AT527930B1 - Temperieranlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage (1) zur Temperierung von mehreren Industrieöfen (2) umfassend eine Fluidleitung (3) und eine Fördereinrichtung (4) zur Leitung eines Temperierfluids zu den Industrieöfen (2), und mit Anschlussvorrichtungen (6) zum fluidischen Anschluss der Industrieöfen (2) an die Fluidleitung (3), wobei die Fluidleitung (3) als Ringleitung ausgebildet ist.

Description

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Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Temperierung von mehreren Industrieöfen umfassend eine Fluidleitung und eine Fördereinrichtung zur Leitung eines Temperierfluids zu den Industrieöfen, und mit Anschlussvorrichtungen zum fluidischen Anschluss der Industrieöfen an die Fluidleitung.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung eine Industrieofenanordnung umfassend mehrere IndustrieÖfen und eine Anlage zur Temperierung der mehreren Industrieöfen die mit den Industrieöfen strömungsverbunden ist.

[0003] Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Temperierung von mehreren Industrieöfen mit einer Anlage zur Temperierung der mehreren Industrieöfen, die eine Fluidleitung und eine Fördereinrichtung aufweist, mit denen ein Temperierfluid zu den Industrieöfen geleitet wird, und mit Anschlussvorrichtungen, mit denen die Industrieöfen mit der Fluidleitung fluidisch verbunden werden.

[0004] Die Schonung von Ressourcen und die Reduktion von klimarelevanten Gasen erfordern auch im Bereich der Industrieöfen eine Umdenken. Der Einsatz von Wärmetauschern in derartigen Industrieöfen zur Verbesserung der Energiebilanz ist bereits bekannt. Beispielswiese beschreibt die WO 2013/087646 A1 einen Ofen zum Wärmebehandeln von Glühgut, wobei der Ofen einen verschließbaren ersten Ofenraum, der zum Aufnehmen und zum Wärmebehandeln von Glühgut mittels thermischen Wechselwirkens des Glühguts mit heizbarem oder kühlbarem erstem Glühgas in dem ersten Ofenraum ausgebildet ist, und eine abnehmbare erste Schutzhaube aufweist, mittels welcher der erste Ofenraum verschließbar ist. Ferner ist ein zumindest teilweise im Inneren des mittels der ersten Schutzhaube verschlossenen ersten Ofenraums befindliches erstes Wärmeaustauschgerät zum Austauschen von Wärme mit dem ersten Glühgas innerhalb der ersten Schutzhaube vorgesehen. Das Wärmeaustauschgerät ist relativ zu einem ersten Glühgasventilator zum Antreiben des Glühgases derart angeordnet, dass in jedem Betriebszustand des Ofens das von dem ersten Glühgasventilator angetriebene Glühgas das Wärmeaustauschgerät beströmt.

[0005] Die mit dem Ofen gebildete Industrieofenanlage kann einen weiteren Ofen aufweisen. Damit kann Glühgut in dem zweiten Ofenraum mit einem zweiten Glühgas wärmebehandelt werden, wobei das zweite Glühgas mittels Abgebens von Wärme durch ein zumindest teilweise im Inneren des verschlossenen zweiten Ofenraums befindliches zweites Wärmeaustauschgerät innerhalb der zweiten Schutzhaube erwärmt wird, das zusammen mit dem ersten Wärmeaustauschgeräts mit Wärme von einer gemeinsamen Heizeinheit versorgt wird.

[0006] Es ist möglich, dass ein Transportfluidpfad eine Mehrzahl von Ventilen aufweist, die derart schaltbar sind, dass ein Ofen selektiv in einem der folgenden Betriebsmodi betreibbar ist: einem ersten Betriebsmodus, bei dem der Transportfluidantrieb das Transportfluid mit dem zweiten Glühgas thermisch koppelt, sodass das Transportfluid dem zweiten Glühgas Wärme entnimmt und dem ersten Glühgas zuführt, um den ersten Ofenraum zu heizen und den zweiten Ofenraum zu kühlen; einem nachfolgenden zweiten Betriebsmodus, bei dem eine Heizeinheit, insbesondere intern oder extern, den ersten Ofenraum weiter heizt, und bei dem in einem davon getrennten Pfad der Transportfluidantrieb das Transportfluid dem zugeschalteten Kühler zum Kühlen zuführt und das gekühlte Transportfluid mit dem zweiten Glühgas thermisch koppelt, um den zweiten Ofenraum weiter zu kühlen; einem nachfolgenden dritten Betriebsmodus, bei dem der Transportfluidantrieb das Transportfluid mit dem ersten Glühgas thermisch koppelt, sodass das Transportfluid dem ersten Glühgas Wärme entnimmt und dem zweiten Glühgas zuführt, um den zweiten Ofenraum zu heizen und den ersten Ofenraum zu kühlen; einem nachfolgenden vierten Betriebsmodus, bei dem die Heizeinheit den zweiten Ofenraum weiter heizt, und bei dem in einem davon getrennten Pfad der Transportfluidantrieb das Transportfluid dem zugeschalteten Kühler zum Kühlen zuführt und das gekühlte Transportfluid mit dem ersten Glühgas thermisch koppelt, um den ersten Ofenraum weiter zu kühlen.

[0007] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit für die Re1713

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duktion des Energieverbrauchs in einer Industrieofenanordnung bereitzustellen.

[0008] Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Anlage zur Temperierung von mehreren Industrieöfen dadurch gelöst, dass die Fluidleitung als Ringleitung ausgebildet ist.

[0009] Weiter wird die Aufgabe der Erfindung mit der eingangs genannten Industrieofenanordnung gelöst, bei der die Anlage zur Temperierung von mehreren Industrieöfen erfindungsgemäß ausgebildet ist.

[0010] Zudem wird die Aufgabe der Erfindung mit dem eingangs genannten Verfahren gelöst, nach dem die Fluidleitung als Ringleitung ausgebildet wird.

[0011] Von Vorteil ist dabei, dass durch die Ausbildung der Fluidleitung als Ringleitung das fluidische System der Anlage kompakter ausgeführt werden kann, sodass die Wege zwischen den Industrieöfen verkürzt werden können. Dies ermöglicht einerseits ein schnelleres Reagieren der Industrieöfen auf wechselnde Temperieranforderungen im Zuge eines durchzuführenden Temperierprozesses. Andererseits ist damit auch eine Reduktion von Wärmeverlusten während des Fluidtransports erreichbar. Zudem kann durch die Ausbildung der Fluidleitung als Ringleitung die Fluidförderung mit nur einer einzigen Fördereinrichtung durchgeführt werden, womit diese einfacher im optimalen Leistungsniveau betrieben werden kann. Insbesondere kann das Takten der Fördereinrichtung zwischen Volllast und verschiedenen Teillaststufen vermieden werden. Es ist damit ebenfalls eine Reduktion von für den Betrieb der Anlage benötigter Energie möglich. Zudem kann damit die Standzeit der Fördereinrichtung verlängert werden.

[0012] Zur weiteren Reduktion des Platzbedarfs durch Erhöhung der Kompaktheit der Anlage kann nach einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung zumindest teilweise in der Ringleitung angeordnet ist.

[0013] In der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind die Industrieöfen Haubenöfen, die jeweils einen Sockel und eine Ofenhaube aufweisen. Durch die Ausbildung der Industrieöfen als Haubenöfen können in der Anlage eine höhere Anzahl an Industrieöfen miteinander kombiniert werden, sodass mit der Industrieofenanordnung eine Vielzahl an unterschiedlichen Prozessen durchführbar sind, bzw. generell die Produktivität der Anlage verbessert werden kann.

[0014] Dabei ist gemäß einer Ausführungsvariante von Vorteil, wenn die Anschlussvorrichtungen durch die Sockeln der Haubenöfen gebildet sind. Dies ermöglicht ebenfalls eine Reduktion von Fluidleitungen und erhöht damit die Kompaktheit der Anlage bzw. der Industrieofenanordnung.

[0015] Zur weiteren Reduktion des Flächenverbrauchs für die Anlage bzw. die Industrieofenanordnung kann nach einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Ringleitung unterhalb der Anschlussvorrichtungen angeordnet ist.

[0016] Eine weitere Verbesserung der Energiebilanz der Anlage kann erreicht werden, wenn nach einer Ausführungsvariante der Erfindung den Anschlussvorrichtungen jeweils ein Verschlusselement zugeordnet ist, mit dem die fluidische Verbindung zwischen den Anschlussvorrichtungen und der Ringleitung verringert oder unterbrochen werden kann.

[0017] Zur weiteren Verbesserung dieses Effekts kann vorgesehen sein, dass die Verschlusselemente zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung verstellbar sind, wobei in der Geschlossenstellung der Strömungsweg für das Temperierfluid im Ringkanal unterbrochen ist. Es ist damit einerseits eine Verkürzung der Transportwege in den restlichen Anlageteilen erreichbar, bzw. kann damit gegebenenfalls die direkte Strömungsverbindung zwischen zwei nebeneinander angeordneten Industrieöfen hergestellt werden.

[0018] Für eine Entkopplung der Ofenatmosphäre vom Temperierfluid kann entsprechend einer Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen sein, dass in den Sockeln der Haubenöfen Wärmetauscher angeordnet sind. Die Industrieöfen können damit mit unterschlichen Prozessgasen betrieben werden. Durch die Anordnung der Wärmetauscher in den Industrieöfen kann der Strömungsweg des Prozessgases verkürzt werden.

[0019] Gemäß einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen werden, dass

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die Ofenhauben als Prozesshauben ausgebildet sind. Auch damit ist eine Entkopplung der Ofenatmosphäre vom Temperierfluid erreichbar. Zudem können diese während des gesamten Prozesses von der Chargierung bis zur Entladung der Industrieöfen auf den Sockeln belassen werden, womit die Prozesszeit durch Entfall des Haubenhantierens verkürzt und damit auch der Energiebedarf verringert werden können.

[0020] Entsprechend einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in der Ringleitung zumindest eine weitere rohrförmige Fluidleitung angeordnet ist. Es ist damit möglich, ein weiteres Fluid, das in dem Prozess oder einem anderen Prozess eingesetzt wird, mit dem Temperierfluid zu erwärmen, sodass gegebenenfalls auf gesonderte Heizeinrichtungen hierfür verzichtet werden kann.

[0021] Aus voranstehend genannten Gründen zu Wärmetauschern in den Sockeln kann generell nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens vorgesehen sein, dass das Temperierfluid einem Wärmetauscher zugeführt wird, der im jeweiligen Industrieofen angeordnet ist, und dass durch den Wärmetauscher ein weiteres Temperierfluid strömt, das in Wärmeaustausch mit dem Temperierfluid in der Ringleitung steht und das zur Temperierung des Industrieofens eingesetzt wird.

[0022] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0023] Es zeigen jeweils in vereinfachter, schematischer Darstellung:

[0024] Fig. 1 eine Ausführungsvariante einer Anlage zur Temperierung von mehreren Industrieöfen in Schrägansicht und teilweise geschnitten;

[0025] Fig. 2 eine Ausführungsvariante eines Industrieofens in Form eines Haubenofens;

[0026] Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Ausführungsvariante der Fluidleitung der Anlage zur Temperierung von mehreren Industrieöfen.

[0027] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.

[0028] In Fig. 1 ist eine Ausführungsvariante einer Anlage 1 zur Temperierung von mehreren Industrieöfen 2 (siehe Fig. 2) dargestellt.

[0029] Ein Industrieofen 2 ist definiert als ein von Wänden umschlossener Raum, in dem einem Gegenstand Wärme zugeführt wird, insbesondere um Vorgänge im Gegenstand oder an seiner Oberfläche ablaufen zu lassen. Ein Industrieofen im Sinne der Erfindung ist insbesondere ein Ofen, der in der Metallurgie oder der Verarbeitung von anorganischen Gegenständen bzw. Gegenständen die ausschließlich aus anorganischen Rohstoffen hergestellt werden oder worden sind, eingesetzt wird.

[0030] Der Begriff „Temperierung“ umfasst insbesondere das Aufheizen auf eine höhere Temperatur, das Halten der Temperatur über einen vordefinierbaren Zeitraum und das Abkühlen auf eine niedrigere Temperatur, in der Regel eine Temperatur von größer/gleich 20 °C. Der Begriff Temperierung bezieht sich auf den Industrieofen 2 an sich, also insbesondere die davon gebildete Prozesskammer, in der zumindest ein Gegenstand zur Prozessierung angeordnet ist. Indirekt bezieht sich somit der Begriff Temperierung auch auf den zumindest einen Gegenstand.

[0031] Ein (insbesondere metallischer) Gegenstand, der mit dem Industrieofen 2 prozessiert wird, kann ein Produkt, wie beispielsweise ein Blech oder eine Platine, ein Block, etc., oder ein Rohmaterial, wie beispielsweise ein Metall, etc., sein. Der Vorgang kann beispielsweise das Schmelzen des Gegenstandes oder eine bestimmte Reaktion im oder am oder mit dem Gegenstand, wie beispielsweise eine Phasenumwandlung, eine Härtung eines metallischen Gegenstandes, das

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Tempern eines Gegenstandes, das Rekristallisieren, etc., sein. Der Gegenstand kann einzeln oder es können mehrere Gegenstände auf einmal im Industrieofen 2 behandelt werden. Bei mehreren Gegenständen sind diese bevorzugt zu Chargenstapeln zusammengefasst. Es können auch sogenannte Coils behandelt werden. Diese Aufzählungen haben nur beispielhaften Charakter und soll nicht einschränkend verstanden werden.

[0032] Der Industrieofen 2 kann beispielsweise für Gegenstände aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung bzw. generell Nichteisenmetallen oder aus Stahl verwendet werden.

[0033] Die Anlage 1 zur Temperierung von mehreren Industrieöfen 2 (im Folgenden nur mehr als Anlage 1 bezeichnet) umfasst eine Fluidleitung 3 und eine Fördereinrichtung 4. Zur besseren Darstellbarkeit von Ausführungsvarianten der Erfindung ist ein Teil einer Wand der Fluidleitung 3 in Fig. 1 nicht gezeigt, sodass die Einsicht in einen durch die Fluidleitung 3 gebildeten Fluidkanal 5 möglich ist. Im Betrieb der Anlage 1 ist dieser fehlende Wandabschnitt am Fluidkanal 5 jedoch angebracht.

[0034] Die Fluidleitung 3 dient der Leitung eines Temperierfluids zu den Industrieöfen 2. Dazu sind die Industrieöfen 2 jeweils mit zumindest einer, vorzugsweise ausschließlich einer, Anschlussvorrichtung 6 mit der Fluidleitung 3 strömungsverbunden.

[0035] Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Fluidleitung 3 als Ringkanal ausgebildet. Prinzipiell kann der Ringkanal jede geeignete Form aufweisen. Beispielsweise kann der Ringkanal kreisrund oder oval oder elliptisch sein oder mit einer unregelmäßigen Form ausgebildet sein. Es ist auch eine rechteckige oder quadratische oder generell polygonale Form des Ringkanals möglich, wobei aus strömungstechnischen Gründen bei mehreckigen Ausführungen die Ecken abgerundet sind, also bogenförmig ausgebildet sind. Um die benötigte Aufstellfläche der Anlage 1 möglichst gering zu halten kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Ringkanal aus geraden Abschnitten 7 und zumindest einem bogenförmigen Abschnitt 8 zusammengesetzt ist, wie dies am Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zu ersehen ist. Dieser Ringkanal weist zwei gerade Abschnitte 7 auf, die nebeneinander angeordnet sind und die an einem Ende (oder beiden Enden) mit (jeweils) einem 180 ° Bogen Abschnitt 8 strömungsverbunden sind.

[0036] Es ist auch möglich, dass der Ringkanal mehr als zwei gerade Abschnitte 7 nebeneinander aufweist, indem z.B. vor den geraden Abschnitten 7 ein Verteilerkanal angeordnet ist, von dem die geraden Abschnitte 7 abzweigen, und nach den geraden Abschnitten 7 ein Sammelkanal angeordnet ist, in den die geraden Abschnitte 7 münden.

[0037] Die beschriebene Form des Ringkanals bezieht sich auf die Draufschicht auf eine Strömungsrichtung 9 des Temperierfluids durch den bzw. im Fluidkanal 5, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist.

[0038] Der Ringkanal kann weiter zumindest abschnittsweise jede geeignete Querschnittsform aufweisen, beispielsweise eine kreisrunde oder eine ovale oder eine elliptische oder eine unregelmäßige. Es ist auch eine rechteckige oder quadratische oder generell polygonale Querschnittsform des Ringkanals möglich, wobei aus voranstehenden Gründen bei mehreckigen Ausführungen die Ecken abgerundet sein können.

[0039] Die Länge und die Größe des Querschnitts des Ringkanals richtet sich nach der Größe der Anlage 1 bzw. nach der Anzahl von an den Ringkanal angeschlossenen Industrieöfen 2.

[0040] Das Temperierfluid ist vorzugsweise ein Gas bzw. ein Gasgemisch. Beispielsweise kann das Temperierfluid Luft oder Stickstoff oder Wasserstoff, etc., sein.

[0041] Demgemänß ist die Fördereinrichtung 4 vorzugsweise eine temperaturbeständige (bis zu 650 °C) Gasfördereinrichtung. Beispielsweise kann die Fördereinrichtung 4 ein Gebläse, ein Ventilator, eine Turbine, etc., sein. Die Fördereinrichtung 4 ermöglicht die Förderung des Temperierfluids im Ringkanal in der Strömungsrichtung 9 und zu und von den Industrieöfen 2. Nachdem die Fluidleitung 3 ein Ringkanal ist und auch in den Industrieöfen 2 vorzugsweise kein Verbrauch an Temperierfluid erfolgt, kann der Ringkanal mit den Industrieöfen 2 und der Fördereinrichtung 4 auch als geschlossener Kreislauf bezeichnet werden.

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[0042] Es sei angemerkt, dass die Anlage 1 zwar vorzugsweise nur eine einzige Fördereinrichtung 4 für die Förderung des Temperierfluids im Ringkanal aufweist, es aber auch möglich ist, dass mehr als eine Fördereinrichtung 4 für die Förderung des Temperierfluids angeordnet sein kann. Beispielsweise kann eine weitere Fördereinrichtung 4 zur Abdeckung von Spitzenlasten angeordnet sein.

[0043] Generell kann die oder können die Fördereinrichtung(en) 4 mit gesonderten Anschlussleitungen in den Temperierfluidkreislauf eingebunden sein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante kann jedoch vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung 4 zumindest teilweise in der Ringleitung angeordnet ist. Mit zumindest teilweise ist dabei gemeint, dass zumindest ein Förderelement der Fördereinrichtung 4, wie beispielsweise ein Gebläserad des Gebläses, oder ein Schaufelrad, ein Flügelrad etc., im Ringkanal angeordnet bzw. ein Teil des Ringkanals ist, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, aus der ein Gehäuse 10 des Förderelements der Fördereinrichtung 4 ersichtlich ist. Bei dieser Ausführungsvariante ist die Fördereinrichtung 4 anstelle eines bogenförmigen Abschnittes 8 angeordnet, sodass über die Fördereinrichtung 4 die geraden Abschnitte 7 miteinander strömungsverbunden sind. Ein Antrieb der Fördereinrichtung 4, wie beispielswiese ein Elektromotor, kann außerhalb des Fluidkanals 5 angeordnet sein.

[0044] Die Fördereinrichtung 4 kann aber auch an einer anderen Stelle der Fluidleitung 3 angeordnet sein, beispielsweise in einem der geraden Abschnitte 7.

[0045] Für die Einbindung der Fördereinrichtung 4 in den Ringleitung (den Ringkanal) kann diese Anschlusselemente 11 aufweisen, die eine Querschnittsform haben, die jener der Querschnittsform der Fluidleitung 3 entspricht, wie dies aus Fig. 1 am Beispiels eines rechteckförmigen Querschnitts gezeigt ist. Eines der Anschlusselemente 11 kann dabei Teil des Gehäuses 10 des Förderelementes der Fördereinrichtung 4 sein.

[0046] Als Industrieöfen 2 können prinzipiell verschiedenste Öfen, insbesondere diskontinuierliche Industrieöfen 2, an die Anlage 1 angeschlossen werden. In der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung sind die Industrieöfen 2 aber Haubenöfen. Derartige Haubenöfen weise bekanntlich eine Ofenhaube 12 und einen Sockel 13 auf, wie dies die Fig. 2 zeigt. Die Ofenhaube 12 ist vom Sockel 13 abnehmbar ausgebildet, wobei der Sockel 13 in der Regel ortsfest angeordnet ist und nur die Ofenhaube 12 vom Sockel 13 abgehoben wird, um eine Behandlungskammer 14 zugänglich zu machen, in der der zumindest eine Gegenstand behandelt wird. Dazu wird der zumindest eine Gegenstand auf dem Sockel 13 abgestellt und danach die Ofenhaube 12 wieder auf den Sockel 13 gestellt. Ein Haubenofen ist also ein periodisch (chargenweise), d.h. nicht kontinuierlich arbeitender Industrieofen 2. Die Ofenhaube 12 kann beispielsweise eine runde oder eine mehreckigen Form haben. Dementsprechend kann die Haube beispielsweise ein oben geschlossener Zylinder oder ein Quader, etc., sein. Da diese Details an sich bekannt sind, sei zu weiteren Einzelheiten dazu und zum Betrieb von Haubenöfen auf den Stand der Technik dazu verwiesen sel.

[0047] In einer aus der Anlage 1 und den Industrieöfen 2 gebildeten Industrieofenanordnung sind zumindest zwei Industrieöfen 2 angeordnet. Vorzugsweise weist die Industrieofenanordnung jedoch mehr als zwei Industrieöfen 2 auf, insbesondere zumindest vier Industrieöfen 2. Die Industrieofenanordnung kann z.B. zwischen vier und zehn, insbesondere zwischen vier und acht, Industrieöfen 2 aufweisen. Die Anlage 1 kann eine der Anzahl der Industrieöfen entsprechende Anzahl an Anschlussvorrichtung 6 aufweisen.

[0048] Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass in der Industrieofenanordnung unterschiedliche, insbesondere diskontinuierlich zu betreibende, Industrieöfen 2 miteinander kombiniert werden.

[0049] Die Anschlussvorrichtungen 6 für die Industrieöfen 2 können beispielsweise Rohrleitungen sein, die einerseits in die Ringleitung eingebunden sind, und andererseits mit dem jeweiligen Industrieofen 2 strömungsverbunden sind. Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann/können im Falle von Haubenöfen als Industrieöfen 2 die Anschlussvorrichtung(en) 6 durch die Sockeln 13 des Haubenofens bzw. der Haubenöfen gebildet sein, wie dies in Fig. 1 schema-

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tisch dargestellt ist. Dabei wurde aus Übersichtsgrüngen auf eine detailliertere Ausführung der Sockeln 13 verzichtet. Diesbezüglich sei auf die Fig. 2 verwiesen bzw. sind Sockeln 13 an sich von Haubenöfen aus dem Stand der Technik bekannt, sodass zu Details dazu auch auf diesen Stand der Technik verwiesen sei.

[0050] Bekanntlich werden für den Betrieb eines Haubenofens mehrere Hauben verwendet, wie beispielswiese eine innere Schutzhaube, eine Heizhaube, eine Kühlhaube, etc. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante eines Haubenofens ist die Ofenhaube 12 als Prozesshaube ausgebildet. Die Prozesshaube steht während des Prozesses, d.h. der Behandlung des zumindest einen Gegenstandes, auf dem Sockel 13. Beispielsweise liegt eine Stirnfläche 15 der Prozesshaube vollumfänglich dichtend an einer Oberfläche 16 des Sockels 13 an, gegebenenfalls unter Zwischenanordnung einer Dichtung.

[0051] Der Begriff „Prozesshaube“ soll zum Ausdruck bringen, dass die Haube des Haubenofens während der gesamten Temperierung des zumindest einen Gegenstandes auf dem Sockel 13 verbleibt bzw. verbleiben kann und keine weitere Haube über dieser Prozesshaube für einzelne Behandlungsabschnitte, wie beispielsweise das Aufheizen des Gegenstandes mit einer Heizhaube oder das Abkühlen des Gegenstandes mit einer Kühlhaube, angeordnet wird. Die Prozesshaube ist demzufolge bevorzugt die einzige Ofenhaube 12 die an dem Haubenofen verwendet wird.

[0052] Die Prozesshaube weist eine Innenhülle 17 auf, an der eine Wärmeisolierung 18 angeordnet und insbesondere damit verbunden ist. Vorzugsweise weist die Prozesshaube auch eine Schutzhülle 19 (auch als Außenhülle bezeichenbar) auf, sodass die Wärmeisolierung 18 zwischen der Innenhülle 17 und der Schutzhülle 19 angeordnet ist.

[0053] Zur Ausbildung einer Strömung des Prozessfluids, insbesondere des Schutzgases, in der Behandlungskammer 14 und zur Umverteilung der thermischen Energie kann im Sockel 13 ein Ventilator 20 bzw. eine Turbine vorgesehen sein, mit der das gasförmige Medium in der Behandlungskammer 14 umgewälzt wird. Der Sockel 13 kann weiter eine Heizvorrichtung zur Erhitzung des Prozessfluids aufweisen.

[0054] Der Ventilator 20 kann von einem Ventilatormotor 21 angetrieben sein, der vor-zugsweise unterhalb des Ventilatorrades angeordnet ist.

[0055] Die Heizvorrichtung des Sockels 13 ist vorzugsweise eine elektrische Heizeinrichtung, d.h. insbesondere eine Heizeinrichtung mit Widerstandsheizelementen.

[0056] Falls der Haubenofen nicht mit einer Prozesshaube betrieben wird, kann für die Erhitzung des Prozessfluids auch ein Heizhaube verwendet werden.

[0057] Die Heizhaube bzw. die Prozesshaube kann (zusätzlich) auch mit einer Gasbefeuerung oder einer weiteren elektrischen Heizung ausgebildet sein, die z.B. im Mantel der Ofenhaube 12 angeordnet ist. Generell kann der Industrieofen 2 bzw. können die Industrieöfen 2 mit einer Heizeinrichtung ausgebildet sein.

[0058] Mit der Heizeinrichtung des Industrieofens 2 in den Sockeln 13 der Haubenöfen, kann das Prozessfluid erhitzt werden. Die weitere Heizeinrichtung in der Haube dient hingegen der Erwärmung eines weiteren Gases, das seine Wärme in der Folge an die Schutzhaube des Haubenofens oder die Innenhülle 17 der Prozesshaube teilweise abgibt, und damit zur Erwärmung des Prozessfluids und des zumindest einen Gegenstandes beiträgt. Die Schutzhaube des Haubenofens oder die Innenhülle 17 der Prozesshaube schließen die Behandlungskammer 14 zusammen mit dem Sockel 13 ab, sodass das weitere Gas nicht in Berührung mit dem Prozessfluid gelangt. Für die Führung des weiteren Gases in der Prozesshaube kann diese mit einem Fluidleitkanal ausgebildet sein, der vollumfänglich um die Innenhülle 17 verlaufend sein kann. Dies kann durch die Beabstandung der Wärmeisolierung 18 von der Innenhülle 17 erreicht werden. Gegebenenfalls ist zwischen der Innenhülle 17 und der Wärmeisolierung 18 zur Ausbildung des Gasleitkanals zumindest abschnittsweise ein Gasleitzylinder angeordnet.

[0059] Um die thermische Energie teilweise wiederverwenden zu können, ist die Anlage 1 vor-

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gesehen, mit der thermische Energie, die beim Abkühlen eines Industrieofens 2 frei wird, zumindest teilweise auf einen anderen Industrieofen 2 der Industrieofenanordnung mit dem Temperierfluid übertragen wird, und dort zur indirekten Erhitzung des Prozessfluids oder des zumindest einen Gegenstandes wieder eingesetzt wird. Je nach gewünschtem Temperaturniveau kann die Erhitzung mit dem Temperierfluid ausreichend sein oder das Zuheizen mit der Heizeinrichtung des Industrieofens 2 erforderlich sein.

[0060] Um dies zu ermöglichen können in der Ausführung der Industrieöfen 2 als Haubenöfen der um die Schutzhaube eines Haubenofens ausgebildete Kanal, der durch die Beabstandung der weiteren Haube entsteht, die über der Schutzhaube angeordnet wird, oder im Falle der genannten Prozesshaube deren Fluidleitkanal mit der Ringleitung, d.h. dem Fluidkanal 5, strömungsverbunden sein bzw. werden. Das weitere Gas kann in diesem Fall das voranstehend genannte Temperierfluid sein.

[0061] Je nach durchzuführenden Prozess im Industrieofen 2 kann die thermische Energie alternativ über das Temperierfluid direkt in den Industrieofen 2 eingebracht werden oder alternativ auch über zumindest einen Wärmetauscher 22 an das Prozessfluid des Industrieofens 2 übertragen werden. Die direkte Einströmung des Temperierfluids in die Behandlungskammer 14 des Industrieofens 2 ist insbesondere möglich, wenn das Temperierfluid gleich dem Prozessfluid ist. Demgegenüber kann über den zumindest einen Wärmetauscher 22 auch eine Trennung von Temperierfluid und Prozessfluid erreicht werden, beispielsweise für Prozesse an oxidationsempfindlichen Gegenständen, wenn als Temperierfluid Luft verwendet wird, wie dies auch in der bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung mit dem Fluidleitkanal an der Schutzhaube oder in der Prozesshaube, wie dieser voranstehend beschrieben wurde, erreicht werden kann. In diesen letztgenannten Ausführungsvarianten ist der Wärmetauscher 22 vorzugsweise nicht vorhanden. Der Platz hierfür kann als Überleitungskanal für das Temperierfluid aus der Ringleitung in den Fluidleitkanal eingesetzt werden.

[0062] Den Wärmetauscher 22 kann ein weiteres Temperierfluid durchströmen, das in Wärmeaustausch mit dem Temperierfluid in der Ringleitung steht und das zur Temperierung des Industrieofens 2 eingesetzt wird. Das weitere Temperierfluid ist bevorzugt das Prozessfluid, das für den durchzuführenden Prozess im jeweiligen Industrieofen 2 eingesetzt wird. Durch die Anordnung des zumindest einen Wärmetauschers 22 ist es auch einfacher möglich Industrieöfen 2 miteinander in der Industrieofenanordnung zu kombinieren, in denen zur gleichen Zeit unterschiedliche Prozesse stattfinden sollen. Mit der Ausführung des Industrieofens 2 mit dem Wärmetauscher 22 kann somit auf die Ausbildung des Kanals zwischen den Hauben bzw. des Fluidleitkanals in der Prozesshaube verzichtet werden.

[0063] In der Ausbildung des Industrieofens 2 oder der Industrieöfen 2 als Haubenofen/Haubenöfen kann der zumindest eine Wärmetauscher 22 im Sockel 13 angeordnet sein, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

[0064] Der Wärmetauscher 22 kann beispielsweise als Rohrbündelwämetauscher ausgebildet sein, der vollumfänglich verlaufende Wärmetauscherrohre aufweisen kann. Anstelle der Vollumfänglichkeit können zur Veränderung der Leistung auch mehrere (Rohrbündel) Wärmetauscher 22 in der Umfangsrichtung des Sockels 13 hintereinander angeordnet sein. Die Wärmetauscherrohre können außen von dem Temperierfluid aus der Ringleitung umströmt sein bzw. werden.

[0065] Der zumindest eine Wärmetauscher 22 kann auch anders ausgebildet sein bzw. an einer anderen Stelle in der Industrieofenanordnung angeordnet sein.

[0066] Durch die Anordnung im Sockel 13 kann die Prozesshaube bzw. generelle die Ofenhaube 12 einfacher ausgeführt sein und insbesondere auch keine weiteren rohrförmigen Fluidleitungen in der Haube, etc. aufweisen.

[0067] Die Medienversorgung des Wärmetauschers 22 bzw. generell auch die Versorgung des Haubenofens mit elektrischer Energie, diversen Medien, etc., kann ausschließlich über den, in der Regel ortsfesten, Sockel 13 erfolgen.

[0068] Vorzugsweise ist wie in Fig. 1 gezeigt, die Ringleitung zumindest teilweise, insbesondere 7713

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zur Gänze, gemäß einer Ausführungsvariante unterhalb der Anschlussvorrichtungen 6, insbesondere der Sockel 13, angeordnet. Die Ringleitung kann prinzipiell aber auch neben den IndustrieÖfen 2 angeordnet sein.

[0069] Bei zumindest drei, insbesondere zumindest vier, Industrieöfen 2 kann es von Vorteil sein, wenn zumindest einer oder einzelne der Industrieöfen 2 für eine vorbestimmbare Zeit, beispielsweise während einer Konstanttemperaturphase des Prozesses, von der Ringleitung getrennt wird, d.h. dass die Fluidverbindung zur Ringleitung getrennt wird. Es kann auch von Vorteil sein, wenn nicht nur die Fluidverbindung unterbrechbar ist, sondern auch ein Volumenstrom an Temperierfluid zu dem Industrieofen 2 / den Industrieöfen 2 veränderbar, insbesondere regelbar ist. Für derartige Anwendungsfälle kann nach einer Ausführungsvariante der Anlage 1 vorgesehen sein, dass den Anschlussvorrichtungen 6 jeweils ein Verschlusselement 23 zugeordnet ist, das zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung verstellbar ist, sodass damit die fluidische Verbindung zwischen den Anschlussvorrichtungen 6 und der Ringleitung verringert oder unterbrochen werden kann. Dieses Verschlusselement 23 kann nach einer weiteren Ausführungsvariante der Anlage 1 ein Schieber oder insbesondere eine Klappe sein. Diese können dabei die Anschlussvorrichtungen 6 verschließend angeordnet sein, beispielsweise die Unterseite der Sockel 13. Nach einer anderen Ausführungsvariante der Anlage 1 kann in der Geschlossenstellung der Verschlusselemente 23 der Strömungsweg für das Temperierfluid im Ringkanal selbst unterbrochen sein, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

[0070] Die Verschlusselemente 23 können auch anders ausgeführt sein, solange damit die voranstehend beschriebene Wirkung erreicht wird.

[0071] Die Verschlusselemente 23 können einzeln oder gruppenweise verstellbar ausgebildet sein.

[0072] In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsvariante der Anlage 1 gezeigt, wobei insbesondere ein Querschnitt durch Fluidleitung 3 gezeigt ist.

[0073] Bei dieser Ausführungsvariante ist in der Fluidleitung 3, d.h. in der Ringleitung, zumindest eine weitere rohrförmige Fluidleitung 24 angeordnet. Wie die Fig. 3 zeigt, kann in dem Fluidkanal 5 ein Bündel an rohrförmigen weiteren Fluidleitungen 24 angeordnet sein. Diese zumindest eine weitere Fluidleitung 24 kann über weitere Fluidanschlüsse 25 mit einem gasförmigen oder flüssigen weiteren Fluid durchströmt werden, sodass ein Wärmeaustausch zwischen dem Temperierfluid und dem weiteren Fluid stattfindet. Es kann damit z.B. zusätzliche Abwärme aus anderen Prozessen in die Anlage 1 eingespeist werden. Ebenso kann damit Überschusswärme aus der Anlage 1 ausgespeist und für andere Prozesse bereitgestellt werden. Zudem kann damit ein weiteres Fluid, das in einem der Industrieöfen 2 der Industrieofenanordnung für einen Prozess benötigt wird, vorgewärmt bzw. erwärmt werden.

[0074] Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Anlage 1 bzw. deren Bestandteile diese nicht notwendigerweise maßstäblich dargestellt sind.

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BEZUGSZEICHENLISTE

1 Anlage 2 Industrieofen 3 Fluidleitung

4 Fördereinrichtung

5 Fluidkanal

6 Anschlussvorrichtung 7 Abschnitt

8 Abschnitt

9 Strömungsrichtung 10 Gehäuse

11 Anschlusselement 12 Ofenhaube

13 Sockel

14 Behandlungskammer 15 Stirnfläche

16 Oberfläche

17 Innenhülle

18 Wärmeisolierung 19 Schutzhülle

20 Ventilator

21 Ventilatormotor

22 Wärmetauscher

23 Verschlusselement 24 Fluidleitung

25 Fluidanschluss

Claims (14)

A ‚hes AT 527 930 B1 2025-08-15 Ss N Patentansprüche

1. Anlage (1) zur Temperierung von mehreren Industrieöfen (2) umfassend eine Fluidleitung (3) und eine Fördereinrichtung (4) zur Leitung eines Temperierfluids zu den Industrieöfen (2), und mit Anschlussvorrichtungen (6) zum fluidischen Anschluss der Industrieöfen (2) an die Fluidleitung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (3) als Ringleitung ausgebildet ist.

2. Anlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (4) zumindest teilweise in der Ringleitung angeordnet ist.

3. Anlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Industrieöfen (2) Haubenöfen sind, die jeweils einen Sockel (13) und eine Ofenhaube (12) aufweisen.

4. Anlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussvorrichtungen (6) durch die Sockeln (13) der Haubenöfen gebildet sind.

5. Anlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringleitung unterhalb der Anschlussvorrichtungen (6) angeordnet ist.

6. Anlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass den Anschlussvorrichtungen (6) jeweils ein Verschlusselement (23) zugeordnet ist, mit dem die fluidische Verbindung zwischen den Anschlussvorrichtungen (6) und der Ringleitung verringert oder unterbrochen werden kann.

7. Anlage (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusselemente (23) zwischen einer Offenstellung und einer Geschlossenstellung verstellbar sind, wobei in der Geschlossenstellung der Strömungsweg für das Temperierfluid im Ringkanal unterbrochen ist.

8. Anlage (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sockeln (13) der Haubenöfen jeweils zumindest ein Wärmetauscher (22) angeordnet ist.

9. Anlage (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ofenhauben (12) als Prozesshauben ausgebildet sind.

10. Anlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ringleitung zumindest eine weitere rohrförmige Fluidleitung (24) angeordnet ist.

11. Industrieofenanordnung umfassend mehrere Industrieöfen (2) und eine Anlage (1) zur Temperierung der mehreren Industrieöfen (2) die mit den Industrieöfen (2) strömungsverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, die Anlage (1) zur Temperierung der mehreren Industrieöfen (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 gebildet ist.

12. Verfahren zur Temperierung von mehreren Industrieöfen (2) mit einer Anlage (1) zur Temperierung der mehreren Industrieöfen (2), die eine Fluidleitung (3) und eine Fördereinrichtung (4) aufweist, mit denen ein Temperierfluid zu den Industrieöfen (2) geleitet wird, und mit Anschlussvorrichtungen (6), mit denen die Industrieöfen (2) mit der Fluidleitung (3) fluidisch verbunden werden , dadurch gekennzeichnet, dass die Fluidleitung (3) als Ringleitung ausgebildet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlage (1) zur Temperierung der mehreren Industrieöfen (2) eingesetzt wird, die entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierfluid einem Wärmetauscher (22) zugeführt wird, der im Industrieofen (2) angeordnet ist, und dass durch den Wärmetauscher (22) ein weiteres Fluid strömt, das in Wärmeaustausch mit dem Temperierfluid in der Ringleitung steht und das zur Temperierung des Industrieofens (2) eingesetzt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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