NL1034696C2 - Oven voor het poedercoaten van producten. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Oven voor het poedercoaten van producten.

BESCHRIJVING

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een oven voor het 5 poedercoaten van producten omvattende een behuizing met staande wanden en verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van producten binnen de behuizing.

Het poedercoaten is een techniek waarmee een deklaag kan worden aangebracht op een product. Hiertoe wordt in eerste instantie een poeder-luchtmengsel elektrostatisch opgeladen en op het product gespoten. Vervolgens 10 worden de producten in een oven geplaatst alwaar het poeder tot een temperatuur normaliter, mede afhankelijk van het materiaal van de deklaag, gelegen tussen 160 °C en 200 °C wordt verwarmd. Bij deze temperaturen smelt het poeder en vloeit het samen tot een gesloten deklaag.

Het is bekend om als oven een infrarood-oven toe te passen die 15 infrarood stralen straalt op het te poedercoaten product en aldus het product opwarmt. De tussenliggende lucht wordt aldus niet of althans nauwelijks opgewarmd. Een belangrijk bezwaar van het toepassen van een infrarood oven bij het poedercoaten van producten is erin gelegen dat het poedercoatproces moeilijk beheersbaar is. Dit hangt mede samen met het feit dat opwarming van het product 20 relatief snel plaatsvindt. Verder vindt de meest optimale opwarming van het product plaats voor die delen van het product die loodrecht worden aangestraald. Delen van het product die in de schaduw van andere delen van het product staan of oppervlakken die evenwijdig zijn gelegen aan de straling worden beduidend minder opgewarmd waardoor het poedercoatproces niet homogeen plaatsvindt over het 25 gehele oppervlak van het product.

Het is tevens bekend om bij het poedercoaten gebruik te maken van een heteluchtoven. Bij een dergelijke oven wordt lucht van circa 220 °C tot 240 °C in de oven geblazen. Ook aan de toepassing van een dergelijke oven voor het poedercoaten van producten zijn diverse nadelen verbonden. Ten eerste blaast de 30 verwarmde lucht poeder van het product af waardoor een verhoogd poederverbruik ontstaat. Daarbij bestaat het risico dat, indien poeders van verschillende kleuren worden gebruikt, het product niet op de gewenste posities van een deklaag met een gewenste kleur worden voorzien. Een belangrijk verder nadeel is gelegen in het feit dat dunne delen sneller zullen opwarmen dan relatief dikke delen van een product.

1034696 2

Om ook de dikke delen op een gewenste temperatuur te brengen waarbij de poeder smelt, is het risico aanzienlijk dat de temperatuur van de relatief dunne delen te hoog wordt en de deklaag als het ware verbrandt en aldus niet van de gewenste kwaliteit is. Dit wordt ook wel aangeduid met de term “overmoffelen".

5 De onderhavige uitvinding beoogt nu een aanmerkelijke verbetering te verschaffen ten aanzien van de bovengenoemde nadelen die verbonden zijn aan de toepassing van ovens voor het poedercoaten van producten volgens de stand van de techniek. Hiertoe kenmerkt de oven volgens de uitvinding zich doordat de verwarmingsmiddelen een binnen de behuizing langs een staande wand 10 gepositioneerde leiding voor hete lucht omvatten alsmede een brander die uitmondt in de leiding voor het in de leiding in een stromingsrichting creëren van een stroom van verwarmde lucht in de leiding. De leiding kan daarbij zeer geschikt als stralingselement fungeren (met name indien de temperatuur van de leiding gelegen is tussen 350 °C en 600 °C) dat de te coaten objecten zal opwarmen naar de 15 gewenste temperatuur door absorptie van straling. Tevens wordt ook de lucht in de oven opgewarmd door de warmte geleverd door de stralingselementen en de opgewarmde objecten. Verrassenderwijs is gebleken dat bij toepassing van een dergelijke oven een zeer gelijkmatige opwarming van het product kan plaatsvinden, ook indien het product zowel relatief dikke als relatief dunne delen omvat en ook 20 indien delen van het product in de schaduw zijn gelegen van een ander deel van het product, danwel niet loodrecht zijn georiënteerd op de straling die wordt uitgezonden door de leiding. Aldus wordt het poeder op het te poedercoaten product aan eenzelfde temperatuurregime onderworpen waardoor het poedercoatproces zeer homogeen kan plaatsvinden.

25 Teneinde als het ware een stralingsvlak te creëren, geniet het de voorkeur dat de leiding een slingerend patroon volgt, welk slingerend patroon het stralingsvlak bepaalt.

Een efficiënt gebruik van de lengte van de leiding wordt verkregen indien delen van de leiding binnen het slingerend patroon parallel aan elkaar zijn 30 gelegen.

De betreffende parallelle delen zijn daarbij bij voorkeur horizontaal georiënteerd zodat de temperatuur van de leiding in verticale richting toe- of afneemt.

Bij voorkeur geldt daarbij dat lager gelegen delen van de leiding in 3 de stromingsrichting gezien stroomafwaarts zijn gelegen ten opzichte van hoger gelegen delen van de leiding waardoor de leiding op een lager niveau een hogere temperatuur heeft en om die reden meer bijdraagt aan het verwarmen van de lucht in de behuizing dan de hoger gelegen delen van de leiding.

5 Ter bevordering van de homogene opwarming van een product is het voordelig indien de verwarmingsmiddelen twee binnen de behuizing langs twee tegenover elkaar gelegen staande wanden leidingen voor hete lucht omvatten. Aldus kan het product van twee verschillende zijden af worden verwarmd.

Volgens een uitermate belangrijke voorkeursuitvoeringsvorm 10 omvatten de verwarmingsmiddelen een scheidingswand die zich parallel aan een staande wand over een deel van de hoogte daarvan uitstrekt voor het creëren van een opwaarts gerichte luchtstroming tussen de leiding en de bijbehorende staande wand. Met behulp van die luchtstroming kan een luchtcirculatie binnen de behuizing worden gecreëerd die een verdere belangrijke bijdrage kan vormen tot het 15 homogeen verwarmen van een product.

Ter bevordering van de opwaarts gerichte luchtstroming is het zinvol dat de lucht die zich tussen de leiding en de bijbehorende staande wand bevindt wordt verwarmd. Hiertoe kan gebruik worden gemaakt van de energie die wordt uitgestraald door de betreffende leiding.

20 Binnen dit kader geniet het de voorkeur dat de leiding deel uitmaakt van de scheidingswand. Aldus straalt een naar de staande wand gericht deel van de leiding energie uit naar de betreffende staande wand, terwijl het tegenover gelegen deel energie uitstraalt naar het te verwarmen product.

Alternatief is het ook denkbaar dat de scheidingswand tussen 25 parallelle delen van de leiding slingert. Aldus wordt een deel van de lengte van de leiding benut om de lucht in de ruimte tussen de scheidingswand en de bijbehorende staande wand te verwarmen, terwijl een ander deel wordt benut om energie uit te stralen naar het te poedercoaten product.

Als een verder alternatief, overigens ook toepasbaar in combinatie 30 met de voorgaande voorkeursuitvoeringsvormen, is het denkbaar dat de oven is voorzien van verdere verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van lucht tussen de scheidingswand en de bijbehorende staande wand.

De onderhavige uitvinding verschaft verder een werkwijze voor het poedercoaten van producten omvattende de stappen van 4 het positioneren van het te poedercoaten product in de gesloten behuizing van een oven volgens één van de voorgaande conclusies, het activeren van de brander dusdanig dat de leiding althans over het grootste deel van haar lengte een temperatuur aanneemt 5 gelegen tussen 350 °C en 600 °C.

Het is gebleken dat in het genoemde temperatuurgebied een zeer homogene en relatief snelle opwarming van een te poedercoaten product, in grote mate onafhankelijk van de aard van dit product, kan worden bereikt.

Ter beperking van het risico op "overmoffelen” geniet het de 10 voorkeur dat voor zover de temperatuur van het product hoger is dan 160 °C, de temperatuur van de lucht in de oven maximaal 20 °C hoger is dan de temperatuur van het product en/of voor zover de temperatuur van het product hoger is dan 170 °C, de temperatuur van de lucht in de oven maximaal gelijk is aan de temperatuur van het product.

15 Tenslotte heeft de onderhavige uitvinding tevens betrekking op een product geproduceerd overeenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding zoals bovenstaand omschreven.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding onder verwijzing 20 naar de navolgende figuren:

Figuur 1 toont schematisch in bovenaanzicht een oven volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding;

Figuur 2 toont schematisch de oven volgens figuur 1 in zijaanzicht; en 25 Figuur 3 toont schematisch in vooraanzicht de oven volgens figuren 1 en 2.

Oven 1 volgens figuren 1 tot en met 3 omvat een geïsoleerde behuizing 2. Behuizing 2 omvat twee tegenover elkaar gelegen staande langswanden 3, 4, twee op de uiteinden van de staande langswanden 3, 4 30 aansluitende staande kopse wanden 5, 6, vloer 7 en dak 8. Ten minste de staande wanden 3-6 en dak 8 omvatten isolatiemateriaal. Vloer 7 kan bijvoorbeeld gevormd worden door de vloer van de ruimte waarin behuizing 2 is opgesteld. Ten minste één van de staande kopse wanden 5, 6 is uitgevoerd als of omvat een afsluitbare deur waardoorheen te poedercoaten producten in het inwendige 9 van behuizing 2 5 kunnen worden gebracht, danwel gepoedercoate producten uit het inwendige 9 kunnen worden genomen.

Oven 1 omvat verder verwarmingsmiddelen 10 die spiegel-symmetrisch ten opzichte van een verticale langsdoorsnede door het midden van de 5 breedte van behuizing 2 zijn voorzien langs ieder van de staande langswanden 3, 4. Per staande langswand 3, 4 omvatten de verwarmingsmiddelen 10 een leiding 11. De verwarmingsmiddelen 10 omvatten verder een gasbrander 21 die uitmondt in een stroomopwaarts uiteinde van leiding 11 en verticaal neerwaarts georiënteerd in het midden van de lengte van oven 1 nabij dak 8 is voorzien.

10 Nabij vloer 7 splitst leiding 11 zich spiegelsymmetrisch in leidingdelen 11a en 11b die aanvankelijk in tegengestelde horizontale richtingen verlopen en stroomafwaarts een slingerend omhoog gericht patroon volgen waarbij parallelle delen binnen de leidingdelen 11a, 11b zich binnen dat slingerend patroon parallel aan elkaar uitstrekken. Voorbij het slingerend patroon monden de 15 leidingdelen 11a, 11b verticaal uit boven dak 8.

Ter plaatse van het slingerend patroon van leidingdelen 11a, 11b omvat oven 1 een scheidingswand 12 die zich parallel aan de bijbehorende staande langswanden 3, 4 over een deel van de hoogte daarvan uitstrekt. Zoals met name duidelijk zichtbaar in figuur 3 strekken de scheidingswanden 12 zich uit door de 20 hartlijnen van de horizontale delen binnen het slingerend patroon van de bijbehorende leidingdelen 11a, 11b. De betreffende horizontale delen van de leidingdelen 11a, 11b kunnen als het ware ook beschouwd worden als deel uit te maken van de scheidingswand 12. Tussen de betreffende horizontale delen van de leidingdelen 11a, 11b omvat de scheidingswand 12 stalen plaatdelen 13 die de 25 ruimte tussen twee naburige horizontale delen binnen het slingerend patroon van leidingdelen 11a, 11b afsluit. Ook tussen de slingerende patronen van leidingdelen 11a, 11b strekt scheidingswand 12 zich uit waartoe aan weerszijden van leiding 11 stalen platen 14 zijn voorzien.

De onderzijde van scheidingswand 12 is op afstand 15 gelegen van 30 bodem 7 waardoor tussen de scheidingswand 12 en bodem 7 er sprake is van een langwerpige horizontale doorgang 16. Scheidingswand 12 strekt zich uit over de hoogte van de respectievelijke slingerende patronen van leidingdelen 11a, 11b waardoor de bovenzijde van scheidingswand 12 ook op relatief grote afstand is gelegen van dak 8. Hierdoor is er ook tussen dak 8 en de bovenzijde van scheidingswand 12 sprake van een ruime doorgang of opening 17. Tussen scheidingswand 12 en de bijbehorende staande iangswand 3, 4 is een trekkanaal 18 gevormd.

6

Oven 1 functioneert als volgt: een te poedercoaten product wordt 5 binnen behuizing 2 gepositioneerd, bij voorkeur tussen de slingerende patronen van leidingdelen 11a, 11b behorende bij de twee tegenover elkaar gelegen staande langswanden 3, 4. Brander 21 wordt ontstoken waardoor lucht binnen leiding 11 en daarmee ook binnen leidingdelen 11a, 11b wordt opgewarmd dusdanig dat de temperatuur van leidingdelen 11a, 11b aan het begin van het slingerend patroon 10 circa 600 °C bedraagt en aan het einde van het slingerend patroon circa 350 °C bedraagt. Aldus gaan de betreffende leidingdelen 11a, 11b als stralingselement fungeren waardoor de omgevende lucht wordt opgewarmd en, via de verwarmde lucht, ook het te poedercoaten product wordt opgewarmd. De opwarming van het te poedercoaten product blijkt daarbij relatief gelijkmatig te zijn, ook indien het te 15 poedercoaten product zowel dunne als dikke delen omvat.

De straling afkomstig van leidingdelen 11a, 11b straalt niet alleen in de richting van het midden van behuizing 2, waarbij overigens de stralingsenergie onder in behuizing 2 groter is dan aan de bovenzijde van het slingerend patroon zoals is weergegeven met de verlopende grootte van pijlen 21, maar ook naar de 20 buitenzijde in de richting van de staande langswanden 3, 4 in de respectievelijke trekkanalen 18. Door de warmte-ontwikkeling aldaar ontstaat een omhoog gerichte trek van warme lucht binnen trekkanalen 18 die boven de scheidingswanden 12 via openingen 17 volgens pijlen 22 eerst horizontaal afbuigt naar het midden van behuizing 2 en vervolgens volgens pijlen 23 neerwaarts afbuigt in de richting van het 25 te poedercoaten product. Aldus wordt ook vanaf de bovenzijde relatief warme lucht in de richting van het te poedercoaten product verplaatst. Onder in behuizing 2 wordt lucht volgens pijlen 24 via openingen 16 aangezogen in de onderzijde van trekkanalen 18 waardoor een stabiele stroming van verwarmde lucht in het inwendige 9 van behuizing 2 ontstaat.

30 Oven 1 volgens de uitvinding maakt het mogelijk dat de temperatuur van de lucht, in het temperatuurgebied dat het poeder smelt (afhankelijk van type poeder) op zijn hoogst slechts enige graden, bijvoorbeeld 20 °C, hoger is dan de temperatuur van het te poedercoaten product, danwel zelfs lager is dan de temperatuur van het te poedercoaten product waardoor het risico op ovenmoffelen 7 wel haast kan worden uitgesloten.

5 1034696

Claims (15)

1. Oven voor het poedercoaten van producten omvattende een behuizing met staande wanden en verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van 5 producten binnen de behuizing, met het kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen een binnen de behuizing langs een staande wand gepositioneerde leiding voor hete lucht omvatten alsmede een brander die uitmondt in de leiding voor het in de leiding in een stromingsrichting creëren van een stroom van verwarmde lucht in de leiding.

2. Oven volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de leiding een 10 slingerend patroon volgt.

3. Oven volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat delen van de leiding binnen het slingerend patroon parallel aan elkaar zijn gelegen.

4. Oven volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de parallelle delen horizontaal zijn georiënteerd.

5. Oven volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat lager gelegen delen van de leiding in de stromingsrichting gezien stroomafwaarts zijn gelegen ten opzichte van hoger gelegen delen van de leiding.

6. Oven volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen twee binnen de behuizing langs twee tegenover elkaar 20 gelegen staande wanden leidingen voor hete lucht omvatten.

7. Oven volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verwarmingsmiddelen een scheidingswand omvatten die zich parallel aan een staande wand over een deel van de hoogte daarvan uitstrekt voor het creëren van een opwaarts gerichte luchtstroming tussen de leiding en de bijbehorende staande 25 wand.

8. Oven volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de leiding deel uitmaakt van de scheidingswand.

9. Oven volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de scheidingswand tussen parallelle delen van de leiding slingert.

10. Oven volgens één van de conclusies 7, 8 of 9, met het kenmerk, dat de oven is voorzien van verdere verwarmingsmiddelen voor het verwarmen van lucht tussen de scheidingswand en de bijbehorende staande wand.

11. Werkwijze voor het poedercoaten van producten omvattende de stappen van 1034696 het positioneren van het te poedercoaten product in de gesloten behuizing van een oven volgens één van de voorgaande conclusies, het activeren van de brander dusdanig dat de leiding althans over het grootste deel van haar lengte een temperatuur aanneemt 5 gelegen tussen 350 °C en 600 °C.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarbij voor zover de temperatuur van het product hoger is dan 160 °C, de temperatuur van de lucht in de oven maximaal 20 °C hoger is dan de temperatuur van het product.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, waarbij voor zover de 10 temperatuur van het product hoger is dan 170 °C, de temperatuur van de lucht in de oven maximaal gelijk is aan de temperatuur van het product.

14. Product vervaardigd overeenkomstig de werkwijze volgens één van de conclusies 11 tot en met 13.

15 1034696