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Dokumentenidentifikation DE69801088T2 31.10.2001
EP-Veröffentlichungsnummer 0916915
Titel Kombiniertes Konvektions-Strahlungssystem zur Wärmebehandlung einer kontinuierlichen Warenbahn
Anmelder Solaronics Process S.A., Armentieres, FR
Erfinder Robin, Jean-Pierre, 59910 Bondues, FR;
Lescanne, Yannick, 59000 Lille, FR
Vertreter Patentanwälte Rau, Schneck & Hübner, 90402 Nürnberg
DE-Aktenzeichen 69801088
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, NL, PT, SE
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 06.11.1998
EP-Aktenzeichen 984027680
EP-Offenlegungsdatum 19.05.1999
EP date of grant 11.07.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2001
IPC-Hauptklasse F26B 13/10
IPC-Nebenklasse F26B 3/30   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Konvektions- /Strahlungs-Warmbehandlung eines Endlosbandes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Vorrichtung ist durch EP-A-0 291 832 bekannt.

Es ist bekannt, daß Endlosbänder oder die Beschichtungen auf diesen Bändern warmbehandelt werden müssen. Oft müssen diese Warmbehandlungen kontaktlos durchgeführt werden, um die Qualität der Bandoberfläche oder der darauf aufgebrachten Beschichtung zu erhalten. So ist es zum Beispiel bei Papierbändern, die feucht behandelt wurden so wie bei der Behandlung zur Herstellung von Kunstdruckpapier.

Um diese Endlosbänder kontaktlos warmzubehandeln, werden zur Zeit zwei verschiedene Techniken eingesetzt:

- entweder die Erhitzung des Bandes mit Infrarotstrahlungselementen,

- oder die Erhitzung mittels Heißluftblaselementen, wie zum Beispiel im Dokument FR 908 790 beschrieben.

Die Infrarotstrahlungselemente haben eine sehr hohe Leistungsdichte (Leistung pro Oberflächeneinheit), was eine Warmbehandlung mittels einer Vorrichtung mit relativ geringem Platzbedarf ermöglicht.

In jedem Fall erfordert der Einsatz dieser Strahlungselemente die Verwendung von Mitteln zur Stützung des Endlosbandes, wobei diese Stützelemente in keinem Fall mit dem Papierband in Kontakt kommen dürfen.

Die Heißluft-Erhitzungssysteme haben den Nachteil einer viel geringeren Leistungsdichte als Erhitzungssysteme mit Infrarotstrahlungselementen, ihr Platzbedarf ist demnach sehr groß im Verhältnis zum Platzbedarf eines Infrarotstrahlungssystems, mit dem dieselbe Warmbehandlung durchgeführt werden kann.

Andererseits dazu benötigt dieser Vorrichtungstyp keine Hilfsmittel zur Stützung des Bandes; da diese Funktion von der Luft übernommen wird, die darüber hinaus Welligkeiten auf dem Band erzeugen kann, um damit dessen Steifigkeit senkrecht zu seiner Laufrichtung zu erhöhen.

Ein Beispiel einer Vorrichtung dieses Typs wurde in der internationalen Anmeldung WO 95/14199, Stand der Technik nach Artikel 54 (3) CBE beschrieben.

Um die Vorteile der beiden oben beschriebenen Techniken miteinander zu verbinden, wurden Versuche unternommen, um diese zu kombinieren.

In den Patenten WO 98/34 079, EP 0 291 832, EP 0 508 254 oder US 5,261,166 sind einige Versuche beschrieben worden. Indessen ist die Lösung, die im vorgenannten Patent beschrieben wird, nicht perfekt, zumindest nicht aus den im folgenden beschriebenen Gründen:

- die Blasvorrichtungen sind nicht vollkommen vor der Strahlung ge schützt, die die Infrarotstrahler aussenden,

- die geblasene Luft kann die ordnungsgemäße Funktionsweise der Infrarotstrahler stören.

Ziel der hier vorgestellten Erfindung ist, die Schwachstellen der oben genannten Techniken durch Schaffung einer Trocknungsvorrichtung für Endlosbänder zu beseitigen, die einen geringeren Platzbedarf hat, eine hohe Heizleistungsdichte aufweist und eine Lösung für die Abstützung des Endlosbandes bietet.

Die Erfindung zielt somit auf eine Vorrichtung zur Warmbehandlung eines Bandes ab, das sich in Bezug auf Infrarotstrahlungselemente und Blaselemente, die Luft auf dieses Band blasen, ständig fortbewegt.

Der Erfindung zufolge ist diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß sie aufeinanderfolgende Blaselemente aufweist, die durch mindestens ein Infrarotstrahlungselement voneinander getrennt sind, wobei jedes Blaselement an jeder Seite ein Ansaugelement aufweist, das sich in der Nähe eines Infrarotstrahlungselementes befindet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kombiniert somit Infrarotstrahlungselemente mit Blas- und Ansaugelementen.

Der Platzbedarf der Vorrichtung ist somit stark reduziert aufgrund:

- der Infrarotstrahlungselemente, die eine starke Leistungsdichte bieten,

- der Volumina an geblasener Luft, die mindestens um 30% geringer sind als die Volumina, die in einer Vorrichtung zirkuliert, in der ausschließlich Heißluft verwendet wird.

Die Blaselemente stützen das Band kontaktlos, ohne den Einsatz von Hilfsmitteln, indem sie auf dem Band Schwingungswellen erzeugen, die seine mechanische Steifigkeit senkrecht zum Rollmodus absichern.

Die zwischen den aneinandergereihten Infrarotstrahlungselementen, an jeder Seite eines Blaselementes angebrachten Ansaugelemente ermöglichen:

- die mit Wasserdampf belastete, vom Band kommende Luft, wenn dieses getrocknet werden soll, die von den Blaselementen geblasene Luft sowie die Verbrennungsgase der Infrarotstrahlungselemente, wenn diese mit Gas funktionieren, nach außen abzusaugen,

- die Blaselemente wirksam vor der Strahlung der Infrarotstrahlungselemente zu schützen, wobei zur dimensionsgerechten Stabilität der Blassysteme ihre ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit notwendig ist.

Die Blas-Absaug-Module sind so konfiguriert, daß sie die Arbeit der Infrarotstrahlungselemente nicht beeinträchtigen.

Einer bevorzugten Ausführung der Erfindung zufolge sind die Blaselemente durch zwei parallele Reihen von Infrarotstrahlungselementen voneinander getrennt.

Dabei hat jedes Blaselement mindestens einen Luftblasschlitz in Bandnähe, der quer zur Richtung der Verschiebung des Bandes verläuft.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.

Zu den beigefügten Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele sind und keine Beschränkung darstellen:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht im Teillängsschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Warmbehandlung,

Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des unteren Teils eines Blaselementes und zweier angrenzender Ansaugelemente,

Fig. 3 ist eine analoge Ansicht zu Fig. 1 und betrifft eine Ausführungsvariante der Vorrichtung zur Warmbehandlung,

Fig. 4 und 5 sind analoge Ansichten zu Fig. 1 und 3 und betreffen zwei andere Varianten.

Die bevorzugte Ausführung der Erfindung, so wie sie durch Fig. 1 dargestellt wird, betrifft eine Vorrichtung zur Warmbehandlung eines Bandes 1, das mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2000 m/min oder höher laufen kann.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung zur Warmbehandlung aufeinanderfolgende Blaselemente 2 auf, die voneinander durch mindestens ein Infrarotstrahlungselement 3 getrennt sind. Jedes Blaselement 2 hat an jeder Seite ein Ansaugelement 4, das sich in der Nähe eines Infrarotstrahlungselementes 3 befindet.

Die strahlende Oberfläche der Strahlungselemente 3 verläuft parallel zum Band 1.

Die Blaselemente 2 und die Ansaugelemente 4 bestehen aus deutlich parallelepipedischen Kästen, die sich vertikal und breitseitig vom Band erstrecken.

Die Blaselemente 2 sind mit (nicht dargestellten) Mitteln zur Erzeugung eines Luftüberdrucks verbunden.

Die Ansaugelemente 4 sind mit (nicht dargestellten) Mitteln zur Erzeugung eines Unterdrucks verbunden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Blaselemente 2 voneinander durch zwei parallele Reihen von Infrarotstrahlungselementen 3 getrennt.

Jedes Blaselement 2 verfügt in Bandnähe über mindestens einen und vorzugsweise über zwei Luftblasschlitze 8 (siehe Fig. 2), die quer zur Richtung der Verschiebung D des Bandes 1 verlaufen.

Wie detaillierter in Fig. 2 zu erkennen ist, weist jedes Ansaugelement in Bandnähe 1 eine Ansaugöffnung 9 auf, die einen spitzen V-Winkel mit der angrenzenden abschließenden Wand 10 des Blaselementes 2 bildet. Der Abstand zwischen der Unterseite des V-Winkels und dem Band 1 beträgt 5-50 mm, in der bevorzugten Ausführung beträgt dieser Abstand 10-25 mm.

Darüber hinaus ist der dem Band 1 am nächsten liegende Rand 11 der Ansaugöffnung 9 mit der Seitenwand 12 des Ansaugelementes 4 durch eine durchbrochene Wand 13 verbunden.

Die Anordnung der Ansaugöffnung 9 ermöglicht gleichzeitig:

- ein effizientes Ansaugen: der mit Wasserdampf belasteten Luft im Falle eines Trocknungsvorganges, der von den Modulen 2 geblasenen Luft, der Verbrennungsgase, falls die Infrarotelemente mit Gas betrieben werden, oder der Kühlluft der elektrischen Verbindungen, wenn die Strahlungselemente elektrische Infrarotsender sind,

- jegliche Funktionsstörung der Infrarotstrahlungselemente 3 zu vermeiden,

- den Schutz der Blasmodule 2 vor der Strahlung, die von den Strahlungselementen 3 ausgesendet wird,

- die Wirksamkeit der Blasmodule zu erhalten, indem das durch diese auf dem Band 1 geschaffene Luftdruckkissen nicht beeinträchtigt wird.

Im Beispiel von Fig. 1 und 3 befinden sich die Infrarotstrahlungselemente 3 und die Blaselemente 2 und die Ansaugelemente 4 an jeder Seite des Bandes 1.

Im Falle des in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiels sind die Elemente 3, 2 und 4 symmetrisch einerseits und andererseits des Bandes 1 angeordnet.

In der bevorzugten Ausführung gemäß Fig. 1 sind die auf der einen Seite des Bandes 1 gelegenen Elemente 3, 2 und 4 in Richtung der Verschiebung D des Bandes 1 versetzt in Bezug auf die Elemente 3, 2 und 4, die sich auf der anderen Seite des Bandes 1 befinden. Diese Versetzung ist so, daß die Infrarotstrahlungselemente 3, die sich auf der einen Seite befinden, in Bezug zu den Blaselementen 2 und den Ansaugelementen 4 auf der anderen Seite angeordnet sind.

Diese Anordnung nach Art der Fünf auf dem Würfel bewirkt die Entstehung von Welligkeiten auf dem Band 1, die dieses senkrechter zu seiner Laufrichtung mechanisch versteifen.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 4 sind an der einen Seite des Bandes 1 eine Abfolge von Infrarotstrahlungselementen 3 und Blaselementen 2 und Ansaugelementen 4 angeordnet, währenddessen sich an der anderen Seite nur Blaselemente 2 und Ansaugelemente 4 befinden. Im Falle dieser Konfiguration können die Ansaugelemente 4 auch fehlen.

Die Verteilung der Infrarotstrahlungselemente 3 und/oder der Blaselemente 2 und Ansaugelemente 4 entlang der Verschiebungsrichtung D des Bandes 1 kann variieren.

Diese Verteilung trägt der Tatsache Rechnung, daß das Band entlang seiner Strecke nicht-konstante Leistungsdichten benötigen kann.

Die bereits beschriebene Wärmebehandlungsvorrichtung funktioniert folgendermaßen:

Das zu behandelnde Band 1 läuft zwischen den beiden sich überlagernd angeordneten Reihen mit den Elementen 3, 4, 2 kontinuierlich in Richtung D.

Die aus den Blaselementen 2 (siehe Pfeile F in Fig. 2) geblasene Luft hält das Band 1 in Abstand zu der Elementabfolge 3, 4, 2 und trägt es somit während seines Verlaufs innerhalb der Vorrichtung, ohne stützende Hilfsmittel.

Die Infrarotstrahlungselemente 3, die eine hohe Leistungsdichte aufweisen, übertragen Energie auf das Band 1.

Die Ansaugelemente 4, die beiderseits jedes Blaselementes 2 angebracht sind, saugen mit ihrer Ansaugöffnung 9 die Verbrennungsgase der Infrarotstrahlungselemente 3, wenn diese mit Gas funktionieren, den Wasserdampf, der vom Band 1 während des Trocknens abgegeben wird (siehe Pfeile F&sub1; in Fig. 2) und die Luft aus den Blaselementen 2 (siehe Pfeile F&sub2;) an.

In einer anderen Ausführungsart, in der Strahlungselemente nur auf einer Seite vorhanden sind, können auf der den Strahlungselementen 3 gegenüberliegenden Seite Reflektoren angebracht werden, um die thermische Effektivität des Systems zu verbessern.

In diesem Fall wechseln sich diese Reflektoren mit den Blaselementen ab, um den Auftrieb des Papiers zu gewährleisten.

Diese Reflektoren können drüber hinaus auch als Ansaugelemente dienen.

Schließlich können diese Reflektoren in einer anderen Anordnung auch zwischen den Blas- und Ansaugelementen angeordnet sein.

In allen Fällen kann die Anordnung der Strahlungs-, Blas- und Ansaugelemente so sein, daß ein nicht geradliniger Bandverlauf möglich ist.

Die Hauptvorteile der soeben beschriebenen Vorrichtung sind folgende:

- die Vorrichtung weist dank der Strahlungselemente 3 und der Blaselemente 2 und der Ansaugelemente 4 eine starke Leistungsdichte pro Oberflächeneinheit auf, die durch ihre kompakte Form und ihren geringen Platzbedarf den Platzbedarf der Vorrichtung insgesamt nicht wesentlich beeinträchtigen;

- die Blaselemente 2 stützen das Band 1 ohne Rollen oder andere Hilfsmittel auf einem Teil oder der gesamten Strecke des Bandes in der Vorrichtung;

- durch die Anordnung der Ansaugelemente 4 beiderseits eines Blaselementes 2 können der Wasserdampf, den das Band in einer möglichen Verdampfungsphase abgibt, und die Verbrennungsgase, die von den Strahlungselemente 3 ausgehen, wenn diese mit Gas funktionieren, sowie die von den Blaselementen 2 geblasenen Luft wirksam angesaugt werden, die somit nicht die Funktionsweise der Strahlungselemente 3 beeinträchtigen.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele, es können diesen noch zahlreiche Abwandlungen hinzugefügt werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zur Konvektions-/Strahlungs-Warmbehandlung eines Bandes (1), das sich in Bezug auf Infrarotstrahlungselemente (3) und Elemente (2) zum Blasen von Luft auf dieses Band (1) verschiebt, mit einer Reihe von Blaselementen (2), die durch mindestens ein Infrarotstrahlungselement (3) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Blaselement (2) an jeder Seite ein Ansaugelement (4) aufweist, das sich in der Nähe eines Infrarotstrahlungselements (3) befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Blaselement (2) in Bandnähe (1) mindestens einen Schlitz (8) für das Luftblasen aufweist, der quer zur Richtung der Verschiebung (D) des Bandes (1) verläuft.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ansaugelement (4) in Bandnähe (1) eine Ansaugöffnung (9) aufweist, die einen spitzen V-Winkel mit der Seitenwand (10) bildet, die an das Blaselement (2) angrenzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (11) der Ansaugöffnung (9), der dem Band (1) am nächsten liegt, mit der Seitenwand (12) des Ansaugelementes (4) durch eine durchbrochene Wand (13) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Infrarotstrahlungselemente (3) und die Blaselemente (2) und Ansaugelemente (4) an jeder Seite des Bandes (1) befinden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Elemente (3, 2, 4) symmetrisch beiderseits vom Band (1) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (3, 2, 4), die sich an einer Seite des Bandes (1) befinden, versetzt sind in Richtung der Verschiebung (D) des Bandes (1) bezogen auf die Elemente (3, 2, 4), die sich auf der anderen Seite des Bandes (1) befinden, so daß die Infrarotstrahlungselemente (3), die sich auf einer der Seiten befinden, in Bezug auf die Blaselemente (2) und die Ansaugelemente (4), die sich auf der anderen Seite befinden, angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Seiten des Bandes (1) eine Reihe von Strahlungselementen (3) und Blaselementen (2) und Ansaugelementen (4) angebracht sind, während sich an der anderen Seite nur Blaselemente (2) befinden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Strahlungselementen (3) gegenüberliegenden Seite Reflektoren zwischen den Blaselementen (2) angebracht sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoren als Ansaugelemente dienen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen Seite des Bandes (1) eine Reihe von Strahlungselementen (3) und Blaselementen (2) und Ansaugelementen (4) angebracht sind, während die andere Seite nur Blaselemente (2) und Ansaugelemente (4) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gegenüberliegenden Seite zu den Strahlungselementen Reflektoren zwischen den Blaselementen und den Ansaugelementen angebracht sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Infrarotstrahlungselemente (3) und/oder der Blaselemente (2) und Ansaugelemente (4) entlang der Richtung der Verschiebung des Bandes (1) variiert.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlungselemente Strahlungsgasbrenner sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Infrarotstrahlungselemente elektrische Strahler sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Strahlungselemente, Blaselemente und Ansaugelemente einen nicht geradlinigen Bandverlauf möglich macht.







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