SE531176C2 - Tunnelugn - Google Patents

Description

25 30 35 531 175 2 en cirkulationskanal anordnad att cirkulera gaser från fläkten till en position uppströms nämnda värmeorgan.

Den uppfinningsenliga anordningen erbjuder möjligheten med en pre- cis och homogen uppvärmning av ugnskammaren medelst en precis justering av nämnda övre och undre värmeorgan. Faktumet att förbränningsgaser an- vänds, utan att separera mellanliggande värmeväxlare, förbättrar också ener- gieffektiviteten. Denna precisa justering kan vidare utföras utan ett komplext arrangemang av ventiler och mellanväggar eftersom varje brännare är indivi- duellt reglerad. Faktumet att förbränningsgaser används direkt, utan mellan- liggande värrneväxlare, reducerar ocksâ energlförluster. Flödet genom sy- stemet drivs medelst fläkten, d v s medelst undertryck. Detta åstadkommer en okomplicerad reglering av flödet genom systemet. Det åstadkommer också en reducerad risk för läckage av varma gaser, vilket kan innebära en risk för operatören.

Den gaseldade tunnelugnen av en eller flera utföringsfonner kan vidare innefatta en styrenhet och temperatursensorer anslutna till styrenheten, var- vid styrenheten är konfigurerad att individuellt reglera effekten som levereras av varje brännare baserat på information från temperatursensorerna. An- vändningen av flera temperatursensorer för detektering av ugnstemperaturen och den individuella regleringen av brännareffekt baserat på den detekterade temperaturen resulterar i en precis reglering av temperaturen i ugnskamma- ren.

Temperaturen i ugnskammaren kommer att vara återvinnlngsbar i hög grad, vilket är en förutsättning för ett förstaklassikt bakresultat.

Ett förbränningsgasutlopp, anordnat att leda förbränningsgas ut ur sy- stemet, kan vara anslutet till varje clrkulationskanal. Positionen hos förbrän- ningsgasutloppet säkerställer en automatisk funktion. Om brännaren aktive- ras kommer den att använda luft hämtad utanför värmesystemet. Detta kom- mer att öka trycket nedströms brännaren och följaktligen också nedströms fläkten. Detta kommer i sin tur tvinga gas i cirkulationskanalen ut genom för- bränningsgasutloppet. När brännaren inte är i drift är trycket i systemet kon- stant och ingen gas kommer att tvingas ut genom förbränningsgasutloppet.

Nämnda värmeorgan kan innefatta ett flertal individuella kanaler an- ordnade att leda uppvärmda gaser från ett fördelarrör till ett samlingsrör. An- vändningen av individuella kanaler åstadkommer en mer homogen och reg- lerbar temperaturfördelning. 10 15 20 25 30 531 178 3 Ett inre kanalsystem kan vara anordnat i fördelarröret för att fördela den uppvärmda gasen genom kanalerna. Detta åstadkommer också en mer reglerbar temperaturfördelning. Användningen av ett kanalsystem i fördelarrö- ret möjliggör vidare skräddarsydda lösningar till en låg kostnad, d v s med start från ett grundläggande tunnelugnssystem där andra delar av kanaler, fläktar, etc. är väsentligen identiska kan flödesfördelningen genom nämnda värmeorgan enkelt justeras.

Likaledes kan ett inre kanalsystem anordnas i samlingsröret och jus- terbara ventiler kan anordnads att, via manövreringsorgan, möjliggöra juster- ing av en ventilöppningsgrad och därmed massflödet över ventilen. Detta möjliggör väsentligen individuell reglering av varje kanal. lsynnerhet kan de yttersta kanalerna blockeras. Detta är ett fördelaktigt särdrag för de fall då endast en del av ugnskammarens bredd används, exempelvis när kringut- rustning, såsom en stigande kammare, av någon anledning har en mindre bredd eller när en uppfinningsenlig ugn inmonteras i ett äldre system.

Brännaren kan i en eller flera utföringsformer innefatta en separations- sektion så att cirkulationsgas drivs ut utanför nämnda separationssektion och förbränningsgaser drivs ut inuti nämnda separationssektion. Separationssek- tionen åstadkommer en effektiv värmeöverföring och blandning mellan ny och cirkulerad gas. Separatlonssektionerna kan vara ringformiga.

Ledskenor kan anordnas att inducera en virveirörelse hos den cirkule- rade gasen för att förbättra blandning. Virvelrörelsen och den övergripande ökade turbulensen, inducerad medelst ledskenorna, förbättrar gasblandning- en ytterligare.

I en eller flera utföringsformer är brännarna och fläktarna anordnade på en övre sida hos ugnen. Detta har den distinkta och praktiska fördelen att det underlättar konstruktionen av en ugn varvid höjden hos värmekammaren ju- steras enklare och varvid mellanrummet under de nedre värmeledningarna och en underliggande struktur kan vara mindre än för den första utföringsfor- men. Detta gör installationen av en tunnelugn vid en specifik position enklare, eftersom det erbjuder en större flexibilitet, och är sålunda också mindre tids- konsumerande vilket minskar installationskostnader. 10 15 20 25 30 35 53'i 176 4 l en eller flera utföringsformer är en första brännare och fläkt anordna- de på en övre sida hos ugnen och en andra brännare och fläkt anordnade på den undre sidan hos ugnen, vilket är fördelaktigt i att det underlättar installa- tionen av en tunnelugn vid en specifik position.

Varje sektion kan innefatta en fläkt anordnad nedströms varje värme- organ, vilka är anordnade att driva ett flöde av uppvärmda gaser genom varje sektion, och en cirkulationskanal är anordnad för att cirkulera gaser från fläk- ten till en position uppströms nämnda värmeorgan.

En andra aspekt av uppfinningen är ett ugnssystem innefattande ett flertal gaseldade tunnelugnar enligt beskrivningen ovan, varvid varje gaseldad tunnelugn motsvarar en zon. Med andra ord kan flera ugnar förenas för att bilda en serie av ugnar som motsvarar ett behov hos en särskild installation.

Kort beskrivning av ritninggrgg Fig 1a är en första perspektivvy av en tunnelugn enligt en första utfö- ringsform hos det uppfinningsenliga konceptet med en del av stödramen och täckplattorna borttagna för klarhet, Fig 1b är en andra perspektivvy av en tunnelugn enligt en första utfö- ringsform hos det uppfinningsenliga konceptet med en del av stödramen och täckplattorna borttagna för klarhet, Fig 2a är en frontvy av det approximativa centrumet av brännaren i Fig 1, Fig 2b är en sidovy längs ett horisontellt plan genom det approximativa centrumet hos brännare i Fig 1 som visar en detalj hos fläkten, förbrännings- gasutloppet och brännaren, Fig 2c är en perspektivvy av brännaren i Fig 1 som visar fläkten, för- bränningsgasutloppet och brännaren, Fig 3 är en sektion längs ett horisontellt plan genom det approximativa centrumet hos fördelarröret i Fig 1 för den uppfinningsenliga anordningen, Fig 4 är en sektion längs ett horisontellt plan genom det approximativa centrumet hos samlingsröret i Fig 1 för den uppfinningsenliga anordningen, Fig 5 är en perspektivvy av en tunnelugn enligt en andra utföringsform av det uppfinningsenliga konceptet, Fig 6 är en schematisk vy av en tunnelugn som visar temperaturregula- torer och terrnosensorer. 10 15 20 25 30 35 531 176 5 Detalierad beskrivning av föredragna utföringsformer Fig 1a och Fig 1b visar perspektiwyer av en första utföringsform av en tunnelugn 100. Delar av stödramen och täckplattorna är borttagna för att visa element som står i samband med värmesystemet. Tunnelugnen har övre och undre värmesektioner 102 respektive 104 som avgränsar en värmekammare däremellan. Ett transportbälte (ej visat), generellt ett ändlöst bälte såsom ett nätband, ett solitt stålbälte eller ett sten-/stålbälte etc. är anordnat till trans- portprodukter som ska bakas genom värmekammaren från en inloppssida till en utloppssida hos ugnen 100.

Värmesystemet kommer nu att beskrivas, med start med brännaren 106 och fortsättning nedströms. De övre och undre sektionerna 102 respekti- ve 104 är väsentligen identiska och i ritningarna har hänvisningsbeteckningar i vissa fall endast placerats på den under sektionen eller den övre sektionen för att öka klarheten även om elementet i fråga är beläget på båda sektioner- na. En gasledning 108 tillför gas till brännaren 106 från en extern källa och ett luftinlopp 110 tillför förbränningsluft från utsidan. Brännaren kan vara antingen gaseldad eller oljeeldad. Förbränningsgasema transporteras längs en kanal 112 som leder gaserna från en första till en andra ände hos ugnen. Kanalen har utgång mot ettfördelarrör 114 som har flera värmeledningar 116 som sträcker sig därifrån. Värmeledningarna 116 sträcker sig väsentligen parallellt med värmekammaren i en riktning från inloppssidan till utloppssidan.

Värmeledningarna 116 träder in i ett samlingsrör 118. En fläkt 120 är anordnad i en sida hos samlingsröret 118 för att skapa ett undertryck däri för att driva ett flöde genom Värmesystemet. Från fläkten 120 leder en cirkula- tionskanal 122 tillbaka luften till brännarsektionen. Såsom kan ses i Fig 2a-c har förbränningskammaren 107 en koncentriskt anordnad ringformig sektion 124. Det bör noteras att vilken lämplig form som helst skulle kunna användas för separationssektionen 124, inte nödvändigtvis ringformig. Cirkulationskana- len 122 leder luft till en position utanför den ringforrniga sektionen 124 medan lågan, när brännaren är aktiverad, är belägen inuti den ringformiga sektionen.

Detta försäkrar en adekvat värmeöverföring mellan lågan och cirkulationsluf- ten. Ledskenor 128 är anordnade utanför den ringformiga sektionen för att orsaka en virvelrörelse hos luften. Detta förbättrar värmeöverföring och blan- dning av gaser nedströms den ringformiga sektionen.

Ett förbränningsgasutlopp 130 är fluidanslutet till cirkulationskanalen 122 nedströms fläkten och uppströms de ringformiga sektionerna 124, 126.

Vid användning, när fläkten driver ett gasflöde genom systemet, utströmmari 10 15 20 25 30 35 531 175 6 princip ingen luft genom förbränningsgasutloppet 130. Om brännaren är akti- verad kommer den inströmmande luften att öka trycket i systemet, vilket re- sulterar i att en del av luften som drivs ut från fläkten 120 kommer att ut- strömma genom förbränningsgasutloppet 130. Systemet opereras sålunda nära atomsfäriskt tryck.

Fig 3 och 4 visar sidovyer av fördelarröret 114 respektive samlingsröret 118. De visar i synnerhet att ett inre kanalsystem 132, 133 är anordnat att fördela gaserna som inströmmar i värmeledningarna 116, och utströmmar desamma. Samlingsröret 118 innefattar vidare justerbara klaffar 134 så att massflödet genom värmeledningarna kan varieras. Klaffarna 134 opererar som roterbara reglage, varvid en inställd vinkel hos en klaff bestämmer öpp- ningsgraden. Klaffen 134 justeras med hjälp av klaffmanövreringsorgan 136 tillgängliga från utsidan. Manövreringsorganen 136 justeras generellt för hand men skulle lika gärna kunna justeras med hjälp av en motoranordning såsom en stegmotor eller liknande som möjliggör en online- eller automatisk styrning av flödet. Massflödet genom åtminstone de yttersta ledningarna 116 kan vida- re varieras individuellt för attjustera en aktiv bredd hos ugnen om en situation uppstår varvid kringutrustning erfordrar detta.

Värmesensorer är anordnade inuti värmekammaren. l den övre värme- sektionen är värmesensorerna anordnade direkt under det övre värmeele- mentet 115, på ordentligt avstånd från förbipasserande bakade produkter. I den nedre värmesektionen är värmesensorerna anordnade mellan det undre värmeelementet 117 och transportbältet (ej visat). Värmesensorer i formen av termoelement är anordnade att detektera värme som levereras medelst varje värmesektion. En eller flera termoelement är anslutna till en styrenhet som styr brännarna baserat på ett faktiskt värde och ett nominellt värde avseende temperatur. Flera olika parametrar såsom fläkthastighet, nominell temperatur, flödesfördelning etc. kan användas som inmatnings- och regleringsparamet- rar för styrenheten. Styrenheten innefattar två temperaturregulatorer, en för den undre brännaren och en för den övre brännaren, vilka används för att bestämma effekten hos brännarna. Avancerade microprocessorstyrenheter såsom PLC-system kan också användas.

Fig 5 visar en andra utföringsform av den uppfinningsenliga ugnen 138. l denna utföringsform är båda värmesystemen, med brännare 140, fläk- tar 142, etc. anordnade ovanpå ugnen. Denna utföringsform har den distinkta fördelen att den underlättar konstruktionen av en ugn varvid det finns ett be- hov av att vännekammaren enklare kan justeras och varvid det finns ett be- 10 15 20 531 176 7 hov av en flexibel höjd hos transportbältet från marken, och speciellt varvid transportbältet måste vara placerat nära marken.

Ugnen enligt föreliggande uppfinning kan anordnas i ett flertal gasel- dade tunnelugnar, varvid varie ugn motsvarar en zon.

Fig 6 visar en schematisk vy av den uppfinningsenliga tunnelugnen 100, där ett temperaturreglerorgan 152 är anordnat på den övre värmesektio- nen 102 hos tunnelugnen 100, men kan också anordnas på den lägre värme- sektionen 104, företrädesvis under transportbältet 153. Termosensorer 150, 151 är här monterade både på den övre värmesektionen 102 och på den und- re värmesektionen 104, vilka mäter temperaturen mellan den övre och undre värmesektionen, men termosensorerna 150, 151 kan också vara anordnade endast på en värmesektion.

Claims (11)

10 15 20 25 30 531 176 8 PATENTKRAV

1. Gaseldad tunnelugn innefattande övre och undre värmesektioner (102, 104) med övre och undre värmeorgan (116) vilka avgränsar en ugns- kammare mellan sig, varvid varje sektion (102, 104) har en tillhörande gasel- dad brännare (106) anordnad för att åstadkomma uppvärmda gaser till varje värmeorgan (116) genom kanaler (112), varvid minst en sektion (102,104) innefattar en fläkt (120) anordnad nedströms minst ett värmeorgan (116), var- vid nämnda fläkt är anordnad att driva ett flöde av uppvärmda gaser från brännaren (106) genom minst en sektion (102, 104) och genom en cirkula- tionskanal (122) anordnad att cirkulera gaser från fläkten till en position upp- ströms nämnda värmeorgan (116), varvid brånnaren (106) innefattar en sepa- rationssektion (124) så att cirkulationsgas drivs ut utanför nämnda separa- tionssektion (124) och förbränningsgaser drivs ut inuti nämnda separations- sektion, varvid separationssektionen (124) är ringformig.

2. Gaseldad tunnelugn enligt kravet 1, vidare innefattande en styrenhet och temperatursensorer anslutna till styrenheten, varvid styrenheten år konfi- gurerad att individuellt reglera effekten som levereras av varje brännare (106) baserat på information från temperatursensorerna.

3. Gaseldad tunnelugn enligt något av de föregående kraven, varvid ett förbränningsgasutlopp, anordnat att leda förbränningsgas ut ur systemet, är anslutet till varje cirkulationskanal (122).

4. Gaseldad tunnelugn enligt något av de föregående kraven, varvid nämnda värmeorgan (116) innefattar flera individuella kanaler anordnade att leda uppvärmda gaser från ett fördelarrör (114) till ett samlingsrör (118).

5. Gaseldad tunnelugn enligt kravet varvid ett inre kanalsystem (132) är anordnat i fördelarröret (114) för att fördela den uppvärmda gasen genom kanalerna.

6. Gaseldad tunnelugn enligt kravet 4 eller 5, varvid ett inre kanalsy- stem (133) är anordnat i samlingsröret (118) och varvid justerbara ventiler (134) är anordnade att, via manövreringsorgan (136) möjliggöra justering av en ventilöppningsgrad och därmed massflödet över ventilen (134). 10 15 531 176 9

7. Gaseldad tunnelugn enligt kravet 1, varvid Iedskenor (128) äran- ordnade för att inducera en virvelrörelse hos cirkulationsgasen för att förbättra blandningen.

8. Gaseldad tunnelugn enligt något av de föregående kraven, varvid brännarna (106) och fläktarna (120) är anordnade på en övre sida hos ugnen.

9. Gaseldad tunnelugn enligt något av de föregående kraven, varvid en första brännare (106) och fläkt (120) är anordnade på en övre sida hos ugnen och en andra brännare (106) och fläkt (120) är anordnade på en undre sida hos ugnen.

10. Gaseldad tunnelugn enligt något av de föregående kraven, varvid varje sektion (102, 104) innefattar en fläkt (120) anordnad nedströms varje värmeorgan (116), vilket är anordnat att driva ett flöde av uppvärmda gaser genom varje sektion (102, 104) och en cirkulationskanal (122) anordnad att cirkulera gaser från fläkten till en position uppströms nämnda värmeorgan (116).

11. Ugnssystem innefattande ett flertal gaseldade tunnelugnar enligt något av de föregående kraven, varvid varje gaseldad tunnelugn motsvarar en zon.