DE29924045U1 - Gas-heated infrared heater for an infrared drying unit - Google Patents

Gas-heated infrared heater for an infrared drying unit

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Description

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27.06.200127.06.2001

Krieger GmbH & Co KG, MönchengladbachKrieger GmbH & Co KG, Mönchengladbach

BESCHREIBUNGDESCRIPTION Gasbeheizter Infrarot-Strahler für eine Infrarot-TrocknungseinheitGas-heated infrared heater for an infrared drying unit

Die Erfindung betrifft einen gasbeheizten Infrarot-Strahler für eine Infrarot-Trocknungseinheit mit einem Strahlergehäuse, das von einer gasdurchlässigen Brennerplatte in einen Verteilraum für das Gas-Luftgemisch und in einen Brennraum unterteilt wird und an dessen Rückseite ein Mischrohr angeschlossen ist, über das ein Gas-Luftgemisch dem Verteilraum zugeführt wird, wobei die Brennerplatte eine Vielzahl von durchgehenden Kanälen enthält, deren Querschnitt sich in Richtung zum Brennraum in zumindest einer Stufe erweitert.The invention relates to a gas-heated infrared radiator for an infrared drying unit with a radiator housing which is divided by a gas-permeable burner plate into a distribution chamber for the gas-air mixture and into a combustion chamber and to the rear of which a mixing pipe is connected, via which a gas-air mixture is supplied to the distribution chamber, wherein the burner plate contains a plurality of continuous channels whose cross-section widens in the direction of the combustion chamber in at least one stage.

&ogr; Derartige Infrarot-Strahler werden bekannterweise in Trocknersystemen eingesetzt, die zum Trocknen bahnförmiger Materialien, beispielsweise Papier- oder Kartonbahnen, dienen. In Abhängigkeit von der Breite der zu trocknenden Bahn und der gewünschten Heizleistung wird die erforderliche Anzahl von Strahlern in einer oder mehreren Reihen zu einer Trocknungseinheit zusammengestellt, wobei die einzelnen Strahler unmittelbar 5 nebeneinander mit fluchtenden Abstrahlflächen angeordnet sind.&ogr; Such infrared radiators are known to be used in drying systems which serve to dry web-shaped materials, for example paper or cardboard webs. Depending on the width of the web to be dried and the desired heating power, the required number of radiators is assembled in one or more rows to form a drying unit, with the individual radiators being arranged directly next to one another with aligned radiation surfaces.

In der deutschen Patentanmeldung 199 28 096 ist ein gattungsgemäßer Infrarot-Strahler mit einer Brennerplatte aus Keramik beschrieben, die eine Vielzahl von durchgehenden Kanälen enthält, deren Querschnitt sich jeweils stufenförmig in Richtung zum Brennraum 0 erweitert. Die Querschnittserweiterungen der einzelnen Kanäle sind entlang zweier Geraden angeordnet, die senkrecht zur Längsrichtung der Kanäle verlaufen.The German patent application 199 28 096 describes a generic infrared radiator with a ceramic burner plate that contains a plurality of continuous channels, the cross-section of which widens in stages in the direction of the combustion chamber 0. The cross-sectional extensions of the individual channels are arranged along two straight lines that run perpendicular to the longitudinal direction of the channels.

Infrarot-Strahler können im Betrieb sogenannte Feuerraumgeräusche mit erheblicher Lautstärke entwickeln. Die Ursache für die sehr störenden Heultöne ist weitgehend 5 unbekannt. Verstärkt treten sie auf, wenn Strahler in sogenannter Face-to-Face-Anordnung mit gegeneinander gerichteten Strahlflächen angeordnet sind, um BahnenInfrared heaters can generate so-called combustion chamber noises of considerable volume during operation. The cause of these very disturbing howling sounds is largely unknown. They occur more frequently when heaters are arranged in a so-called face-to-face arrangement with the radiation surfaces facing each other in order to create tracks

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gleichzeitig auf beiden Seiten zu trocknen. Um die Feuerraumgeräusche zu vermeiden, ordnet man daher die Strahler versetzt zueinander an, verstellt ihre Position oder arrangiert Dämpfungsmittel an dem Strahler selbst oder innerhalb ihres Wirkungsbereichs.
5
to dry on both sides at the same time. In order to avoid the noise in the combustion chamber, the radiators are arranged offset from each other, their position is adjusted or damping devices are arranged on the radiator itself or within its area of effect.
5

Aus der EP 0 864 813 ist es bekannt, störenden Resonanzgeräuschen bei einem Brenner dadurch entgegenzuwirken, daß die Mündungen der Durchlaßkanäle eines plattenförmigen Brennerkörpers relativ zu einer stromaufwärts liegenden Bezugsebene so angeordnet sind, daß die Distanzvariation eine periodische Funktion erfüllt. Die Kanäle selbst weisen innerhalb des Brennerkörpers einen gleichbleibenden Querschnitt auf.From EP 0 864 813 it is known to counteract disturbing resonance noises in a burner by arranging the openings of the passage channels of a plate-shaped burner body relative to an upstream reference plane in such a way that the distance variation fulfills a periodic function. The channels themselves have a constant cross-section within the burner body.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Infrarot-Strahler so zu verbessern, daß keine störenden Feuerraumgeräusche auftreten und zugleich im Innern des Strahlers Flammenverhältnisse vorliegen, die einen hohen Wirkungsgrad bei der Erzeugung von Infrarot-Strahlung gewährleisten.The invention is based on the object of improving a generic infrared radiator in such a way that no disturbing combustion chamber noises occur and at the same time flame conditions are present inside the radiator which ensure a high degree of efficiency in the generation of infrared radiation.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des tnspruchs 1 gelöst.This problem is solved with the features of claim 1.

Nach der Erfindung erweitern sich die durchgehenden Kanäle in der Brennerplatte 0 stufenförmig in Richtung zum Brennraum. Durch den verengten Querschnitt in dem zur Verteilkammer benachbarten Bereich wird eine gegenüber der Flammenausbreitungsgeschwindigkeit hohe Geschwindigkeit erreicht. Dies verhindert, daß Flammen in den Verteilraum zurückschlagen. Die anschließende Erweiterung der Kanalquerschnitte bewirkt eine derart starke Verminderung der Strömungsgeschwindigkeit, so daß die 5 Flammen von der Oberfläche der Brennerplatte im Brennraum nicht abheben. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Querschnittserweiterungen der Kanäle innerhalb der Brennerplatte entlang einer in Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Welle angeordnet sind. Diese Gestaltung im Innern der Platte verhindert das Auftreten von unerwünschten Feuerraumgeräuschen.
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According to the invention, the continuous channels in the burner plate 0 expand in stages towards the combustion chamber. The narrowed cross-section in the area adjacent to the distribution chamber achieves a high speed compared to the flame propagation speed. This prevents flames from flashing back into the distribution chamber. The subsequent expansion of the channel cross-sections causes such a strong reduction in the flow speed that the 5 flames do not lift off the surface of the burner plate in the combustion chamber. It is essential for the invention that the cross-sectional expansions of the channels within the burner plate are arranged along a wave running perpendicular to the direction of flow. This design inside the plate prevents the occurrence of undesirable combustion chamber noises.
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Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims contain preferred, particularly advantageous embodiments of the invention.

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Nach Patentanspruch 2 ist die Brennerplatte aus einer feuerfesten Keramik gefertigt. Die Platte wird bevorzugt vakuumgeformt, wobei die Kanäle durch entsprechend geformte Werkzeuge freigehalten werden.According to patent claim 2, the burner plate is made of a refractory ceramic. The plate is preferably vacuum-formed, with the channels being kept clear by appropriately shaped tools.

Nach Patentanspruch 3 sind die Erweiterungsstufen der einzelnen Kanäle entlang einer Welle angeordnet sind, die sich quer zur Strömungsrichtung über zumindest eine Wellenlänge, bevorzugt zwei bis drei Wellenlängen erstreckt.According to claim 3, the expansion stages of the individual channels are arranged along a shaft which extends transversely to the flow direction over at least one wavelength, preferably two to three wavelengths.

Bei der Ausführungsform gemäß Patentanspruch 5 befindet sich in am seitlichen Rand der Brennerplatte jeweils ein Wellenberg.In the embodiment according to claim 5, there is a wave crest on the lateral edge of the burner plate.

Bei der Ausführungsform nach Patentanspruch 4 weisen die Kanäle in ihrem verengten und/oder erweiterten Bereich verschiedene Durchmesser auf. Dieses Merkmal wirkt zusätzlich dem Auftreten von Feuerraumgeräuschen entgegen. 15In the embodiment according to claim 4, the channels have different diameters in their narrowed and/or widened areas. This feature also counteracts the occurrence of combustion chamber noise. 15

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels.The drawing serves to explain the invention using a simplified embodiment.

Figur 1 zeigt einen Querschnitt den Aufbau eines Infrarot-Strahlers nach der 0 Erfindung.Figure 1 shows a cross-section of the structure of an infrared radiator according to the invention.

Figur 2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch die Brennerplatte.Figure 2 shows an enlarged section through the burner plate.

Der Infrarot-Strahler enthält ein Strahlergehäuse 1, das von rechtwinklig zueinander 5 angeordneten Seitenwänden 2 und einer Rückwand 3 begrenzt wird. Das Innere des Strahlergehäuses 1 wird von einer gasdurchlässigen Brennerplatte 4 unterteilt, deren Rückseite mit der Rückwand 3 einen Verteilraum 5 für das zugeführte Gas-Luftgemisch bildet. In Strömungsrichtung hinter der Brennerplatte 4 folgt ein Brennraum 6, in dem das durch Kanäle 7 in der Brennerplatte 4 strömende Gas-Luftgemisch verbrannt wird. An der &ogr; Strahlervorderseite wird der Brennraum 6 von einem Metallgitter 8 begrenzt, das von einem Rahmen 9 gehalten wird, der an den Seitenwänden 2 festgeklemmt ist.The infrared radiator contains a radiator housing 1 which is delimited by side walls 2 arranged at right angles to one another 5 and a rear wall 3. The interior of the radiator housing 1 is divided by a gas-permeable burner plate 4, the rear side of which, together with the rear wall 3, forms a distribution chamber 5 for the supplied gas-air mixture. In the direction of flow behind the burner plate 4 there is a combustion chamber 6 in which the gas-air mixture flowing through channels 7 in the burner plate 4 is burned. At the front of the radiator, the combustion chamber 6 is delimited by a metal grid 8 which is held by a frame 9 which is clamped to the side walls 2.

Das Strahlergehäuse 1 wird von einem an seiner Rückseite befestigten Mischrohr 10 gehalten, das in den Verteilraum 5 mündet. Um das Gas-Luftgemisch gleichmäßig an der 5 Rückseite der Brennerplatte 4 zu verteilern, ist in dem Verteilraum 5 eine Prallplatte angeordnet, gegen die das aus dem Mischrohr 10 zugeführte Gemisch strömt.The radiator housing 1 is held by a mixing tube 10 attached to its rear side, which opens into the distribution chamber 5. In order to distribute the gas-air mixture evenly on the rear side of the burner plate 4, a baffle plate is arranged in the distribution chamber 5, against which the mixture supplied from the mixing tube 10 flows.

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In das dem Strahlergehäuse 1 abgewandten oberen Ende des Mischrohrs 10 ist eine Gasdüse 12 eingeschraubt, an die eine Gaszuführleitung 13 angeschlossen ist. Die Gaszuführleitung 13 ist mit einer Sammelleitung 14 verbunden, aus der mehrere nebeneinander angeordnete Strahler mit Gas versorgt werden. Die Versorgung mit Luft erfolgt über eine Hohltraverse 15, an der das Mischrohr 10 befestigt ist. Die Verbindungsleitung 16 für die Luftzufuhr mündet im oberen Teil des Mischrohrs 10 in eine das Auslaßende der Gasdüse 12 umfaßende, nach unten offene Luftkammer 17, so daß in dem Mischraum 18 des Mischrohrs 10 von oben ein Gas-Luftgemisch eingeleitet wird.A gas nozzle 12 is screwed into the upper end of the mixing tube 10 facing away from the radiator housing 1, to which a gas supply line 13 is connected. The gas supply line 13 is connected to a collecting line 14 from which several radiators arranged next to one another are supplied with gas. The air is supplied via a hollow cross member 15 to which the mixing tube 10 is attached. The connecting line 16 for the air supply opens in the upper part of the mixing tube 10 into an air chamber 17 which surrounds the outlet end of the gas nozzle 12 and is open at the bottom, so that a gas-air mixture is introduced into the mixing chamber 18 of the mixing tube 10 from above.

Ein großer Anteil der im Brennraum 6 freigesetzten Verbrennungsenergie wird konvektiv an die Brennerplatte 4 und das Gitter 8 mit seinem Rahmen 9 übertragen. Diese Elemente geben die Energie als Infrarot-Strahlung an der Vorderseite des Strahlers ab.A large proportion of the combustion energy released in the combustion chamber 6 is transferred convectively to the burner plate 4 and the grille 8 with its frame 9. These elements emit the energy as infrared radiation at the front of the radiator.

In Figur 2 ist die Brennerplatte 4 vergrößert dargestellt:In Figure 2 the burner plate 4 is shown enlarged:

Die Brennerplatte 4 ist aus einer feuerfesten Keramik gefertigt, bevorzugt erfolgt die Herstellung durch Vakuumformen, wobei die Kanäle 7 durch entsprechend geformte Werkzeuge freigehalten werden. Wesentlich für die Erfindung ist, daß der Querschnitt jedes Kanals 7 sich in Richtung zum Brennraum 6 zumindest in einer Stufe erweitert.The burner plate 4 is made of a refractory ceramic, preferably by vacuum forming, with the channels 7 being kept free by appropriately shaped tools. It is essential for the invention that the cross section of each channel 7 widens in the direction of the combustion chamber 6 in at least one step.

0 Jeder Kanal 7 weist somit an der Eintrittsseite über eine bestimmte Länge einen geringeren Querschnitt auf als an der Ausstrittsseite. Im Ausführungsbeispiel endet jeder Kanal 7 in einer trichterförmigen Austrittsöffnung 19. Die Länge des Teils mit verengtem Querschnitt der Kanäle 7 ist so gewählt, daß die Querschnittserweiterungen entlang einer in Richtung senkrecht zur Längsrichtung verlaufenden Welle angeordnet sind. Bevorzugt 5 bilden die Querschnittserweiterungen eine ebene Transversalwelle, die parallel zu einer Längsseite des Gehäuses 1 in Richtung zu einer Seitenwand 2 verläuft. Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die einzelnen Kanäle so gestaltet sind, daß ihre Querschnittserweiterungen sich über zumindest eine vollständige Wellenlänge erstrekken. Bevorzugt erstrecken sie sich über zwei bis drei Wellenlängen. Vorteilhaft ist eine 0 Anordnung, bei der sich am seitlichen Rand der Brennerplatte 4 in Strömungsrichtung (in den Figuren von oben nach unten) jeweils ein Wellenberg befindet. Die Kanäle 7 an den seitlichen Rändern haben dann einen verengten Bereich mit maximaler Länge.0 Each channel 7 thus has a smaller cross-section over a certain length on the inlet side than on the outlet side. In the exemplary embodiment, each channel 7 ends in a funnel-shaped outlet opening 19. The length of the part with a narrowed cross-section of the channels 7 is selected such that the cross-sectional expansions are arranged along a wave running in a direction perpendicular to the longitudinal direction. Preferably 5 the cross-sectional expansions form a flat transverse wave running parallel to a long side of the housing 1 in the direction of a side wall 2. It has proven particularly advantageous if the individual channels are designed such that their cross-sectional expansions extend over at least one complete wavelength. Preferably they extend over two to three wavelengths. An arrangement in which there is a wave crest on the lateral edge of the burner plate 4 in the flow direction (in the figures from top to bottom) is advantageous. The channels 7 on the lateral edges then have a narrowed area with a maximum length.

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Zusätzlich kann dem Auftreten von Feuerraumgeräuschen dadurch entgegengewirkt werden, daß die Querschnitte der einzelnen Kanäle 7 im verengten und/oder im erweiterten Bereich unterschiedlich gestaltet sind. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, haben beim Ausführungsbeispiel die Kanäle 7 sowohl in ihrem verengten Bereich als auch in ihrem erweiterten Bereich unterschiedliche Durchmesser. Dabei ist der größte Durchmesser eines Kanals 7 im verengten Bereich nicht größer als der kleinste Durchmesser eines Kanals 7 im erweiterten Bereich.In addition, the occurrence of combustion chamber noise can be counteracted by designing the cross-sections of the individual channels 7 differently in the narrowed and/or widened area. As can be seen from Figure 2, in the exemplary embodiment the channels 7 have different diameters both in their narrowed area and in their widened area. The largest diameter of a channel 7 in the narrowed area is not larger than the smallest diameter of a channel 7 in the widened area.

Claims (5)

1. Gasbeheizter Infrarot-Strahler für eine Infrarot-Trocknungseinheit mit einem Strahlergehäuse (1), das von einer gasdurchlässigen Brennerplatte (4) in einen Verteilraum (5) für das Gas-Luftgemisch und in einen Brennraum (6) unterteilt wird und an dessen Rückseite ein Mischrohr (10) angeschlossen ist, über das ein Gas-Luftgemisch dem Verteilraum (5) zugeführt wird, wobei die Brennerplatte (4) eine Vielzahl von durchgehenden Kanälen (7) enthält, deren Querschnitt sich in Richtung zum Brennraum (6) in zumindest einer Stufe erweitert, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittserweiterungen der Kanäle (7) innerhalb der Brennerplatte (4) entlang einer in Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Welle angeordnet sind. 1. Gas-heated infrared radiator for an infrared drying unit with a radiator housing ( 1 ) which is divided by a gas-permeable burner plate ( 4 ) into a distribution space ( 5 ) for the gas-air mixture and into a combustion chamber ( 6 ) and to the rear of which a mixing pipe ( 10 ) is connected, via which a gas-air mixture is supplied to the distribution space ( 5 ), wherein the burner plate ( 4 ) contains a plurality of continuous channels ( 7 ) whose cross-section widens in the direction of the combustion chamber ( 6 ) in at least one stage, characterized in that the cross-sectional widenings of the channels ( 7 ) are arranged within the burner plate ( 4 ) along a wave running in a direction perpendicular to the flow direction. 2. Infrarot-Strahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennerplatte (4) aus einer feuerfesten Keramik gefertigt ist. 2. Infrared radiator according to claim 1, characterized in that the burner plate ( 4 ) is made of a fireproof ceramic. 3. Infrarot-Strahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungsstufen der einzelnen Kanäle (7) entlang einer Welle angeordnet sind, die sich quer zur Strömungsrichtung über zumindest eine Wellenlänge, bevorzugt zwei bis drei Wellenlängen erstreckt. 3. Infrared radiator according to claim 1 or 2, characterized in that the expansion stages of the individual channels ( 7 ) are arranged along a shaft which extends transversely to the flow direction over at least one wavelength, preferably two to three wavelengths. 4. Infrarot-Strahler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich am seitlichen Rand der Brennerplatte (4) jeweils ein Wellenberg befindet. 4. Infrared radiator according to claim 3, characterized in that a wave crest is located on the lateral edge of the burner plate ( 4 ). 5. Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle (7) in ihrem verengten und/oder in ihrem erweiterten Bereich verschiedene Durchmesser aufweisen. 5. Infrared radiator according to one of claims 1 to 4, characterized in that channels ( 7 ) have different diameters in their narrowed and/or in their widened region.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2310743B1 (en) 2008-07-08 2020-01-15 Solaronics S.A. Radiant burner

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Effective date: 20080121

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