DE102006053198B4 - drying plant - Google Patents
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Abstract
Trocknungsanlage (10) mit einer Heizvorrichtung (12) zum Heizen oder Trocknen von Trocknungsgut (14), mit einem einen Innenraum (22) umschließenden Gehäuse (20) mit einer Strahlungsöffnung (24), mindestens einem in dem Gehäuse-Innenraum (22) angeordneten und auf die Strahlungsöffnung (24) gerichteten Strahlerelement (40), und einer Lüftungsanordnung (13) zum Belüften des Gehäuse-Innenraums (22) mit einem Lüftungsgas, wobei die Strahlungsöffnung (24) abdeckungsfrei ausgebildet ist, wobei die Lüftungsanordnung (13) derart ausgebildet ist, dass zwischen dem Strahlerelement (40) und der Strahlungsöffnung (24) vollflächig eine Lüftungsgas-Strömung von innen nach außen vorliegt, wobei die der Strahlungsöffnung (24) gegenüberliegende Gehäuse-Bodenwand (30) und zwei Gehäuse-Längswände (28, 29) vollflächig Belüftungsdüsen (34) aufweisen, und wobei die Lüftungsgas-Strömung im Bereich der Strahlungsöffnung (24) eine Geschwindigkeit hat, derart, dass die Strömung in diesem Bereich laminar ist.Drying installation (10) with a heating device (12) for heating or drying of material to be dried (14), with a housing (20) surrounding a housing (20) having a radiation opening (24), at least one in the housing interior (22) and to the radiation opening (24) directed radiator element (40), and a ventilation arrangement (13) for venting the housing interior (22) with a vent gas, wherein the radiation opening (24) is formed free of cover, wherein the ventilation arrangement (13) is formed is that between the radiator element (40) and the radiation opening (24) over the entire surface a ventilation gas flow from the inside out, wherein the radiation opening (24) opposite the housing bottom wall (30) and two housing longitudinal walls (28, 29) Entire ventilation nozzles (34), and wherein the ventilation gas flow in the region of the radiation opening (24) has a speed such that the flow in the di This area is laminar.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Trocknungsanlage mit einer Heizvorrichtung zum Heizen oder Trocknen von Trocknungsgut.The invention relates to a drying plant with a heating device for heating or drying of drying material.
Trocknungsanlagen werden in der verarbeitenden Industrie dazu eingesetzt, Trocknungsgut zu trocknen, zu erhitzen, einer Wärmebehandlung zu unterziehen, zu sterilisieren etc.. Bei vielen Trocknungsprozessen werden Staub, Gase oder Dampf freigesetzt, die eine staub-, gas- bzw. dampfhaltige Atmosphäre in der Nähe der Heizvorrichtung erzeugen. In der Heizvorrichtung ist mindestens ein Strahlerelement angeordnet, das gegebenenfalls hohe Temperaturen erzeugt. Die belastete Atmosphäre umspült auch das Strahlerelement, so dass sich beispielsweise Staub auf dem Strahlerelement ablagern kann. Hierdurch wird unter anderem der Wirkungsgrad des Strahlerelementes verschlechtert. Staubablagerungen führen ferner durch ihre Absorption von Infrarot-Strahlung zu einem Anstieg der Temperatur, wodurch grundsätzlich die Brandgefahr erhöht wird. Das Gleiche gilt in ähnlicher Weise für Dämpfe und Gase, die in die Nähe des Strahlerelementes geraten.Drying systems are used in the processing industry to dry, heat, heat treat, sterilize, etc., drying material. Many drying processes release dust, gases or steam that create a dust, gas or vapor atmosphere in the drying process Create near the heater. In the heater at least one radiator element is arranged, which optionally generates high temperatures. The contaminated atmosphere also flows around the radiator element, so that, for example, dust can be deposited on the radiator element. As a result, inter alia, the efficiency of the radiator element is deteriorated. Dust deposits also lead by their absorption of infrared radiation to an increase in temperature, which in principle increases the risk of fire. The same applies in a similar way to vapors and gases that come close to the radiator element.
Aus
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Trocknungsanlage mit einer Heizvorrichtung mit einem guten Wirkungsgrad und wirksamer Abschirmung gegen Atmosphäre von außen zu schaffen.The object of the invention is to provide a drying plant with a heater with a good efficiency and effective shielding against the outside atmosphere.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.This object is achieved by the features of claim 1.
Die Heizvorrichtung der Trocknungsanlage gemäß Patentanspruch 1 weist ein einen Innenraum umschließendes Strahler-Gehäuse mit einer Strahlungsöffnung auf. In den von dem Gehäuse bzw. den Gehäuse-Wänden umschlossenen Innenraum ist mindestens ein auf die Strahlungsöffnung des Gehäuses gerichtetes Strahlerelement angeordnet. Ferner ist eine Lüftungsanordnung zum Belüften des Gehäuse-Innenraums mit einem Lüftungsgas vorgesehen. Die Strahlungsöffnung des Gehäuses ist abdeckungsfrei ausgebildet, d. h. das Lüftungsgas kann ohne jede Behinderung und vollflächig durch die Strahlungsöffnung austreten. Auch die von dem Strahlerelement erzeugte Wärmestrahlung tritt ungehindert durch die Strahlungsöffnung hindurch.The heating device of the drying plant according to claim 1 has an interior enclosing radiator housing with a radiation opening. In the enclosed by the housing or the housing walls interior at least one directed onto the radiation opening of the housing radiator element is arranged. Further, a ventilation arrangement for ventilating the housing interior is provided with a ventilation gas. The radiation opening of the housing is formed without cover, d. H. The ventilation gas can escape through the radiation opening without any obstruction and over the entire surface. The heat radiation generated by the radiator element also passes unhindered through the radiation opening.
Die Lüftungsanordnung ist derart ausgebildet, dass zwischen dem Strahlerelement und der Strahlungsöffnung vollflächig eine im Wesentlichen unidirektionale Lüftungsgas-Strömung von innen nach außen vorliegt. Unter einer unidirektionalen Strömung ist eine Lüftungsgas-Strömung zu verstehen, die nicht notwendigerweise vollständig parallel ist, sondern eine Strömung mit einer Vorzugsrichtung von innen nach außen. Hierdurch wird die Strahlungsöffnung vollständig unpassierbar für die gegebenenfalls staubbelastete äußere Atmosphäre. Die Lüftungsgas-Strömung in der Strahlungsöffnung fließt so schnell, dass die kinetische Energie von Staubteilchen bzw. anderen Teilchen in der Atmosphäre nicht ausreicht, entgegen dem Lüftungsgas-Strom bis zu dem Strahlerelement zu gelangen. Das Strahlerelement bleibt also auch über lange Betriebsdauer zuverlässig staubfrei. Die Lüftungsgas-Strömung ist bezüglich Geschwindigkeit und Richtung im Wesentlichen homogen, so dass Turbulenzen durch Strömungsinhomogenitäten, wie sie bei Trocknungsanlagen nach dem Stand der Technik sowohl vor als auch hinter der Strahlungsöffnung auftreten können, vermieden werden. Durch das Lüftungsgas werden ferner das Strahlerelement sowie die Gehäuse-Wände gekühlt.The ventilation arrangement is designed such that there is a substantially unidirectional ventilation gas flow from the inside to the outside over the whole area between the radiator element and the radiation opening. A unidirectional flow is to be understood as meaning a ventilation gas flow which is not necessarily completely parallel, but rather a flow with a preferred direction from the inside to the outside. As a result, the radiation opening is completely impassable for the possibly dust-laden external atmosphere. The ventilation gas flow in the radiation opening flows so fast that the kinetic energy of dust particles or other particles in the atmosphere is insufficient to reach the radiator element, contrary to the ventilation gas flow. The radiator element thus remains reliably dust-free even over a long service life. The ventilation gas flow is substantially homogeneous in terms of speed and direction, so that turbulence due to flow inhomogeneities, which can occur both in front of and behind the radiation opening in drying systems of the prior art, can be avoided. Become through the ventilation gas Furthermore, the radiator element and the housing walls cooled.
Vorzugsweise weist die der Strahlungsöffnung gegenüberliegende Gehäuse-Bodenwand vollflächig Belüftungsdüsen auf. Statt einer oder weniger großer Belüftungsöffnungen ist eine Vielzahl von Belüftungsdüsen über die gesamte Fläche der Gehäuse-Bodenwand vorgesehen. Hierdurch wird bereits an der Bodenwand eine vollflächige und weitgehend unidirektionale Lüftungsgas-Strömung erzeugt. Diese Strömung wird auf dem Weg zur Strahlungsöffnung nur noch durch das Strahlerelement bzw. die Strahlerelemente gestört, wobei die Vorzugsrichtung der Lüftungsgas-Strömung normal zur Grundebene der Strahlungsöffnung verläuft. Hinter der Gehäuse-Rückwand ist beispielsweise ein Hohlraum vorgesehen, der durch einen angetriebenen Lüfter mit unter geringem Überdruck stehendem Lüftungsgas beaufschlagt wird.The housing bottom wall opposite the radiation opening preferably has ventilation nozzles over its entire area. Instead of one or less large ventilation openings, a plurality of ventilation nozzles is provided over the entire surface of the housing bottom wall. As a result, a full-surface and largely unidirectional ventilation gas flow is already generated on the bottom wall. This flow is disturbed on the way to the radiation opening only by the radiator element or the radiator elements, wherein the preferred direction of the ventilation gas flow is normal to the ground plane of the radiation opening. Behind the housing rear wall, for example, a cavity is provided, which is acted upon by a driven fan with standing under slight overpressure ventilation gas.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung beträgt die Länge der Belüftungsdüsen in der Gehäuse-Rückwand mindestens das Dreifache, besonders bevorzugt mindestens das Fünffache des Düsen-Durchmessers. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Lüftungsgas gerichtet und gleichmäßig strömend aus den Belüftungsdüsen austritt, und hierdurch schon vor Erreichen des Strahlerelementes homogen und turbulenzarm oder -frei strömt.According to a preferred embodiment, the length of the ventilation nozzles in the housing rear wall is at least three times, more preferably at least five times the nozzle diameter. In this way it is ensured that the ventilation gas directed and uniformly exiting the ventilation nozzles, and thus even before reaching the radiator element flows homogeneously and turbulence or free.
Vorzugsweise hat die Lüftungsgas-Strömung im Bereich der Strahlungsöffnung eine derartige Geschwindigkeit, dass die Lüftungsgas-Strömung in diesem Bereich vollflächig ein laminares Strömungsbild aufweist. Durch die Laminarität der Lüftungsgas-Strömung im Bereich der Strahlungsöffnung wird verhindert, dass Außen-Atmosphäre in die Strahlungsöffnung hinein gelangen kann, wie dies beispielsweise der Fall wäre, wenn im Bereich der Strahlungsöffnung turbulente Lüftungsgas-Strömung auftreten würde, die Außen-Atmosphäre durch die Strahlungsöffnung hindurch in den Gehäuse-Innenraum hineintragen könnte.Preferably, the ventilation gas flow in the region of the radiation opening has a speed such that the ventilation gas flow has a laminar flow pattern over this entire area in this area. The laminarity of the ventilation gas flow in the region of the radiation opening prevents outside atmosphere from entering the radiation opening, as would be the case, for example, if turbulent ventilation gas flow occurred in the area of the radiation opening, the outside atmosphere through the radiation atmosphere Radiation opening could carry into the housing interior.
Vorzugsweise ist die Heizvorrichtung und ist insbesondere die Lüftungsanordnung derart ausgebildet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Lüftungsgases im Bereich der Strahlungsöffnung mindestens 0,3 m/s und höchstens 2,5 m/s beträgt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Lüftungsgases darf einerseits nicht zu klein sein, um zu verhindern, dass Staubpartikel mit hoher Impulsenergie entgegen der Strömungsrichtung des Lüftungsgases in den Gehäuse-Innenraum eindringen können, und darf andererseits nicht zu groß sein, um jedenfalls geschwindigkeitsbedingte Turbulenzen der Lüftungsgas-Strömung im Bereich der Strahlungsöffnung zu vermeiden.Preferably, the heating device and in particular the ventilation arrangement is designed such that the flow velocity of the ventilation gas in the region of the radiation opening is at least 0.3 m / s and at most 2.5 m / s. On the one hand, the flow velocity of the ventilation gas must not be too small in order to prevent dust particles with high pulse energy from entering the housing interior against the flow direction of the ventilation gas, and on the other hand not be too large to cause any velocity-induced turbulence of the ventilation gas flow Area of the radiation opening to avoid.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Abstand der Belüftungsdüsen zueinander kleiner als 10 mm. Das Belüftungsdüsen-Raster sollte möglichst engmaschig sein, um bereits im Bereich der Bodenwand des Gehäuses eine relativ gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung zu realisieren, wodurch wiederum bereits an der Strahlerelement-Rückseite eine gleichmäßige unidirektionale Lüftungsgas-Strömung generiert wird. Der Durchmesser der Belüftungsdüsen ist bevorzugt kleiner als 3,0 mm.According to a preferred embodiment, the distance of the ventilation nozzles to one another is less than 10 mm. The ventilation nozzle grid should be as narrow as possible in order to realize a relatively uniform velocity distribution already in the region of the bottom wall of the housing, which in turn already at the radiator element back a uniform unidirectional ventilation gas flow is generated. The diameter of the ventilation nozzles is preferably smaller than 3.0 mm.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Gehäuse-Bodenwand aus Keramik, d. h., sie besteht aus einem oder mehreren massiven Keramik-Körpern oder -Platten. Die Belüftungsdüsen sind in Form zylindrischer Bohrungen in der Keramik-Platte realisiert. Der auf diese Weise von dem Lüftungsgas durchströmte Keramik-Körper ist ein guter thermischer Isolator. Keramik ist ferner elektrostatisch unproblematisch und im Falle einer Erwärmung bis über 1000°C temperaturbeständig. Alternativ können für die Gehäuse-Rückwand auch andere Materialien verwendet werden, die ein gleichmäßiges Durchströmen des Lüftungsgases erlauben, beispielsweise Glasseidengewebe, Glasfasermatten, Metallgewebe, Schaumkeramik, Metallschäume, gesinterte Materialien u. ä..According to a preferred embodiment, the housing bottom wall made of ceramic, d. h., it consists of one or more solid ceramic bodies or plates. The ventilation nozzles are realized in the form of cylindrical holes in the ceramic plate. The ceramic body through which the ventilation gas flows in this way is a good thermal insulator. Ceramic is also electrostatically unproblematic and temperature resistant in the case of heating to over 1000 ° C. Alternatively, other materials can be used for the housing rear wall, which allow a uniform flow through the ventilation gas, such as glass fabric, glass fiber mats, metal mesh, foam ceramic, metal foams, sintered materials u. etc. ..
Vorzugsweise ist die Zuströmseite des Strahlerelementes stromlinienförmig ausgebildet, d. h. nicht mit Kanten versehen, sondern abgerundet. Hierdurch wird die Lüftungsgas-Strömung so wenig wie möglich gestört. Lediglich die Verengung des Strömungsquerschnittes im Bereich der Strahlerelemente bewirkt eine geringe Beschleunigung in der Ebene der Strahlerelemente. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Lüftungsgas-Strömung auch hinter dem Strahlerelement bzw. den Strahlerelementen möglichst störungsfrei und turbulenzfrei weiterströmt.Preferably, the inflow side of the radiator element is formed streamlined, d. H. not edged, but rounded. As a result, the ventilation gas flow is disturbed as little as possible. Only the narrowing of the flow cross-section in the area of the radiator elements causes a slight acceleration in the plane of the radiator elements. This ensures that the ventilation gas flow continues to flow as smoothly as possible and without turbulence behind the radiator element or the radiator elements as well.
Vorzugsweise ist das Strahlerelement ein Infrarot-Strahlungsstab, der zwischen den Gehäuse-Seitenwänden und beabstandet zu den übrigen Gehäuse-Wänden angeordnet ist.Preferably, the radiator element is an infrared radiation rod disposed between the housing sidewalls and spaced from the remaining housing walls.
Im Folgenden wird anhand der . Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.The following is based on the. Figures an embodiment of the invention explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
In der
Die Heizvorrichtung
Die Bodenwand
In dem von den Gehäuse-Wänden
Die Strahlungsöffnung
An der Rückseite der Gehäuse-Bodenwand ist ein im Längsschnitt U-förmiger Lüfterraum
Wie in der
Während des Betriebes der Trocknungsanlage
Durch den Lüfter
Das aus den Belüftungsdüsen
Alternativ oder ergänzend kann die Bodenwand an ihren Längs- und Seitenrändern ein dichteres Belüftungsdüsen-Raster aufweisen als auf ihrer übrigen Fläche. Alternativ kann der Seitenrand ohne Lüftungsdüsen ausgeführt werden, wobei der Abstand vom Strahlerelement zum Seitenrand größer gewählt werden muss, als der Abstand zwischen zwei Strahlerelementen.Alternatively or additionally, the bottom wall may have at its longitudinal and lateral edges a denser aeration nozzle grid than on its remaining surface. Alternatively, the side edge can be carried out without ventilation nozzles, wherein the distance from the radiator element to the side edge must be greater than the distance between two radiator elements.
Durch die beschriebene Innenraum-Belüftung wird in dem Innenraum
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