用于借助微波加热材料的连续式炉的制作方法

在由含木质纤维素的材料生产材料板、尤其是木质材料板时，已知在压制之前在压力机中预热散布成料毡的材料。由于在压制开始时的热量较高，所以压力机需要较少的时间来完全加热料毡。相应地，压力机可设计构造得更短或运行更快。已经证明有效的是：尤其是热空气预热系统或蒸汽预热系统，或者使用高频辐射、例如微波用于在微波连续式炉中预热，该微波连续式炉在下文中称为连续式炉(连续加热炉)。物理原理是基于在通过待加热的材料吸收微波时将电磁能转换成热能。

例如，从de19718772a1已知，在被引入已加热的、优选为连续工作式压力机之前，散布为料毡的材料经受微波，以便加速随后的加热和压制过程。借助微波加热具有以下优点，即通过微波进入(侵入)产品、被吸收并且激励在那里已存在的水分子或其它电偶极子振荡，直接在产品中产生期望的热量。相反，在使用加热板或热空气预热系统或类似物时，热量基本上从外部施加，由此不能始终保证待制造的产品被该热量完全穿透。在借助微波预热的产品中，在被加热的压力机中确定了这样的热量分布，在该热量分布中，产品的核心(内芯)也达到期望的温度，而在位于更外部的区域处的压制不会已经超过临界温度。

与使用蒸汽预热系统相比，使用微波的优点是，在预热期间不会将额外的湿气引入待压制的材料中。取决于由蒸汽预热系统引入的额外的湿气，在将材料施加到传送带上之前应干燥材料，以使得在压制之前通过添加湿气、例如蒸汽不会超过材料的最大湿度。这在材料的预处理中就已经导致材料的强烈干燥和高能耗。

在连续式炉中使用微波或高频辐射来加热材料时，可以预先避免在最大湿度下材料的剧烈干燥(强化干燥)，这对能量平衡有积极影响。然而，连续式炉也具有一定的功率，其根据材料和应用领域的不同可以从几千瓦(kw)直到几百兆瓦(mw)或更大。针对一种或多种材料确定功率输入并且存储相应的“配方”。然而，材料也可能经受一定的材料波动，从而不能始终在从连续式炉中出来之后达到材料的最佳温度或者不能始终消除吸收区域中的大部分微波辐射。

因此，本发明的任务是，提出一种连续式炉，其中可以确保在炉中引入的辐射不会以不允许的方式发射。

此外，本发明的任务是提出一种连续式炉，其中可以实现材料的改善的功率消耗。

根据本发明，连续式炉的任务通过这样解决，通道沿生产方向在处理空间之前和/或之后与其紧邻布置，该通道构造为用于在材料中反射和进一步吸收从处理空间中射出的剩余辐射，并且通道的净高度构造为小于处理空间中的净高度。

只要在本文中提到通道或其壁的微波密封性，下文中就理解为，微波不能穿透壁，而是在通道的壁的表面处被反射。

本发明的优点在于，通过净高度的可调节性，通道在横截面方面、即尤其是在其高度方面可以与穿过的材料的尺寸相适应。在本发明的范围内，该材料尤其可以涉及构造为垫或料毡的形式。

横截面的适应允许通道的净高度调整为使得其优选地完全填充有待处理的材料。从连续式炉的处理空间中向外穿透的辐射只能沿着通道延伸，该通道要么在连续式炉之后沿着生产方向延伸、要么在连续式炉之前逆着该生产方向延伸。因此，从处理空间进入一个或多个通道中的辐射在任何情况下都被引导通过填充通道的、待处理的材料，在待处理的材料中辐射在理想情况下优选地被完全吸收，使得其能量最佳地导致材料期望的加热。通过高度的适应，从处理空间中进入通道中的辐射最佳地被引导穿过材料，由此得到吸收辐射的高概率。由此，尤其提高了所使用的能量和在材料中转换的能量的效率。

优选地，通道的净高度是至少部分地(分部段地)独立于处理空间而可调节的，和/或通道的长度是可变的。通过独立的高度调节，通道可以适应于垫的高度，并且此外允许辐射在处理空间中的最佳分布。通过长度变化，在其中可以发生辐射的反射和吸收的路段被提高，由此可以进一步提高材料的功率消耗，从而辐射优选地在材料中被完全吸收。

一种优选的设计构造特征在于，通道扩展到吸收区域中，在吸收区域中在穿过的材料上方和/或下方布置有吸收室。在吸收区域中确保，未被材料接收的剩余辐射在可能从连续式炉中射出之前被消除并且被转换为热量。

替代地或组合地，在吸收室中布置有吸收元件，优选的为吸收板。吸收元件接收在吸收区域中剩下的剩余辐射并且将其转换为热量。作为吸收元件可例如布置水箱或填充有水的系统。替换地，吸收元件可以由特殊的陶瓷制成。

优选地，在通道和/或吸收区域的沿着生产方向背离处理空间的一侧上可布置有闸。由此，连续式炉的开口的宽度可以适应于材料的宽度和高度，由此实现了连续式炉的附加屏蔽(遮蔽)。

一个有利的实施形式规定，吸收室由多个段构成并且各段通过至少一个分隔壁分开，布置为与用于接收剩余辐射的多个吸收元件相邻。各个段允许吸收室的模块化结构，并且可以这样与引入到连续式炉中的辐射的总功率相协调、设计构造并且也可接着(事后)扩展。

有利地，分隔壁能够横向于并且基本上垂直于生产方向地构造。进一步优选的是，分隔壁设有用于剩余辐射的贯穿开口。通过开口可以将在一段中的剩余辐射反射或传播到另一段中，由此实现剩余辐射在整个吸收室上的分布。此外，在分隔壁处可布置有用于吸收元件的保持元件，这些保持元件将吸收元件固定在确定的位置处。

替代地或与上述实施形式结合地，吸收元件的至少一部分彼此平行地并且优选地垂直于分隔壁地布置在吸收室中，或吸收元件的至少一部分具有相对于彼此倾斜的定向。优选地，吸收元件、特别是吸收板以其平面侧(主表面侧)垂直于生产平面定向，传送带也在该生产平面中延伸，从而能够实现微波在吸收室中不仅沿水平方向而且沿垂直方向传播。

一种优选的实施形式特征在于，吸收元件在至少两个位置、优选地在更多个位置中在吸收室中布置在彼此之上(彼此交叠布置)。由此，辐射的吸收在吸收室内除了沿水平方向外也可沿垂直方向进行。优选地，吸收元件在不同的位置中彼此错开地布置。

有利地，吸收室的一部分或吸收室的一段或一段的一部分在通道的一个部段之上延伸。这实现了系统的紧凑结构类型，由此根据本发明的连续式炉也可集成到已经存在的系统中。此外，通过通道的长度也可以影响吸收区域的长度或通向吸收室的开口的大小，并且进一步改善材料的功率消耗。

另一实施形式提供了一种用于连续生产材料、优选地用于生产由含木质纤维素的材料制成的材料板的设备，包括用于将材料散布到无限循环的传送带上成为垫或料毡的散布装置；用于压制垫的压力机；以及连续式炉，它可以如上实施地设计构造，并且其布置在散布装置之后且在压力机之前。特别是在生产木质材料板时，使用根据本发明的连续式炉以借助辐射对垫进行预热是有利的，由此特别可以在改善能量平衡的情况下实现生产能力的提高。

本发明的其它优点和特征从对实施例的以下描述中得到。

附图中，示出：

图1是连续式炉的原理图；

图2是连续式炉的另一原理图；

图3是连续式炉的第三原理图；

图4示出图3的具有吸收区域的局部视图(部分剖视图)；

图5示出图4的局部视图的俯视图；

图6是吸收室的详细视图。

图1中以侧视图示出剖过用于借助高频辐射或微波能量对材料进行加热的连续式炉24的截面，材料在当前情况下构成料毡或垫1。在这个连续式炉24中，借助两个围绕转向辊的无限循环的传送带2、3连续地将在散布工位中、大多数情况下连续地散布的、由掺有粘结剂的含木质纤维素的材料制成的垫1引导通过处理空间4，在该处理空间中从下方和/或上方用辐射5、尤其是微波辐射对垫1进行辐射。两个传送带2、3由辐射5可透过(穿过)的材料制成，并且彼此平行地运行，其中，下方的传送带2承载垫1，而上方的传送带3向上覆盖垫1。上方的传送带3的使用是可选的，但是其提供了一些优点。放置在垫1上的上方的传送带3一方面具有在垫穿过连续式炉24时保护垫1的表面的功能，并且另一方面也防止材料、例如产品纤维、粉尘等容易从垫1中松脱、在周围飞扬并且然后在连续式炉24中、尤其是在处理空间4的区域中沉淀或沉积在一些位置处，并且由此可能导致运行故障。

在处理空间4中，辐射5优选地被引入到垫1的上方和下方，以确保垫1的均匀加热。辐射5可借助(未示出的)微波发生器在连续式炉24外部产生，并且借助波导体经由开口6射入(耦合输入)到连续式炉24的处理空间4中。替代地，辐射5也可在处理空间4内部产生，由此可省去波导体和对应的开口6在处理空间4内部产生辐射时的辐射产生器或者用于使辐射5进入处理空间4中的开口6优选地布置为与垫1隔开一距离，以便能实现辐射5在整个处理空间4中的空间上的传播。因此，处理空间4具有净高度10，该净高度确定了在垫1上方和在垫1下方的开口6或微波发生器之间的垂直距离。处理空间4的净高度10也可视作处理空间4的平行于垫1的平面侧(表面侧)定向的表面距离。

在处理空间4的区域中，下方的传送带2以其下侧经过辐射5或微波可透的板7运行。代替由微波可透过(穿过)的材料制成的板7，也可设有格栅构造或类似的构造，其可以使辐射5穿透并且同时承担承载功能，从而使被垫1的重量加载的位于下方的传送带2不下垂。

辐射5在垫1中引起在连续式炉24中的停留时间上的基本上持续的预热。经这样预热的垫1在离开连续式炉24之后在未示出的压力机中压制和硬化为材料板、尤其是刨花板、mdf板或osb板。

在该压力机中，给垫1施加压力和热量，从而存在于垫1中的粘结剂完全活化、硬化并且使存在于垫中的材料或颗粒结合。由于在连续式炉24中已经引起了预热，因此在压机中更快地达到了活化粘结剂所需的温度。这在许多方面对生产过程有积极影响。因此，例如，垫1能以更高的速度行进通过压力机，因为由于垫1在进入压力机中时较高的温度，可以缩短在压力机中直至垫完全硬化的停留时间。这可以导致进一步的生产提高。同时，由于预热，用于压机内部进一步加热的、从外部施加的热量不再能够引起垫1内的温度梯度，在有温度梯度的情况下，在垫1的外部区域中温度已经达到对粘结剂或表面有害的值，而在垫1的最内部的芯部中还未达到粘结剂的活化所必需的最低温度。

为了使辐射5不会以不期望的方式从处理空间4中发射，辐射5在该处理空间(处理室)中被引入到垫1中，沿生产方向8在连续式炉24之前和/或之后设有闸9，通过闸9可以阻止微波从连续式炉24射出到周围环境中。闸9的位置能够针对垫1的每个垫高度15和宽度适应，使得在闸9与垫1之间仅产生对于辐射5不可通过的最小缝隙。因此，辐射5在闸处又被沿朝向处理空间4的方向反射。

为了提高辐射5的吸收率，沿生产方向8在处理空间4之前和/或之后紧邻地布置有通道11，该通道的壁12是微波密封的，并且由此在通道11中对例如通过反射从处理空间4中出来进入的剩余辐射13进行反射。进入该通道11中的剩余辐射13，只要其没有在运行穿过该通道11的垫1中被吸收，就在壁12处被反射并且重新被引入垫1中，在那里其接着在垫1的热学加热下被至少部分地吸收。

这不仅沿生产方向8在连接到处理空间4下游的通道11中进行，而且也逆生产方向8在连接到处理空间4上游的通道11中进行。

通道11的净高度14可适应垫高度15，使得反射的剩余辐射13无延迟地被反射到垫1中，并且存在通过垫1进一步吸收剩余辐射13的可能性。存在于通道11中的剩余辐射13由此主要被引导通过垫1，由此明显提高了吸收率。为此，特别是通道11的布置在垫1上方的壁12可以独立于处理空间下降，使得该壁12平坦地搁置在垫1的表面上或搁置在向上覆盖通道的上方的传送带3上。根据所使用的壁12和传送带3的材料，也可以有意义的是，构成小于5cm、优选地小于3cm、特别优选地小于1cm的最小间距，以便例如避免在壁12与传送带3之间的摩擦。

替代地或组合地，也可以设想的是，壁12、特别是在垫1上方的壁12构造有用于反射的元件，所述元件反射在通道11中存在的剩余辐射13，使得剩余辐射沿朝向处理空间4的方向散射或反射。

通道11的微波反射的壁12可根据需要伸缩式地在其有效长度方面进行调节，这在此处的附图中未详细示出。改变通道11的长度提供的优点是，存在于通道11中的剩余辐射13可以在更长的路段上被反射，并且因此导致垫1中对剩余辐射13的吸收可提高。优选地，通道11的长度调整为使得在通道11的端部处不再需要任何闸9，并且所有剩余辐射13在垫1中被吸收。

在图2中示出连续式炉24的另一实施方式，它除了已在图1中描述的元件外还具有吸收区域16，该吸收区域布置为紧邻通道11或者通道11扩展到该吸收区域中。

如已经在图1中阐释的，辐射5、特别是微波辐射被引入到具有净高度10的处理空间4中。在此，辐射5可以直接在处理空间4中产生，或者在连续式炉24外部产生的辐射5通过波导体和开口6而被引入到处理空间4中。辐射5的进入可以仅在处理空间4的一侧上进行，或者也可以从处理空间4的两侧或所有侧中进行。辐射5的进入或辐射5的产生应当在与垫1距一定的距离处进行，使得辐射5可以在处理空间4中传播。在将辐射5引入到待加热的垫1下方时，将该垫通过传送带2、3输送通过连续式炉24，为了避免垫1下垂，辐射透明的、尤其是微波透明的板7布置在开口6上方并且在传送带2下方。代替板7，也可布置有对辐射5可透的格栅结构或类似的结构。

紧接着在处理空间4之后，通道11以壁12延伸，壁12对从处理空间4中不仅沿着生产方向8而且逆着生产方向8射出的并且进入通道11中的剩余辐射13进行反射。通过该反射，存在于通道11中的剩余辐射13被再次沿垫1的方向反射，以便在那里被至少部分地吸收，由此总体上提高了垫1的辐射功率的吸收率或接纳(量)。不仅是通道11的长度而且是其净高度14都是可变的，并且可调节到垫高度15，使得存在的剩余辐射13立即又被反射到垫1中，以提高吸收。

为了避免辐射5从连续式炉24中射出，与通道11相邻(邻接)地构造有吸收区域16，在该吸收区域中，从通道11中射出但未被垫1接收的剩余辐射13可转换为热量。

吸收区域16包括吸收室17，在吸收室中布置有用于接收剩余辐射13的吸收元件18，该吸收元件优选地构造为吸收板。通过接收剩余辐射13使吸收元件18加热，其中，该热量通过对流或热辐射再次被送出或可通过通风或冷却而被引出。

吸收室17可以布置在垫1的平面侧(表面侧)的一侧或两侧上。在布置于垫1下方的情况下，通入吸收室的开口应当由对辐射透明的板覆盖，以避免垫1下垂，这与处理空间4中的板7是可比的。这样板7也可选择性地用于布置在垫1上方的吸收室17。由此，源自垫1的颗粒和其它颗粒不会到达吸收室17中，在吸收室17中颗粒会聚集并且例如由于颗粒被点燃而导致运行故障。

此外，吸收室17可由多个段21构成，其中，吸收元件18的数量可以从段21到段21是变化的。各个段21可以通过分隔壁19彼此分开，该分隔壁垂直于生产方向8定向，并且沿纵向方向基本上横向于生产方向8延伸。分隔壁19具有开口20，从而在一个段21内部剩余射线13在分隔壁19上部分被反射，但也可以部分地传播到另一段21中，以在那里在吸收元件18处被转换成热量。相邻两个分隔壁19的开口20应沿着或逆着生产方向8具有较低的重叠、优选地没有重叠，从而在剩余射线13穿过开口20进入到段21中时，剩余射线以高概率在该段21中也被反射。吸收元件18在段21中优选地彼此平行地布置。尤其在使用吸收板作为吸收元件18时，吸收板应定向为使得吸收板的平面侧垂直于传送带2、3也在其中运行的生产平面布置。这使得剩余辐射13也能够在吸收室17中沿垂直方向传播。因此，吸收元件18也可以在多个位置中布置在彼此之上(彼此交叠布置)，以便也能够沿垂直方向吸收剩余辐射13。在各个位置中的吸收元件18又可以彼此错开地布置。

替代地，各个段21不仅可以水平地布置，而且可以垂直地布置在彼此之上。

在吸收区域16内部、尤其是在吸收室17内部，可以布置有一个或多个测量装置23，它们用于确定剩余辐射13或通过剩余辐射13产生的在吸收元件18处的损耗功率或热量。另一测量装置22可以直接布置在垫1从连续式炉24中出来之后，用于确定通过辐射5加热之后垫1的温度。通过控制装置25，可以以这样的方式来基于测量装置22和/或23的测量值来控制或调节到处理空间4中的微波功率的功率输入，即，将测量值与预先确定的理论值进行比较，并且对应地改变功率输入。

对微波功率的功率输入的控制或调节能以不同的方式进行。一方面，可以借助控制装置25来改变各个辐射产生器的功率，并且使各个辐射产生器的功率适应成在测量装置22和/或23处达到期望的理论值。此外，存在通过完全切断辐射5经由各个开口6的辐射输入来减少到处理空间4中的辐射输入的可能性。替代地，存在经由波导体内部的功率调节器来控制或调节功率输入的可能性。功率调节器例如是确定的止动件(stopp)，止动件能被引入到波导体中以用于降低功率。

图3示出连续式炉24的另一实施方式，该连续式炉类似于图2地构造有处理空间4、与处理空间4连接的通道11和吸收区域16，其中，通道11和吸收区域16布置在处理空间4的两侧。在当前情况下，吸收室17在垫1上方延伸，用于接收剩余辐射13。在垫1下方，通道11的反射壁12在吸收区域16中继续延伸，使得剩余辐射13沿朝向垫1和吸收室17的方向被反射。

吸收室17包括多个段21，在所述段中布置有用于吸收剩余辐射13的吸收元件18，其中，吸收室17的各个段21在此处所示的示例中布置在通道11上方。由此，进入到布置在通道11上方的段21中的微波的剩余辐射13仅可通过通入吸收区域16的开口和直接布置在吸收区域16中的吸收室17的段21穿过进入到该吸收室中。这些段21的存在改善了在吸收室17中的吸收可能性，其中，将吸收室17的段21的一部分布置在通道11的微波密封(不透微波)的壁12上方是一种节省空间的解决方案。此外，如果需要吸收剩余辐射13或者如果沿水平方向或生产方向8的空间需求是受限的，则其他段21也可以垂直地布置在彼此之上(彼此垂直交叠布置)。

在吸收区域16中通入吸收室17的开口可以通过改变通道11的长度来改变，并且因此影响垫1的吸收和进入到吸收室17中的剩余辐射13。

为了适应通道11的净高度14，在这里所示的例子中，吸收室16实施为总体上高度可调节的，并且可以适应于垫高度15，如通过图3中的箭头所示的。

在图4中详细示出图3中连接到处理空间4处的区域的局部详视图，该区域包括通道11和吸收区域16.引入到连续式炉24的处理空间4中的辐射5可以部分地在处理空间4内部被反射并且由垫1吸收。辐射5的一部分可以从处理空间4散射出，并且在连接到处理空间4的通道11中进一步被反射，而另外的部分被垫1吸收。在通道11之后，还存在的剩余辐射13可在吸收区域16中进入到吸收室17中，在那里剩余辐射13可通过分隔壁19以及室壁被散射或反射到吸收室17的不同的段21中、尤其被散射或反射到布置在通道11上方的段21中，并且可在吸收元件18处被转换成热量。在吸收元件18处和/或在吸收室17中本身中可以布置一个或多个测量装置23，用于确定剩余辐射13或通过剩余辐射13在吸收元件18处产生的热量。通道11的净高度14以及吸收室17与垫1的距离可以独立于处理空间4的高度10而适应于各个垫高度15。可选地，在吸收区域16的远离处理空间4的外端部上可以布置有闸9，用于使连续式炉24相对于周围环境完全屏蔽。

图5示出图4中示出的剖过连续式炉24的一部分剖面的俯视图。吸收元件18在各段21中不同地布置，以最佳地吸收进入到吸收室17中的剩余辐射13。吸收元件18的密度应当在离开处理空间4最远并且邻接周围环境的段21处是最高的，以确保位于该处的剩余辐射13在吸收元件18中被转换为热量并且不会从吸收室17中和连续式炉24中射出。可选地，为了进一步屏蔽连续式炉24可以布置有闸9，该闸可调节到相对于垫1的最小缝隙，使得没有剩余辐射13能从吸收区域16或连续式式炉24中射出并且又被反射回来。在其它的段21中，每个段21的吸收元件18的密度可以减小，以便在该处部分地实现剩余辐射13在吸收室17中的传播，并且将剩余辐射13散射到其它的段21中。

吸收元件18从段21到段21的布置可以优选构造为彼此错开。吸收元件18优选地不应安装在分隔壁19的开口20之前，以便能够实现剩余辐射13从一个段到另一个段21中的传播。

如图6可见的，在这些分隔壁19中设有多个开口20。剩余辐射13、尤其是微波可以穿过这些开口20进入到吸收室17的另一段21中并且偏转(转向)到吸收元件18上。以这种方式，已经描述的由吸收元件18进行的吸收尽可能均匀地分布，并且在各处导致大致相同的温度，使得可能的测量装置23在测量精度的范围内确定类似的测量值。

在此，吸收元件18基本上垂直于且正交于分隔壁19布置，从而它们分别相互平行。在吸收室17的相邻的、通过分隔壁19相互隔开的段21中，吸收元件18在此不仅能以不同的间距布置而且能彼此错开地布置，其中，彼此错开地布置具有热学上的优点。特别是进入的剩余辐射13可在各段21中通过在吸收室17的各壁处和在分隔壁19处的反射而均匀地分布到多个吸收元件18上，由此这些吸收元件均匀地加热，而在此情况下不产生不期望的热点。替代地或组合地，吸收元件18可布置为相对于分隔壁19和生产方向8成一定角度，以实现提高的吸收。

附图标记列表p1542：

1垫

2传送带

3传送带

4处理空间

5辐射

6开口

7板

8生产方向

9闸

10高度

11通道

12壁

13剩余辐射

14净高度

15垫高度

16吸收区域

17吸收室

18吸收元件

19分隔壁

20开口

21段

22测量装置

23测量装置

24连续式炉

25散布装置。