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Dokumentenidentifikation DE3605100C2 01.09.1988
Titel Textilmaschine mit kontinuierlicher konvektiver Wärmebehandlung
Anmelder A. Monforts GmbH & Co, 4050 Mönchengladbach, DE
Erfinder Freiberg, Helge, 4050 Mönchengladbach, DE
Vertreter von Creytz, D., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 5144 Wegberg
DE-Anmeldedatum 18.02.1986
DE-Aktenzeichen 3605100
Offenlegungstag 27.08.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 01.09.1988
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.09.1988
IPC-Hauptklasse F26B 13/00
IPC-Nebenklasse D06C 7/00   F28D 21/00   F23C 9/00   
Zusammenfassung In einer Textilmaschine mit kontinuierlicher konvektiver Wärmebehandlung durch auf einem Kreislauf mit einem Gebläse beschleunigte und in einem Saugraum vor dem Gebläse angeordneten Wärmetauscher erhitzte Umluft können in der Umluft mitgeführte Schadstoffe in einem in den Saugraum integrierten Nachverbrennungssystem thermisch bei etwa 750°C nachverbrannt werden, wenn mit der Abwärme des Nachverbrennungssystems zunächst die der Verbrennung zuzuführende Abluft aufgeheizt wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine mit kontinuierlicher konvektiver Wärmebehandlung einer textilen Stoffbahn durch auf einem Kreislauf geförderte, erhitzte Luft, wobei ein erster Teilluftstrom einem Brenner zum thermischen Nachverbrennen von mitgeführten Schadstoffen zuzuführen und dann vor Entlassung in die Atmosphäre auf die Heizseite eines Wärmetauschers zu leiten ist und wobei der Wärmetauscher aus einem ersten Abschnitt zum Vorwärmen des dem Brenner zuzuführenden ersten Teilluftstroms sowie aus einem zweiten Abschnitt zum Erwärmen eines zweiten Teilluftstroms besteht.

Eine Vorrichtung dieser Art kann aus der DE-OS 28 12 966 entnommen werden. Im Bekannten kommen die beiden Teilluftströme aus verschiedenen Behandlungskammern, die in einem Spannrahmen aufeinanderfolgen. Der der Nachverbrennung zuzuführende erste Teilluftstrom entstammt insgesamt Behandlungskammern, in denen die Umluft mit durch Verbrennung zu beseitigenden Kohlenwasserstoffen angereichert wird. Der zweite Teilluftstrom kommt in der bekannten Anlage aus den in Bahntransportrichtung ersten Behandlungskammern, in denen die Umluft im wesentlichen mit kondensierbaren Schadstoffen angereichert wird.

Der Trick im Bekannten besteht darin, die bei der Verbrennung der Schadstoffe des ersten Teilluftstroms freiwerdende Wärme nicht nur zum Vorwärmen des der Verbrennung zuzuführenden ersten Teilluftstroms sondern auch zum Wiederaufwärmen des beim Kondensieren abgekühlten zweiten Teilluftstroms heranzuziehen. Eine Steuerung der Temperatur nach oben oder unten wird im Bekannten nicht beschrieben. Insbesondere wird nicht angegeben, wie einer zu hohen Erhitzung des offenbar ungemischt im Kreislauf geführten zweiten Teilstroms zu begegnen sein soll. Es werden auch keine Maßnahmen vorgeschlagen, den zweiten Teilstrom von auf die Dauer angesammelten Kohlenwasserstoffen zu reinigen. Schließlich ist das Verfahren betreffend den ersten Teilstrom sehr aufwendig, da stets die gesamte für diesen Prozeß aufgeheizte Luft nach Reinigung in die Atmosphäre abzublasen ist.

Wenn in anderen Fällen die durch Nachverbrenung zu reinigende Luft allein oder gemischt mit geringe oder durch Kondensation zu beseitigende Verschmutzungen enthaltender Abluft zu reinigen ist, kann man ebenfalls versuchen, die Abwärme des Nachverbrennungssystems zum Aufheizen dieser einheitlichen Umluft heranzuziehen. Entsprechende Versuche haben sich aber als nicht genügend betriebssicher herausgestellt, weil die zum Nachverbrennen der Schadstoffe erforderlichen Temperaturen von größenordnungsmäßig 750°C weit über den für die Behandlung von Textilien zulässigen Temperaturen in der Größenordnung von 200°C liegen. Die dem Nachverbrennungssystem zuzuführende Wärmeenergie war daher entweder zu groß für den Verbrauch im Umluftsystem der Maschine und konnte zu Überhitzungen führen oder bei Verminderung der zugeführen Nachverbrennungsenergie konnte ein nur zu geringer Teil der Umluft als nachverbrannte bzw. gereinigte Abluft abgeführt werden, so daß sich die Schadstoffe in der Umluft ansammelten und eine Verschmutzung der behandelten Ware hervorriefen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein thermisches Nachverbrennungssystem zu schaffen und in die jeweilige Textilmaschine zu integrieren, daß bei fest eingestelltem, dem Nachverbrennungssystem zuzuführendem ersten Teilluftstrom die zum Betrieb der Nachverbrennungsanlage erforderliche Wärmeenergie zum Aufheizen des Umluftstroms der Maschine zu verwerten ist, ohne daß Überhitzungen oder Unterkühlungen des in der Maschine verbleibenden Teils des Umluftstroms zu befürchten sind.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht bei der Textilmaschine eingangs genannter Art darin, daß dem aus derselben Umluft wie der erste Teilluftstrom stammenden zweiten Teilluftstrom ein den Wärmetauscher überbrückender, einstellbarer Bypass für einen dritten Teilluftstrom zugeordnet ist, wodurch der zweite Teilluftstrom einstellbar wird.

Durch Einnstellung der Stärke des dritten Teilluftstroms wird erfindungsgemäß die Möglichkeit geschaffen, den durch die Nachverbrennung aufgeheizten Teilluftstrom durch Mischung auf eine für den Betrieb der Maschine günstige Temperatur zu bringen. Zugleich kann der der Nachverbrennung zuzuführende erste Teilluftstrom nur mit Rücksicht auf die Reinigungsaufgabe, also ohne Rücksicht auf die dabei freiwerdende Wärme, ausgewählt werden.

Dadurch, daß erfindungsgemäß der dem thermischen Nachverbrennungssystem zuzuführende Teilstrom der Umluft vor dem Nachverbrennen zunächst durch die Abluft des Nachverbrennungssystems aufgeheizt wird, kann das Nachverbrennungssystem mit wesentlich weniger Energie betrieben werden als im Fall der direkten Zufuhr dieses Teilstroms zum Brenner. Die Verminderung der zugeführten Energie bedeutet zugleich eine Verminderung der bei der Nachverbrennung anfallenden Abwärme. Die Abwärme kann daher im wesentlichen in dem vorzugsweise ebenfalls im Saugraum der Textilmaschine angeordneten Wärmetauscher verbraucht werden. Dieser Wärmetauscher soll erfindungsgemäß aus einem ersten Abschnitt zum Vorwärmen des der Nachverbrennung zuzuführenden ersten Teilstroms der Umluft und aus einem zweiten Abschnitt zum Aufheizen eines zweiten Teilstroms der Umluft der Maschine herangezogen werden.

Die einzelnen, erfindungsgemäßen Aggregate werden zweckmäßig so ausgelegt, daß der zweite Umluftstrom auf eine in der Maschine höchstens verwertbare Temperatur bei maximalem Energieverbrauch aufzuheizen ist. Für den Fall, daß die maximale Temperatur oder die maximale Energieabgabe des Umluftstroms der Maschine nicht gewünscht wird, kann ein Teil der abgekühlten Umluft durch einen Bypass vorbei am Wärmetauscher geführt und anschließend wieder mit dem erhitzten zweiten Umluftteilstrom zusammengeführt durch das Gebläse beschleunigt werden. Durch die Vorgabe der Querschnitte der einzelnen Umluftteilströme und des Bypasses können die Temperaturen sowohl des der Abluft zuzuführenden ersten Teilstroms als auch des aufzuheizenden zweiten Teilstroms der Umluft und des Bypasses so eingestellt werden, daß mit möglichst geringem Energieverbrauch im Nachverbrennungssystem ein den Erfordernissen angepaßter erster Umluftstrom zum Abführen der jeweils anfallenden Schadstoffe und eine jeweils gewünschte Arbeitstemperatur in der Textilmaschine erreicht werden.

Um zu erreichen, daß die einzelnen Teilströme der Umluft auf breiter Front, das heißt auf der ganzen sich über die Maschinenlänge (gemessen in der Stofftransportrichtung) entsprechenden Breite des Stroms, durch den Wärmetauscher und den Brenner fließen können, werden als Wärmetauscher und Brenner vorzugsweise solche Aggregate verwendet, die die Teilströme möglichst unmittelbar in voller Breite erfassen können. Als Brenner wird daher bevorzugt ein Linienbrenner, insbesondere betrieben mit Gas, eingesetzt.

Verbesserungen und weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert.

In der Zeichnung wird ein senkrechter Schnitt quer zur Transportrichtung eines Spannrahmens schematisch dargestellt. In dem als Beispiel gewählten Spannrahmen wird eine Stoffbahn 1, vorzugsweise gehalten an ihren Längsrändern 2, in Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene (Transportrichtung) zwischen oberhalb und unterhalb des Stoffbahnweges angeordneten Blaskästen 3 hindurchgeführt. Die Blaskästen 3 besitzen Düsen, aus denen erhitzte Behandlungsluft auf die Fläche der Stoffbahn 1 in Pfeilrichtung 4 geblasen wird. An der Stoffbahn 1 wird die Luft reflektiert und gelangt in Pfeilrichtung 5 bzw. 6 über zwischen den Blaskästen 3 vorgesehene Rückströmkanäle in den Rückströmraum 7 der Maschine und wird von dort einem Saugraum 8 mit Wärmetauscher 9 eines Gebläses 10 zugeführt. Das Gebläse 10 fördert die Luft wiederum zu den Blaskästen 3.

An der Stoffbahn 1 nimmt die - wie beschrieben - im Kreislauf geführte Umluft verschiedene Schadstoffe, wie Spinnöl- und Avivagendämpfe, auf. Aus diesem Grund soll ständig ein Teilstrom der Umluft abgezweigt und - nach einer Reinigung - als Abluft über Dach abgeblasen werden. Bei dem Spannrahmen gemäß Ausführungsbeispiel wird die Umluft vor dem Wärmetauscher 9 in zwei oder drei Teilströme 11, 12 und - gegebenenfalls - 13 unterteilt. Der erste und zweite Teilstrom 11, 12 gelangen durch den Wärmetauscher 9, während der dritte Teilstrom durch einen eventuell - mehr oder weniger - geöffneten Bypass 14 vorbei am Wärmetauscher 9 dem Saugraum 8 zuzuführen ist. Im Saugraum 8 werden die Teilströme 12 und 13 wieder vereinigt und als Umluft 15 im Gebläse 10 erneut beschleunigt.

Der insgesamt mit 9 bezeichnete Wärmetauscher gemäß Ausführungsbeispiel besteht aus einem ersten Abschnitt 16 zum Vorwärmen des in die Abluft gehenden ersten Teilstroms 11 und einem zweiten Abschnitt 17 zum Aufheizen des Teilstroms 12 der Umluft. Der im ersten Abschnitt 16 des Wärmetauschers 9 vorgewärmte erste Teilstrom 11 der Umluft gelangt über einen Verbindungskanal 18 in einen sich über die ganze Umluftstrombreite (gemessen in der Stofftransportrichtung) entsprechenden Linienbrenner mit anschließender Brennkammer 20. Die Brennkammer 20 ist im Ausführungsbeispiel labyrinthartig lang gestreckt, das heißt an den Brenner 19 schließt sich eine mäanderförmige Verweilstrecke als Brennkammer 20 an, in der die in der Umluft gesammelten Schadstoffe allmählich verbrannt werden.

Die auf diese Weise durch thermische Nachverbrennung gereinigte Abluft 21 besitzt eine relativ hohe Temperatur von größenordnungsmäßig 750°C. Dieser hohe Wärmeinhalt wird in dem Wärmetauscher 9 zum Vorwärmen des ersten und zweiten Teilstroms der Umluft im ersten Abschnitt 16 bzw. zweiten Abschnitt 17 herangezogen. Nach dem Durchlaufen durch die beiden Abschnitte 16 und 17 des Wärmetauschers 9 gelangt die nunmehr gereinigte Abluft in einen Abluftkanal 22 und von dort aus - eventuell über einen Ventilator - zum Kamin der jeweiligen Anlage. Wenn der Wärmetauscher nach Rohrbündelart ausgebildet ist, soll die vom Brenner 19 kommende Abluft durch die Rohre des Wärmetauschers geleitet werden.

Das beschriebene integrierte Nachverbrennungssystem bestehend aus Brenner 19 und Brennkammer 20 wird in dem Saugraum 8 jedes Feldes eines Spannrahmens eingebaut. Der Brenner 19 wird der Natur und der Dichte der zu verbrennenden Schadstoffe entsprechend geregelt. Die notwendige Verweilzeit zum Nachverbrennen der Schadstoffe wird dadurch erhalten, daß die im Brenner 19 aufgeheizte Luft über Umlenkbleche 23 mäanderförmig hin- und hergeleitet wird. Die anschließend immer noch heiße (Ab-)luft wird über den Verbindungskanal 18 in den Wärmetauscher 9 geleitet. Dort wird die durch Verbrennung gereinigte Luft durch die Wirkung des ersten und zweiten Teilstroms der Umluft abgekühlt. Ein solches Nachverbrennungssystem mit anschließendem Wärmetauscher wird in jedem Feld eines Spannrahmens benötigt. Der Abluftkanal 22kann jedoch als Sammelkanal durch die gesamte Maschine führen, so daß pro Maschine in der Regel nur ein Abluftventilator zum Abführen der durch Verbrennung gereinigten Luft in die Außenluft erforderlich ist.

Der nicht als Abluft verwendete Teil der Umluft 15 wird mit einem Teilstrom 12 durch den zweiten Abschnitt 17 des Wärmetauschers 9 geleitet. Wichtig ist hierbei, daß sich die aus dem Brenner 19 bzw. der Brennkammer 20 kommende heiße Abluft im zweiten Abschnitt 17 bereits durch das Vorwärmen des ersten Teilstroms 11 der Umluft etwas abgekühlt hat. Die in der Maschine verbleibende Umluft des zweiten Teilstroms 12 wird also nicht übermäßig erhitzt, so daß dieser Umluftteilstrom dem Gebläse 10 und den Blaskästen 3 zugeführt werden kann.

Die Temperatur der Umluft 15 kann in der beschriebenen Vorrichtung sehr genau geregelt werden. Im Ausführungsbeispiel wird je nach Wärmeanforderung ein Teil des Luft/Luftwärmetauschers 9 von einem motorisch in der Pfeilrichtung anzutreibenden Blech 24 so abgedeckt, daß dieser Teil des Wärmetauschers 9 nicht mehr mit der von der Stoffbahn rückströmenden Umluft 15 beaufschlagt werden kann. Gleichzeitig wird für die Umluft der Bypass 14 für den dritten Teilstrom 13 geöffnet. Hinter dem Bypass 14 werden der erhitzte zweite Umluft-Teilstrom 12 und der nicht erhitzte dritte Umluft-Teilstrom 13 wieder zusammengeführt und als Umluft 15 im Saugraum 8 wieder gemischt. Je nach Stellung des Abdeckblechs 24 und damit je nach Größe des über den zweiten Abschnitt 17 des Wärmetauschers 9 fließenden Umluftstroms kann dieser zweite Teilstrom mehr oder weniger stark erwärmt werden. Durch Anpassen der Strömungsmengen von zweitem und drittem Teilstrom 12 bzw. 13 kann also die Temperatur der Umluft 15 auf einen vorgegebenen Wert exakt eingestellt werden.

Als Brenner 19 wird in der Regel ein Gasbrenner vorgesehen. Demgemäß werden die Maschine und die in der Maschine umgewälzte Umluft 15 getrennt in jedem Feld über einen Brenner beheizt, der eine für den Betrieb der Maschine an sich zu hohe Temperatur erzeugt, dessen Abwärme aber in einem ersten Wärmetauscherfeld 16 zunächst zum Aufwärmen der in den Brenner 19 bearbeiteten Abluft ausgenutzt wird, so daß ein sich anschließendes Wärmetauscherfeld 17 eine für die Erwärmung der Umluft der Maschine noch annehmbare Temperatur aufweist.

  • Bezugszeichenliste

    1 = Stoffbahn

    2 = Längsränder (1)

    3 = Blaskästen

    4 = Pfeilrichtung

    5 = Pfeilrichtung

    6 = Pfeilrichtung

    7 = Rückströmraum

    8 = Saugraum

    9 = Wärmetauscher

    10 = Gebläse

    11 = erster Teilstrom

    12 = zweiter Teilstrom

    13 = dritter Teilstrom

    14 = Bypass

    15 = Umluft

    16 = erster Abschnitt (9)

    17 = zweiter Abschnitt (9)

    18 = Verbindungskanal

    19 = Brenner

    20 = Brennkammer

    21 = Abluft

    22 = Abluftkanal

    23 = Umlenkblech

    24 = Abdeckblech


Anspruch[de]
  1. 1. Textilmaschine mit kontinuierlicher konvektiver Wärmebehandlung einer textilen Stoffbahn (1) durch auf einem Kreislauf geförderte, erhitzte Luft, wobei ein erster Teilluftstrom (11) einem Brenner (19) zum thermischen Nachverbrennen von mitgeführten Schadstoffen zuzuführen und dann vor Entlassung in die Atmosphäre auf die Heizseite eines Wärmetauschers (9) zu leiten ist und wobei der Wärmetauscher (9) aus einem ersten Abschnitt zum Vorwärmen des dem Brenner zuzuführenden ersten Teilluftstroms sowie aus einem zweiten Abschnitt zum Erwärmen eines zweiten Teilluftstroms besteht, dadurch gekennzeichnet, daß dem aus derselben Umluft wie der erste Teilluftstrom (11) stammenden zweiten Teilluftstrom (12) ein den Wärmetauscher (9) überbrückender, einstellbarer Bypass (14) für einen dritten Teilluftstrom (13) zugeordnet ist, wodurch der zweite Teilluftstrom (12) einstellbar ist.
  2. 2. Textilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einem zum Nachverbrennen des ersten Teilluftstroms (11) vorgesehenen Brenner (19) nachgeschaltete Brennkammer (20) eine nach Labyrinthart ausgebildete Verweilstrecke zum vollständigen Nachverbrennen der Schadstoffe enthält.
  3. 3. Textilmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsquerschnitt des zweiten Abschnitts (17) des Wärmetauschers (9) und des am Wärmetauscher (9) vorbeiführenden Bypass (14) mit Hilfe eines mehr oder weniger in den einen oder anderen Bereich zu schiebenden Abdeckblechs (24) zum Einstellen einer vorgegebenen Temperatur im in einem nachgeschalteten Gebläse wiedervereinigten Umluftstrom (15) einstellbar ist.






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