Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung einer fortlaufend transportierten, breitgeführten Warenbahn, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine Vorrichtung der vorausgesetzten Art ist aus der DE-GM 83 04 087 bekannt. Dort geht es insbesondere um einen Spannrahmentrockner, in dem fortlaufend transportierte, textile Warenbahnen mit zirkulierender Warmluft (Umluft) getrocknet werden sollen. Dieser Spannrahmentrockner enthält mehrere hintereinandergeschaltete Umluftbehandlungsfelder, die im wesentlichen gleichartig in einem Vorrichtungs- bzw. Maschinengehäuse ausgebildet sind. Jedes Umluftbehandlungsfeld enthält ein gesondertes Umluftsystem mit einem Ventilator zur Erzeugung eines zirkulierenden Behandlungsluftstromes bzw. Umluftstromes, einen mit der Ansaugseite des Ventilators verbundenen Ansaugkanal, dessen Zuströmende mit einem Faserfilter verbunden ist, sowie ein mit der Druckseite des Ventilators verbundenes Düsenkastensystem, durch das der Umluftstrom auf die fortlaufend transportierte Warenbahn aufgeblasen wird. Der Umluftstrom kann in diesem Falle entweder durch einen im Ansaugkanal angeordneten, indirekt heizenden Wärmetauscher oder durch eine direkt heizende Brennereinrichtung aufgeheizt bzw. wiederaufgeheizt werden, die im wesentlichen innerhalb des Faserfilters angeordnet ist. Dieser Faserfilter ist dabei in Form eines Trommelfilters ausgeführt, dessen zylindrischer Mantel als Siebmantel ausgeführt und rotierend antreibbar ist.
Bei diesem bekannten Spannrahmentrockner enthält die Brennereinrichtung jedes Umluftsystemes einen Brenner, dem ein die Brennerflamme umgebendes Flammenleitrohr zugeordnet ist, das konzentrisch innerhalb des Trommelfilter-Siebmantels angeordnet ist und sich in axialer Richtung mindestens bis zum abströmseitigen Stirnende des Trommelfilters, vorzugsweise jedoch noch darüber hinaus bis in das Zuströmende des Gasansaugkanales hinein erstreckt. Auf diese Weise werden die erzeugten Brenngase etwa zentral in das Zuströmende des Ansaugkanales eingeleitet, während die durch den Siebmantel des Trommelfilters angesaugte Umluft auf der Außenumfangsseite (etwa ringförmig) in das Zuströmende des Gasansaugkanales eingeleitet wird. Die Praxis hat nun gezeigt, daß auf diese Weise zwar bereits eine Durchmischung von rückgeführter Umluft und heißen Brenngasen erzielt werden kann, daß diese Durchmischung im allgemeinen jedoch noch recht unzureichend ist, weshalb man in der Praxis vielfach noch besondere Mischeinrichtungen im Gasansaugkanal angeordnet hat.
Ähnlich verhält es sich auch bei einer in der DE 298 01 875 U beschriebenen anderen bekannten Vorrichtung zur Wärmebehandlung einer Warenbahn. Nach dem wesentlichen Gedanken dieser bekannten Ausführung liegen in jedem Behandlungsfeld zwei Ventilatoren nahe der Innenseite derselben Gehäuselängswand sowie in Längsrichtung der Vorrichtung im wesentlichen hintereinander, wobei zwei Gaszuführkanäle im Bereich zwischen den jeweils zugehörigen Druckseiten der Ventilatoren und den Zuströmenden von oberen und unteren Düsenkastensystem sich einander kreuzend angeordnet sind. Anhand einiger Zeichnungsfiguren werden in diesem Zusammenhang mehrere verschiedene Ausführungsbeispiele erläutert, in denen u.a. auch einige Möglichkeiten für die Anordnung und Ausbildung von sich im wesentlichen quer zur Längsrichtung der Vorrichtung erstreckenden Gasansaugkanälen mit zugeordneten Filtereinrichtungen und Brennereinrichtungen angedeutet sind. Die Filtereinrichtungen können dort beispielsweise drehend antreibbare Rundsiebe oder seitlich herausziehbare Flachsiebe enthalten. Nach den Ausführungsbeispielen der doritgen Fig.2 und 3 sowie 11 und 12 und den zugehörigen Beschreibungen (z.B. S.18, etwa Z.17 bis 24, sowie S.22, etwa Z.22 bis 30) können die in ihrer Ausführung nicht näher erläuterten Brennereinrichtungen von der benachbarten Gehäuselängswand stirnseitig in eine zugehörige Filtereinrichtung bzw. in das Ansaugende eines zugehörigen Gasansaugkanales hineinragen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 in der Weise zu verbessern, daß durch relativ einfache konstruktive Maßnahmen bei einem besonders gleichmäßigen Rückströmen des Behandlungsgasstromes durch die Filtereinrichtung eine optimale Vermischung von rückgeführtem Behandlungsgas und Heizgas sowie ein besonders gutes Ausbrennen der Flamme bzw. des Brennstoffes erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß in Verlängerung des Zuströmendes des Gasansaugkanales eine etwa rohrförmige Ansaugdüse angeordnet ist, die etwa in Form eines Venturirohres ein sich in Gasströmungsrichtung düsenartig verengendes Ansaugende und ein sich etwa diffusorartig in Richtung auf das Zuströmende des Gasansaugkanales konisch erweiterndes Abströmende aufweist, wobei diese Ansaugdüse mit ihrem offenen Ansaugende frei in die Filtereinrichtung hineinragt. Dabei weist ferner diese Ansaugdüse einen Umfangsabstand zum Filtersieb der Filtereinrichtung auf, und zwischen dem Ansaugende dieser Ansaugdüse und dem freien, offenen Mündungsende des Flammenleitrohres der Brennereinrichtung ist ein etwa ringförmiger Strömungsraum zur Rezirkulation bzw. Rückführung von Behandlungsgas ausgebildet. Aufgrund dieser verhältnismäßig einfachen baulichen Maßnahmen kann das über den Gasansaugkanal und den Ventilator zurückzuführende Behandlungsgas zunächst das Filtersieb der Filtereinrichtung relativ gleichmäßig und großflächig durchströmen. Dies bringt eine weitgehend symmetrische Zuströmung des zurückzuführenden Behandlungsgasstromes zu dem ringförmigen Strömungsraum zwischen Ansaugdüse und freiem Mündungsende des Flammenleitrohres mit sich. Durch die konische Erweiterung des Abströmendes (vorzugsweise in relativ schlanker Konusform) der gesondert vorgesehenen Ansaugdüse kann ein Teil der für die Gasströmung erforderlichen Energie wieder zurückgewonnen werden. Das Flammenleitrohr selbst, das in das Ansaugende dieser erfindungsgemäß vorgesehenen Ansaugdüse mündet, gewährleistet ein besonders gutes Ausbrennen der Flamme bzw. des zugeführten Brennstoffes ohne schädliche Einflüsse aus dem rückgeführten Behandlungsgas. Das rückgeführte Behandlungsgas durchströmt den genannten ringförmigen Strömungsraum (zwischen Ansaugdüse und Flammenleitrohr) mit entsprechend höherer Geschwindigkeit, wobei sich nach dem Durchströmen dieses ringförmigen Strömungsraumes, insbesondere hinter dem Mündungsende des Flammenleitrohres, Abrißwirbel bilden, die für eine optimale vermischung von rückgeführtem Behandlungsgas und Heizgas sorgen. Im Übergangsbereich vom Abströmende der Ansaugdüse in das Zuströmende des Gasansaugkanales wird - durch die entsprechende Anpassung der meist unterschiedlichen Querschnittströme - eine weitere Wirbelzone geschaffen, die ein nochmaliges Durchmischen des Heizgases mit dem rückgeführten Behandlungsgas bewirken und somit die Vergleichmäßigung des über den Ventilator und das Düsensystem der Warenbahn zuzuführenden Behandlungsgases weiter optimieren. Zusätzliche Mischeinrichtungen, wie sie bei bekannten Ausführungen als erforderlich angesehen werden, können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung entfallen.
Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung wird es ferner besonders vorteilhaft sein, wenn das Ansaugende der-etwa in Form eines Venturirohres ausgebildeten - Ansaugdüse entgegen der Gasströmungsrichtung etwa trompetenärtig erweitert ist. Durch diese Ausbildung des Ansaugendes der Ansaugdüse liegt die Gasströmung besonders gut an der Innenseite dieses Ansaugendes an, was einen relativ geringen Strömungswiderstand mit sich bringt. Dies stellt eine besonders vorteilhafte Ergänzung der konischen Erweiterung des Abströmendes dar, wodurch ein Teil der für die Gasströmung erforderlichen Energie wieder zurückgewonnen wird.
Die Erfindung sei nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser vereinfacht gehaltenen bzw. weitgehend schematischen Zeichnung zeigen
Diese erfindungsgemäße Wärmebehandlungsvorrichtung wird anhand der Zeichnung in ihrer bevorzugten Ausführungsform, nämlich als Spannmaschine zum Trocknen und/oder Fixieren von textilen Warenbahnen beschrieben. Dabei sei jedoch erwähnt, daß die Wärmebehandlungsvorrichtung auch für andere fortlaufend transportierte, breitgeführte Warenbahnen, wie etwa Papierbahnen, Kunststoffbahnen oder dergleichen, ausgebildet sein kann.
Die Spannmaschine enthält ein Vorrichtungs- bzw. Maschinengehäuse 1, in dem wenigstens ein Behandlungsfeld F, vorzugsweise aber mehrere in Warenbahn-Transportrichtung (Pfeil 2) unmittelbar aufeinanderfolgende Behandlungsfelder F ausgebildet bzw. angeordnet sind, wobei in der Grundrißdarstellung gemäß Fig.2 zwei solche Behandlungsfelder F veranschaulicht sind. Eine in dieser Spannmaschine zu behandelnde textile Warenbahn ist mit WB bezeichnet und wird in breitgeführtem bzw. breitgespanntem Zustand in an sich bekannter Weise mit Hilfe von nur angedeuteten Spannketten 3 in Längsrichtung durch alle Behandlungsfelder F bzw. durch die ganze Spannmaschine hindurchtransportiert, und zwar entsprechend Pfeil 2 in Fig.2. Hierbei wird in jedem Behandlungsfeld F von oben und/oder von unten her ein geeignetes Behandlungsgas auf die Warenbahn WB aufgeblasen, wie es in Fig.1 durch Pfeile 4 angedeutet ist. Obwohl jedes geeignete Behandlungsgas verwendet werden kann, das die gewünschte Wärmebehandlung der Warenbahn WB gewährleistet, sei der Einfachheit halber angenommen, daß dieses Behandlungsgas durch Luft bzw. Umluft gebildet wird, die in Form eines Umluftstromes in jedem Behandlungsfeld F zirkulierend geführt und dabei - wie noch näher erläutert wird - auf der erforderlichen Temperatur gehalten wird.
In jedem Behandlungsfeld F ist zur Erzeugung und Aufrechterhaltung des insgesamt durch die Pfeile 4 symbolisierten Umluftstromes zweckmäßig ein gesondertes Umluftsystem UF vorgesehen, das wenigstens einen den Umluftstrom erzeugenden Ventilator 5, wenigstens ein sich quer über die Behandlungsbreite der Warenbahn WB erstreckendes Düsensystem 6 sowie eine einen Ansaugkanal 7, eine Ansaugdüse 8, eine Filtereinrichtung 9 und eine Brennereinrichtung 10 enthaltende Umluft-Ansauggruppe aufweist. Wie in Fig.2 zu erkennen ist, sind zweckmäßig alle Behandlungsfelder F im wesentlichen in gleicher Weise baukastenartig aufgebaut, wobei in Warenbahn-Transportrichtung (Pfeil 2) aufeinanderfolgende Behandlungsfelder F - im Grundriß der Vorrichtung betrachtet (Fig.2) - in bezug auf ihre Umluftsysteme US jeweils spiegelbildlich zueinander angeordnet sind.
Nachfolgend seien nun einige hier besonders interessierende Vorrichtungsteile des Umluftsystems US in jedem Behandlungsfeld F etwas näher beschrieben, wobei der Einfachheit halber nur auf die Darstellungen in Fig.1 und in Fig.2, oberes Feld, besonders eingegangen wird (da alle übrigen Behandlungsfelder F - wie erwähnt-gleichartig aufgebaut sind).
Das Düsensystem 6 kann in üblicher Weise oberhalb und unterhalb der Warenbahn WB bzw. der Warenbahn-Transportebene angeordnete Düsenkastengruppen 6a bzw. 6b gebildet werden, die sich - wie besonders Fig.1 zeigt - quer über die ganze Behandlungsbreite der Warenbahn WB erstrecken und über ihr Gaszuströmende 6a' bzw. 6b' mit der Druckseite 5a des entsprechenden Ventilators 5 verbunden sind.
In jedem Umluftsystem kann generell ein einziger Ventilator 5 - wie an sich bekannt - gemeinsam die oberen und unteren Düsenkastengruppen 6a und 6b mit Behandlungsluft bzw. Umluft versorgen. Besonders vorteilhaft kann jedoch die in Fig.2 angedeuteten Ausführungsform sein, nach der jedes Umluftsystem US zwei solcher Ventilatoren 5 enthält, von denen die Druckseite 5a des einen Ventilators 5 mit dem Zuströmende 6a' der oberen Düsenkastengruppe 6a und die Druckseite 5a des zweiten Ventilators 5 mit dem Gaszuströmende 6b' der unteren Düsenkastengruppe 6b verbunden ist. Letzteres hat den Vorteil, daß die oberen und unteren Düsenkastengruppen 6a und 6b besonders gezielt und unabhängig voneinander mit Behandlungsluft bzw. Behandlungsgas versorgt werden können.
Egal ob das Umluftsystem US einen einzigen Ventilator 5 oder zwei Ventilatoren 5 enthält, ist in jedem Falle nur ein einziger - ggf. gemeinsamer - Gasansaugkanal 7 vorgesehen, der mit der Ansaugseite 5b des bzw. jedes Ventilators 5 verbunden ist und - wie in der Zeichnung zu erkennen - etwa quer zur Warenbahn-Transportrichtung (Pfeil 2) verläuft. Dem der Ventilator-Ansaugseite 5b entgegengesetzten Zuströmende 7a dieses Gasansaugkanales 7 sind die Filtereinrichtung 9 sowie die wenigstens teilweise in dieser Filtereinrichtung 9 angeordnete Brennereinrichtung 10 zugeordnet.
Die Filtereinrichtung 9 ist mit wenigstens einem Filtersieb 11, 11a versehen und wird im Bereich dieses Filtersiebes bzw. dieser Filtersiebe wie durch die Pfeile 4 angedeutet - vom Umluftstrom durchströmt. Diese Filtereinrichtung 9 und insbesondere deren Sieb/Siebe 11, 11a dienen zum Entfernen von im Umluftstrom enthaltenen Verunreinigungen wie Flusen, Fasern und dergleichen, die bei der Berührung der Warenbahn WB vom Umluftstrom mitgerissen worden sind.
In dem in Fig.1 und 2 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sei angenommen, daß die Filtereinrichtung 9 zumindest an ihren in und entgegengesetzt zur-Warenbahn-Transportrichtung (Pfeil 2) weisenden Seiten (wie in Fig.2 besonders zu erkennen ist) je wenigstens ein flaches Filtersieb 11, 11a aufweist, das in einer quer zur Warenbahn-Transportrichtung (Pfeil 2) verlaufenden, im wesentlichen vertikalen Ebene angeordnet und von der Außenseite der einen Gehäuselängswand 1a her zu Reinigungszwecken herausgezogen und danach wieder eingeschoben werden kann.
Wie sich den Fig.1 und 2 ferner entnehmen läßt, ist die Brennereinrichtung 10 wenigstens teilweise in der Filtereinrichtung 9 angeordnet bzw. reicht sie in diese Filtereinrichtung 9 hinein. Die Brennereinrichtung 10 ist dabei u.a. mit einem eine Flamme 12 erzeugenden Brenner 13 sowie einem etwa zylindrischen Flammrohr bzw. Flammenleitrohr 14 ausgestattet, das sich etwa rechtwinklig von der Innenseite der zugehörigen Gehäuselängswand 1a in Querrichtung auf die Längsachse 1b des Gehäuses 1 und somit der Spannmaschine erstreckt. Bei dem Brenner 13 handelt es sich um einen direkt mit Gas oder leichtem Heizöl beheizbaren Brenner.
Die bereits weiter oben erwähnte Ansaugdüse 8 ist in Verlängerung des Zuströmendes 7a des Gasansaugkanales 7 angeordnet und etwa rohrförmig ausgeführt. Diese Ansaugdüse 8 ist besonders zweckmäßig etwa in der Form eines Venturirohres ausgeführt, d.h. sie weist - wie in der Zeichnung gut zu erkennen ist - ein sich in Gasströmungsrichtung (vgl. Pfeile 4) düsenartig verengendes Ansaugende 8a und ein sich etwa diffusorartig in Richtung auf das Zuströmende 7a des Gasansaugkanales 7 konisch (mit relativ schlankem Konus) erweiterndes Abströmende 8b auf. Hierbei erweitert sich das Ansaugende 8a der Ansaugdüse 8 - besonders zweckmäßig - entgegen der Gasströmungsrichtung (Pfeile 4) etwa trompetenförmig (wie in der Zeichnung dargestellt).
Die Ansaugdüse 8 ragt nun mit ihrem offenen Ansaugende 8a frei in die Filtereinrichtung 9 hinein. Dabei weist diese Ansaugdüse 8 - wie ebenfalls gut in der Zeichnung zu erkennen - auf seiner Außenseite einen Umfangsabstand zum Filtersieb 11 bzw. 11a der Filtereinrichtung 9 auf. Des weiteren ist zwischen dem Ansaugende 8a dieser Ansaugdüse 8 und dem freien, offenen Mündungsende 14a des Flammenleitrohres 14 ein etwa ringförmiger Strömungsraum zur Rezirkulation bzw. Rückführung von Umluft in den Gasansaugkanal 7 ausgebildet. Das Flammenleitrohr 14 ragt mit seinem Mündungsende 14a zweckmäßig nur in das Ansaugende 8a der Ansaugdüse 8 hinein.
Der erwähnte Umfangsabstand zwischen Ansaugdüse 8 und Filtersieb 11, 11a und die Querschnittsgröße des ringförmigen Strömungsraumes 15 sind so bemessen, daß optimale Strömungsbedingungen der rezirkulierten Umluft durch die Filtersiebe 11, 11a und die Ansaugdüse 8, einerseits, und eine optimale Durchmischung dieser rezirkulierten Umluft mit durch die Brennereinrichtung 10 erzeugten Heizgasen; andererseits, gewährleistet ist.
Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, ist die Filtereinrichtung 9 - bei dem beschriebenen oberen Feld gemäß Fig.2 - etwa an der Innenseite der einen bzw. ersten Gehäuselängswand 1a angeordnet, während der wenigstens eine Ventilator 5 im Bereich der gegenüberliegenden Gehäuselängswand 1b und der Gasansaugkanal 7 in der Verbindung zwischen Filtereinrichtung 9 und Ventilator 5 angeordnet ist. Das freie, offene Ansaugende 8a der Ansaugdüse 8 ist hierbei gegen die erste Gehäuselängswand 1a ausgerichtet, und die Ansaugdüse 8 ragt - wie in der Zeichnung dargestellt - zumindest etwa bis zu 1/4 der quer zur Warenbahn-Transportrichtung (Pfeil 2) verlaufenden Länge der Filtersiebe 11, 11a in die Filtereinrichtung 9 hinein. Demgegenüber ragt, wie z.T. bereits erwähnt - das von der ersten Gehäuselängswand 1a ausgehende Flammenleitrohr 14 einerseits in diese Filtereinrichtung 9 und andererseits koaxial in das freie, offene Ansaugende 8a der Ansaugdüse 8 hinein.
Während bei der zuvor anhand der Fig.1 und 2 beschriebenen Ausführungsform der Filtereinrichtung 9 vorgesehen ist, zwei herausziehbare, flache Filtersiebe 11, 11a auf einander entgegengesetzten Seiten des Filtergehäuses vorzusehen, kann stattdessen die Filtereinrichtung auch in jeder anderen geeigneten Weise ausgebildet sein. Nach einer ebenfalls besonders zweckmäßigen Ausführungsform kann das Filtersieb der Filtereinrichtung auch durch einen rotierend antreibbaren, mit einer-geeigneten Abreinigungseinrichtung versehenen, im wesentlichen zylindrischen Siebmantel ausgebildet sein, wobei dieser Siebmantel, die Ansaugdüse 8 und- das Flammenleitrohr 14 dann jeweils koaxial zueinander bzw. ineinander angeordnet sind, wie sich ohne weiteres der zeichnerischen Darstellungen in den Fig.1 und 2 entnehmen läßt, wobei zumindest der Siebmantel dieser Filtereinrichtung gleichartig ausgebildet, angeordnet und angetrieben sein kann wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.4 und 5 des eingangs erwähnten DE-GM 83 04 087.
Was die Zuordnung der Ansaugdüse 8 zum Zuströmende 7a des Gasansaugkanales 7 anbelangt, so kann das Abströmende 8b dieser Ansaugdüse 8 stirnseitig direkt am Zuströmende 7a des Gasansaugkanales 7 befestigt sein (beispielsweise durch Anschweißen oder Anflanschen). Hierbei wird der stirnseitige Endquerschnitt des Abströmendes 8b dem des Zuströmendes 7a des Gasansaugkanales 7 entsprechend angepaßt sein, so daß dadurch die optimalen Strömungs- und Vermischungsbedingungen nicht beeinträchtigt werden.