaugkanal 339, der die Hauptabsaugeinrichtung 314 darstellt, strömenden Luft einerseits und der im Sinne der Pfeile 334, 335 durch den Prozessraum 306 geführten zweiten Luftströmung entsteht im Ergebnis eine schräg gerichtete Luftströmung, welche den Teppich von Fasernsucked off the arrows 335. By superimposing the introduced from the air distribution chamber 338, which represents the injection device 313, in the process chamber 306 and Resulting in the suction channel 339, which is the Hauptabsaugeinrichtung 314, air flowing on the one hand and the guided in the direction of arrows 334, 335 through the process chamber 306 second air flow results in an obliquely directed air flow, which is the carpet of fibers
320 mit den oben schon mehrfach erwähnten Vorteilen kreuzt. 320 with the above already mentioned advantages crosses.
Eine weitere Möglichkeit, eine Luftströmung zu erzeugen, welche den Teppich von Fasern nicht parallel oder senkrecht anströmt, ist in Figur 9 gezeigt. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden wiederum Luftleitbleche 433 eingesetzt, die jedoch horizontal verlaufen. Was schräg gestellt ist, ist der Teppich von Fasern 420, was beispielsweise dadurch erzielt werden kann, dass die verschiedenen Umlenkrollen an den gegenüberliegenden Another way to create an air flow that does not flow parallel or perpendicular to the carpet of fibers is shown in FIG. In the embodiment described here, in turn, air baffles 433 are used, which, however, run horizontally. What is skewed is the carpet of fibers 420, which can be achieved, for example, by having the different pulleys on the opposite ones
Durchtrittsbereichen des Oxidationsofens 401 entsprechend schräg gestellt werden.  Passage areas of the oxidation furnace 401 are made correspondingly inclined.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 10 schließlich verzich- tet wiederum auf Luftleitbleche vollständig und ersetzt diese durch eine zusätzliche Luftströmung, die im Sinne der Pfeile 534 von oben her in den Prozessraum 506 eingebracht wird, dabei ein Lochblech 536 durchtritt, die parallelen, schräg gestellten Teppiche von Fasern 520 durchtritt und über ein weiteres Lochblech 537 im Sinne der Pfeile 535 abgesaugt wird. Die Ergebnisse sind ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Figur 8. Finally, the exemplary embodiment of FIG. 10 completely dispenses with air guide plates and replaces them with an additional air flow, which is introduced from above into the process chamber 506 in the direction of the arrows 534, thereby passing through a perforated plate 536 which has parallel, obliquely arranged carpets Fibers 520 passes and is sucked off via a further perforated plate 537 in the direction of arrows 535. The results are similar to the embodiment of FIG. 8.

Claims

Patentansprüche claims
1. Oxidationsofen zur oxidativen Behandlung von Fasern, insbesondere zur Herstellung von Kohlenstofffasern, mit a) einem Gehäuse, das abgesehen von Durchtrittsbereichen für die Kohlenstofffasern gasdicht ist; b) einem im Innenraum des Gehäuses befindlichen Prozessraum; c) mindestens einer Einblaseinrichtung, mit welcher 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 passage areas for the carbon fibers; b) a process space located in the interior of the housing; c) at least one blowing device, with which
Heißluft in den Prozessraum einblasbar ist; d) mindestens einer Absaugeinrichtung, welche heiße  Hot air is blown into the process space; d) at least one suction device which is hot
Luft aus dem Prozessraum absaugt; e) mindestens einem Ventilator, der die heiße Luft  Air from the process room sucks; e) at least one fan containing the hot air
durch die Einblaseinrichtung, den Prozessraum und die Absaugeinrichtung umwälzt; f) mindestens einer im Strömungsweg der heißen umgewälzten circulated through the injection device, the process chamber and the suction device; f) at least one in the flow path of the hot circulated
Luft liegenden Heizeinrichtung; g) Umlenkrollen, welche die Fasern als Teppich nebeneinanderliegend serpentinenartig durch den Prozessraum führen, wobei der Faserteppich zwischen gegenüberliegenden Umlenkrollen jeweils eine Ebene aufspannt; dadurch gekennzeichnet, dass h) Mittel (33; 134, 135; 233; 334, 335; 433; 534, 535) vorgesehen sind, welche dafür sorgen, dass die Luft im Prozessraum (6; 106; 206; 306; 406; 506) die Air lying heater; g) pulleys, which guide the fibers as a carpet next to each other in a serpentine manner through the process space, wherein the fiber carpet each spans a plane between opposing deflection rollers; characterized in that h) means (33; 134, 135; 233; 334, 335; 433; 534, 535) are provided, which ensure that the air in the process space (6; 106; 206; 306; 406; 506) the
von dem Faserteppich (20; 120; 220; 320; 420; 520) aufgespannten Ebenen unter einem Winkel, der von 0° und von 90° abweicht, kreuzt.  of the fiber carpet (20; 120; 220; 320; 420; 520) at an angle other than 0 ° and 90 °.
2. Oxidat onsofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel mindestens zwei Luftleitbleche (33; 2. Oxidat onsofen according to claim 1, characterized in that the means at least two air baffles (33;
233; 433) umfassen.  233; 433).
3. Oxidationsofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel Luftleitbleche (33; 233; 433) umfassen, welche jeweils in den Zwischenräumen zwischen den ebenen Bereichen des serpentinenartigen Faserteppichs (20; 220; 420) zwischen der Einblaseinrichtung (13; 213; 413) An oxidation furnace according to claim 2, characterized in that said means comprise air baffles (33; 233; 433) disposed respectively in the spaces between the planar regions of the serpentine fiber carpet (20; 220; 420) between the blowing means (13; 213; 413)
und der Absaugeinrichtung (14; 214; 414) verlaufen. and the suction device (14; 214; 414).
4. Oxidationsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Oxidation furnace according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel einen zusätz- liehen Luftstrom (134, 135; 334, 335; 534, 535) umfassen, der eine vertikale Richtungskomponente besitzt und im  characterized in that the means comprise an additional flow of air (134, 135, 334, 335, 534, 535) having a vertical directional component and in the
Prozessraum (106; 306; 506) den ersten, zwischen der Process room (106; 306; 506) the first, between the
Einblaseinrichtung (113; 313; 513) und der Absaugeinrichtung (114; 314; 514) verlaufenden Luftstrom überlagert. Superimposed blowing device (113; 313; 513) and the suction device (114; 314; 514) extending air flow.
5. Oxidationsofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel Umlenkrollen5. oxidation furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the means deflecting rollers
(424, 425, 426, 432; 524, 525, 526, 532) umfassen, die so gegenüber der Horizontalen verkippt sind, dass die von dem zwischen Ihnen verlaufenden Faserteppich (420; 520) aufgespannten Ebenen gegenüber der Horizontalen verkippt sind . (424, 425, 426, 432, 524, 525, 526, 532) which are tilted relative to the horizontal so that the planes spanned by the fiber carpet (420; 520) extending between them are tilted with respect to the horizontal.
6. Oxidationsofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptströmungsrichtung der Luft diejenige der Längsrichtung des Oxidationsofens (1; 101) zwischen den gegenüberliegenden Durchtrittsbereichen (3, 4; 103, 104) ist. 6. Oxidation furnace according to one of the preceding claims, characterized in that the main flow direction the air is that of the longitudinal direction of the oxidation furnace (1; 101) between the opposite passage regions (3, 4; 103, 104).
7. Oxidationsofen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen 0,8° und 3°, vorzugsweise7. oxidation furnace according to claim 6, characterized in that the angle between 0.8 ° and 3 °, preferably
1°, beträgt. 1 °, is.
8. Oxidationsofen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 8. Oxidation furnace according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptströmungsrichtung der Luft senkrecht auf der Längsrichtung des Oxidations- ofens (201; 301; 401; 501) steht.  characterized in that the main flow direction of the air is perpendicular to the longitudinal direction of the oxidizing furnace (201; 301; 401; 501).
9. Oxidationsofen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen 2° und 20°, vorzugsweise 4°, beträgt . 9. oxidation furnace according to claim 8, characterized in that the angle between 2 ° and 20 °, preferably 4 °.
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