Schrumpftunnel zum Aufschrumpfen von Schrumpffolien auf Verpackungen oder Verpackungseinheiten

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrumpftunnel gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.

[0002] Schrumpftunnel zum Aufschrumpfen von Schrumpffolien auf Produkte, z.B. auf Verpackungseinheiten beispielsweise zur Bildung von Gebinden aus mehreren Einzelverpackungen oder -Verpackungseinheiten sind bekannt. Das Aufschrumpfen erfolgt hierbei durch ein Heißluft- oder Heißgasstrom, der nachstehend als Schrumpfgasstrom bezeichnet wird und beispielsweise seitlich auf die jeweilige, mit der Schrumpffolie bereits umhüllte Verpackungseinheit aufgebracht wird, um die Schrumpffolie auf die Verpackungseinheit aufzuschrumpfen. Weiterhin ist der Schrumpfgasstrom auch auf die Unterseite des mit der Schrumpffolie umhüllten Produktes gerichtet, um die dortigen, sich überlappenden Enden der Schrumpffolie zu versiegeln, d.h. zu verschweißen oder zu verkleben.

[0003] Der Schrumpfgasstrom wird von einem Heißgas- oder Schrumpfgaserhitzer zur Verfügung gestellt, welcher wenigstens eine Heizeinrichtung aufweist, die beispielsweise elektrisch oder mit einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff betrieben wird. Im letzten Fall weist der Heißgaserhitzer einen Brenner auf, der für ein Verbrennen des gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes mit offener Flamme ausgebildet ist und in einen von dem Schrumpfgasstrom getrennten Innenraum einer Brennkammer wirkt, die nach Art eines Wärmetauschers die Wärmeenergie an den Schrumpfgasstrom abgibt.

[0004] Bekannt sind weiterhin auch sogenannte Porenbrenner beispielsweise in Form von Gasbrennern, bei denen eine flammenlose, volumetrische Verbrennung (glühender Schaum) in wenigstens einem Reaktor erfolgt, der aus einem oder aber mehreren Porenkörpern besteht.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schrumpftunnel bzw. einen Heißgasbzw. Schrumpfgaserhitzer für einen solchen Schrumpftunnel aufzuzeigen, der sich durch einen verbesserten Wirkungsgrad auszeichnet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Schrumpftunnel entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Heißgaserhitzer für einen Schrumpftunnel ist Gegenstand des Patentanspruchs *.

[0006] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt der wenigstens eine, als Porenbrenner ausgebildete Brenner unmittelbar in den zum Aufschrumpfen der Schrumpffolie verwendeten Schrumpfgasstrom, wodurch sich ein besonders hoher Wirkungsgrad, eine Reduzierung der Aufheizzeit und eine insbesondere auch im Vergleich zu elektrisch betriebenen Heißgaserhitzern erhebliche Reduzierung der Energiekosten ergeben.

[0007] Da bei Ausbildung des wenigstens einen Brenners als Porenbrenner eine Verbrennung des Brennstoffes ohne offene Flamme in einem homogenen, stabilen volumetrischen Verbrennungsprozess (glühender Schaum) innerhalb des Porenkörpers erfolgt, und somit die Gefahr eines Ausblasens einer offenen Flamme nicht besteht, kann entsprechend einer der Erfindung zugrunde liegenden Erkenntnis der Porenbrenner unmittelbar auf den Heißgasstrom einwirken bzw. diesem angeordnet sein, und zwar insbesondere auch ohne die Gefahr einer Explosion innerhalb des Schrumpftunnels durch nicht verbrannten Brennstoff.

[0008] Als Brennstoff wird vorzugsweise ein gasförmiger Brennstoff, z.B. Erdgas oder Flüssiggas, z.B. Propangas verwendet. Grundsätzlich können viele Kohlen- wasserstoffhaltige Brennstoffe verwendet werden, insbesondere auch flüssige Brennstoffe, wie Heizöle. Im Falle der Verwendung von Heizölen weist der Porenbrenner zusätzlich eine Verdampfungskammer auf, dem der flüssige Brennstoff und Sauerstoff bzw. Luft zugeführt werden. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

[0009] Von der Erfindung ist ebenfalls ein Verfahren umfasst, bei welchem ein Schrumpftunnel und/oder ein Schrumpfgaserhitzer in einer der in der Beschreibung und den Ansprüchen beschriebenen Ausführungsformen eingesetzt wird.

[0010] Es zeigt Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt einen Schrumpftunnel gemäß der Erfindung;

[0011] Fig. 2 in vereinfachter schematischer Darstellung den Luft- oder

Schrumpfgaserhitzer des Schrumpftunnels der Figur 1 zum Bereitstellen des für das Aufschrumpfen der Schrumpffolie sowie zum Versiegeln der überlappenden Schrumpffolienenden benötigten heißen Schrumpfgases (Heißluft).

[0012] In den Figuren ist 1 ein Schrumpftunnel, durch den auf einem Transporteur 2 bereits mit einer Schrumpffolie 3 umhüllte Verpackungseinheiten 4 in einer horizontalen Transportrichtung senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 bewegt werden und in dem das Aufschrumpfen der Schrumpffolie 3 auf die Verpackungseinheiten 4 sowie auch das Versiegeln, d.h. das Verschweißen und/oder Verkleben der an der Unterseite der Verpackungseinheiten 4 befindlichen sich überlappenden Enden der Schrumpffolie 3 durch Hitzeeinwirkung (seitlich und von unten) erfolgt, sodass dann jede Verpackungseinheit 4 den Schrumpftunnel 1 mit der aufgeschrumpften Schrumpffolie 3 verlässt.

[0013] Die Verpackungseinheiten 4 sind dabei beispielsweise Behälter oder andere Einzelverpackungen, die zu einer Verpackungs- oder Gebindeeinheit zusammengestellt durch die aufgeschrumpfte Schrumpffolie 3 zu einem Gebinde zusam- mengefasst werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Transporteur 2 für einen zweispurigen Strom der Verpackungseinheiten 4 ausgebildet.

[0014] Das Aufschrumpfen der Schrumpffolie 3 sowie das Versiegeln der Folienenden an der Unterseite jeder Verpackungseinheit 4 erfolgt mit heißem Schrumpfgas, das in einem Schrumpfgaserhitzer 5 erzeugt über von Elektromotoren 7 angetriebene Gebläse 8 und eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen, die jeweils an Verteilerkanälen 9 vorgesehen sind, in den Innenraum 3 ausgebracht wird, und zwar derart, dass das heiße Schrumpfgas als "Oberluft" jeweils im Wesentlichen seitlich auf die vorbeibewegten Verpackungseinheiten 4 auftrifft, wie dies mit den Pfeilen A angedeutet ist..

[0015] Der Schrumpfgaserhitzer stellt weiterhin die sogenannte "Unterluft" bereit, die über von den Elektromotoren 7 angetriebene Gebläse 10 und einen unterhalb des Transporteurs 2 angeordneten Verteilerkanal bzw. über dort vorgesehene Luftaustrittsöffnungen auf die Unterseite der mit der Schrumpffolie 3 umhüllten Verpackungseinheiten 4 zum Versiegeln der sich überlappenden Schrumpffolienenden auftrifft, wie dies mit den Pfeilen B angedeutet ist.

[0016] Die Besonderheit der Erfindung besteht in dem an der Oberseite des Schrumpftunnelgehäuses 12 vorgesehenen Schrumpfgaserhitzer 5. Eine mögliche Ausbildung des Schrumpfgaserhitzers 5 ist in der Figur 2 generell dargestellt. In ei-

nem Gehäuse 13 sind bei dieser Ausführungsform zwei Strömungskanäle oder - wege gebildet, und zwar ein Strömungsweg 14 für die Oberluft und ein Strömungsweg 15 für die Unterluft. In jedem Strömungsweg 14 bzw. 15 sind am Auslass 16 (Strömungsweg 14) bzw. am Auslass 17 (Strömungsweg 15) die Gebläse 8 bzw. 10 vorgesehen, wobei in der Figur 2 der einfacheren Darstellung wegen für die Oberluft und Unterluft nur jeweils ein Gebläse gezeigt ist. Beide Strömungskanäle 14 und 15 besitzen einen gemeinsamen Einlass 18 zum Ansaugen der Luft aus dem Innenraum 6 des Schrumpftunnels 1 (Pfeile C der Figuren 1 und 2).

[0017] Im Inneren des Gehäuses 13 ist ein Heizraum 19 gebildet, in welchem u.a. eine Heizkassette 20 eines Heizregisters bzw. eines Heizers 21 angeordnet ist. Durch den Heizraum 19 seitlich begrenzende Trennwände 22 sind für jeden Strömungsweg 14 und 15 zwei Zweige oder Abschnitte gebildet, und zwar für den Strömungsweg 14 der durch den Heizraum 19 führende Abschnitt 14.1 und der seitlich vom Heizraum 19 an diesem vorbeiführende Bypass oder Abschnitt 14.2 sowie für den Strömungsweg 15 in analoger Weise der durch den Heizraum 19 führende Abschnitt 15.1 und der seitlich vom Heizraum vorbeiführende Bypass oder Abschnitt 15.2. In Strömungsrichtung nach dem Heizraum 19 sind die beiden Abschnitte jedes Strömungsweges 14 bzw. 15 wiederum zusammengeführt, und zwar über steuerbare Luftführungen 23 bzw. 24 zur Regelung des Mischungsverhältnisses der den Heizraum 19 durchströmenden Schrumpfgasmenge und der am Heizraum vorbeigeführten Schrumpfgasmenge, d.h. zur Temperaturregelung. Die Heizkassette 20 besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten und voneinander beabstandeten Platten oder Rippen, die jeweils mit ihren Oberflächenseiten parallel zur Strömungsrichtung der den Heizraum 19 bzw. die Heizkassette 20 durchströmenden Luft orientiert sind.

[0018] Das Herzstück des Heizers 21 ist ein flammenlos arbeitender und mit Gas betriebener Porenbrenner 25, der an der Oberseite der Heizkassette 20 und von dieser etwas beabstandet vorgesehen ist und der unmittelbar in den Heizraum 19 wirkt, d.h. dessen heiße Verbrennungsgase unmittelbar dem Heizraum 19 zugeführt werden, dort die Heizkassette 20 erhitzen sowie auch der diese Heizkassette 20 durchströmenden Luft beigemischt werden. Der Porenbrenner 25 besteht im Wesentlichen aus einem Brennraum oder Reaktor 26, der von einem oder mehreren

Porenkörper mit einer Vielzahl von Durchlässen oder Kanälen, beispielsweise von wenigsten einem Porenkörper aus einem keramischen Material gebildet ist und dem über ein Gebläse 27 ein Gemisch aus einem gasförmigen Energieträger, beispielsweise Erdgas oder Propangas, und Luft zugeführt wird. Im Inneren des Porenkörpers oder Reaktors 26 erfolgt die Verbrennung des gasförmigen Energieträgers ohne Flammenbildung an der Außenfläche des Porenkörpers 26.

[0019] Wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung sind u.a.:

• Senkung der Energiekosten

• Senkung der CO2-Belastung

• Reduzierung der Aufheizzeit

[0020] Durch saubere und nahezu schadstoffarme Verbrennung können Abgase des Porenbrenners 25 ohne weitere Maßnahmen, wie z.B. Kamine direkt am Aufstellungsort in den Schrumpfgasstrom oder aber auch in eine umgebende Produktionshalle abgegeben werden. So lässt sich beispielsweise durch den Betrieb des Schrumpfgaserhitzers 5 mit Erdgas oder Flüssiggas bzw. Propangas eine Energiekosteneinsparung bis zu 50 % im Vergleich zu einem elektrisch betriebenen Schrumpfgaserhitzer erreichen. Auch der Cθ ₂ -Ausstoß, d.h. die Cθ2-Belastung reduziert sich bei dem gasbetriebenen Schrumpfgaserhitzer 5 gegenüber einem elektrisch betriebenen Schrumpfgaserhitzer gleicher Leistung um etwa 60 %. Der Heizer 21 kann als komplette Baueinheit eingebaut und ausgetauscht werden. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, den Heizer 21 bei entsprechender konstruktiver Ausbildung in bereits bestehende Schrumpftunnel 1 einzubauen, beispielsweise zum Austausch von bisher verwendeten elektrischen Heißluft- oder Schrumpfgaserhitzern. Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, insbesondere auch hinsichtlich der Ausbildung des Schrumpfgaserzeugers bzw. - erhitzers 5. Allen Ausführungen ist aber gemeinsam, dass der Brenner bzw. die Wärmequelle des Heizers 21 ein flammenloser Porenbrenner 25 ist, bei dem der gasförmige Energieträger ohne offene Flamme verbrennt.

[0021] Bezugszeichenliste

1 Schrumpftunnel

2 Transporteur

3 Schrumpffolie

4 Verpackungseinheit

5 Schrumpfgaserhitzer

6 Innenraum

7 Elektromotor

8 Gebläse

9 Austritt

10 Gebläse

11 Austritt

12 Schrumpftunnelgehäuse

13 Gehäuse

14 Strömungsweg

14.1 , 14.2 Abschnitt

15 Strömungsweg

15.1 , 15.2 Abschnitt

16, 17 Auslass

18 Einlass

19 Heizraum

20 Heizkassette

21 Heizer

22 Trennwände

23, 24 Luftführung

25 Porenbrenner

26 Reaktor

A ₁ B ₁ C Strömung