DE10040788A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Warenbahnen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Warenbahnen mit wenigstens einem IR-Strahler, wobei der IR-Strahler mit einem Verbrennungsluftventilator und Brenngaszuführmitteln in Verbindung steht und über eine Regeleinrichtung in seiner Heizleistung steuerbar ist. Der Verbrennungsluftventilator ist in seiner Drehzahl regelbar und mit der Regeleinrichtung derart verbunden, daß die Drehzahl an eine gewünschte Heizleistung des IR-Strahlers angepaßt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Ver­ fahren zur Behandlung von Warenbahnen, insbesondere von textilen Warenbahnen, mit wenigstens einem IR-Strahler, wobei der IR-Strahler mit einem Verbrennungsluftventi­ lator und Brenngaszuführmitteln in Verbindung steht und über eine Regeleinrichtung in seiner Heizleistung steu­ erbar ist. Derartige Vorrichtungen werden insbesondere zur Trocknung von Warenbahnen eingesetzt.

Aus der Praxis ist es hierbei bekannt, die Brenngas­ menge von einem Temperaturregler zu regeln. In Abhän­ gigkeit von der Brenngasmenge wird dann die erforderli­ che Verbrennungsluft durch einen weiteren Regelkreis angepaßt. Die Mengendosierung erfolgt dabei üblicher­ weise durch Drosselklappen, die über Motoren angesteu­ ert werden. Für die Zündung der IR-Strahler ist zudem eine separate Einrichtung notwendig.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Vor­ richtung gemäß Anspruch 1 bzw. das Verfahren gemäß An­ spruch 7 zu vereinfachen und die Betriebssicherheit zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 7 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung von Wa­ renbahnen weist wenigstens einen IR-Strahler auf, wobei der IR-Strahler mit einem Verbrennungsluftventilator und Brenngaszuführmitteln in Verbindung steht und über eine Regeleinrichtung in seiner Heizleistung steuerbar ist. Der Verbrennungsluftventilator ist dabei in seiner Drehzahl regelbar und steht mit der Regeleinrichtung derart in Verbindung, daß die Drehzahl an eine ge­ wünschte Heizleistung angepaßt werden kann.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Brenngaszuführmittel einen Druckregler auf, der die Brenngasmenge in Abhängigkeit des vom Verbrennungsluft­ ventilators erzeugten Luftdrucks regelt. Bei dieser Ausführungsform kann somit vollständig auf motorange­ steuerte Drosselklappen zur Dosierung der Verbrennungs­ luft bzw. des Brenngases verzichtet werden.

Eine besonders kritische Situation bei Vorrichtungen zur Behandlung von Warenbahnen mit IR-Strahlern ergibt sich immer dann, wenn der Transport der Warenbahn un­ terbrochen wird, wie das beispielsweise bei einer No­ tabschaltung der Fall ist. Werden als IR-Strahler bei­ spielsweise Keramikstrahler eingesetzt, glühen diese aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Masse relativ lange nach, wodurch die Warenbahn beschädigt werden kann. Um die Warenbahn in solchen Fällen zu schützen, hat man daher Konstruktionen entwickelt, bei denen die IR-Strahler weggeschwenkt werden können. Eine andere bekannte Lösung sieht vor, daß zwischen Warenbahn und IR-Strahler ein Schutzvorhang gezogen wird. Derartige Schutzmaßnahmen sind jedoch relativ aufwendig.

Der Einsatz eines in der Drehzahl regelbaren Verbren­ nungsluftventilators hat jedoch den Vorteil, daß auf die oben angesprochenen Schutzmaßnahmen verzichtet werden kann. Wird beim Stillstand der Warenbahn oder aus anderen Gründen eine sofortige Abkühlung des IR-Strah­ lers gewünscht, wird statt des Gas-Luftgemisches ledig­ lich Luft dem IR-Strahler zugeführt, wobei die Drehzahl auf die höchste Drehzahl, die ggf. höher als im Normal­ betrieb liegen kann, geregelt wird. Auf diese Weise er­ gibt sich eine sofortige Abkühlung des IR-Strahlers, so daß die Warenbahn nicht beschädigt wird.

Weist der IR-Strahler zudem eine Strahlerfläche aus ei­ nem Metallgewebe auf, läßt sich die Abkühlzeit des IR- Strahlers gegenüber von Keramik-Strahlern erheblich verkürzen, da die Keramik-Strahler aufgrund ihrer hohen Masse eine etwas längere Abkühlzeit benötigen.

Der Verbrennungsluftventilator wird zweckmäßigerweise über einen Frequenzumrichter von der Regeleinrichtung zur Veränderung der Drehzahl angesteuert. Die Regelein­ richtung kann mit einem Temperatur- und/oder Feuchtig­ keitssensor in Verbindung stehen, um die Heizleistung des IR-Strahlers durch Veränderung der Drehzahl des Verbrennungsluftventilators an einen gewünschten Wert anzupassen.

Zur Zündung des IR-Strahlers wird über den Frequenzum­ richter eine bestimmte Drehzahl des Verbrennungsluft­ ventilators angesteuert. Dadurch kann immer mit einer genau definierten Heizleistung gestartet werden. Eine separate Zündbypass-Schaltung ist daher nicht erforder­ lich. Nach erfolgter Zündung wird die Regeleinrichtung in Verbindung mit dem Temperatur- und/oder Feuchtig­ keitssensor freigegeben, so daß die Temperatur bzw. Feuchtigkeit automatisch auf den vorgewählten Sollwert gefahren werden kann. Der Frequenzumrichter begrenzt die minimale und maximale Ventilatordrehzahl. Dadurch wird auch die minimale und maximale Heizleistung des IR-Strahlers begrenzt. Innerhalb dieses Drehzahlberei­ ches wird eine kontinuierliche Leistungsregelung ge­ währleistet.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung wer­ den anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des IR- Strahlers und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Mi­ schers.

Die in Fig. 1 in einem Blockschaltbild dargestellte Vor­ richtung zur Behandlung von Warenbahnen weist insbeson­ dere ein oder mehrere IR-Strahler 1, einen Verbren­ nungsluftventilator 2, Brenngaszuführmittel 3 sowie eine Regeleinrichtung 4 auf. Der IR-Strahler 1 steht mit dem Verbrennungsluftventilator 2 und den Brenngas­ zuführmitteln 3 in Verbindung, wobei mit der Regelein­ richtung 4 die Drehzahl des Verbrennungsluftventilators 2 veränderbar ist, so daß die Drehzahl an eine ge­ wünschte Heizleistung angepaßt werden kann.

Die IR-Strahler 1 sind je nach Anforderungen auf einer oder beiden Seiten einer Warenbahn 5, insbesondere einer textilen Warenbahn, angeordnet. Die Warenbahn 5 wird in an sich bekannter Art und Weise relativ zu den IR-Strahlern 1 transportiert. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel sind zwei IR-Strahler oberhalb der Waren­ bahn 5 dargestellt. Mit gestrichelten Linien sind zwei weitere Strahler auf der Unterseite angedeutet. Die An­ zahl der in und quer zur Transportrichtung angeordneten IR-Strahler hängt von den jeweiligen Anforderungen ab.

Im Bereich der Warenbahn oder irgendwo im Bereich des Abluftweges der Vorrichtung ist ein Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor 6 vorgesehen, dessen Aus­ gangssignal der Regeleinrichtung 4 zugeführt wird. Die Regeleinrichtung 4 regelt über einen Frequenzumrichter 7 die Drehzahl des Verbrennungsluftventilators 2, um im in Abhängigkeit des Signals des Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensors 6 die Heizleistung des IR-Strahler 1 an eine gewünschte Heizleistung anzupassen.

Die Brenngaszuführmittel 3 weisen insbesondere einen Druckregler 30 auf, der die Brenngasmenge in Abhängig­ keit des vom Verbrennungsluftventilators 2 erzeugten Verbrennungsluftdrucks regelt. Der Druckregler 30 steht somit über eine Fühlleitung 31 mit der Verbrennungs­ luftleitung 20 in Verbindung. Der Druckregler 30 do­ siert somit selbsttätig den Druck des Brenngases in der Brenngasleitung 32. Das gewünschte Verhältnis von Ver­ brennungsluftdruck zu Brenngasdruck läßt sich am Druck­ regler manuell oder elektrisch einstellen.

Die Brenngaszuführmittel weisen selbstverständlich wei­ tere an sich bekannte Einrichtungen, wie Magnetventile 33, Druckanzeigen 34, Druckwächter 35, einen weiteren Druckregler 36 und einen Gasdurchflußmengenmesser 37 auf.

Auch im Bereich der Verbrennungsluftleitung 20 können weitere Einrichtungen, wie Druckanzeige 21 und Druck­ wächter 22, vorgesehen sein.

Zwischen dem Verbrennungsluftventilator 2, den Brenn­ gaszuführmitteln 3 und den IR-Strahlern 1 ist ferner ein Mischer 8 vorgesehen, in dem die Verbrennungsluft mit dem Brenngas zu einem Gas-Luftgemisch vermischt wird. Der Mischer 8 kann insbesondere als Gleichstrom­ mischer oder Gegenstrommischer ausgebildet sein. Im in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mischer 8 als Gegenstrommischer ausgebildet. Eingangsseitig ist der Mischer 8 über die Verbrennungsluftleitung 20 mit dem Verbrennungsluftventilator 2 und über die Brenngas­ leitung 32 mit den Brenngaszuführmitteln 3 verbunden. Die Brenngasleitung 32 mündet derart in die Verbren­ nungsluftleitung 20 ein, daß das Brenngas 38 im Gegen­ strom zur Verbrennungsluft 23 eingeführt und mit dieser zum Gasluftgemisch 11 vermischt wird. Die Mischung im Gegenstrommischer hat zwar gegenüber dem Gleichstrommi­ scher höhere Strömungsverluste, ist jedoch wesentlich intensiver, so daß ein gleichmäßiger durchmischtes Gas- Luftgemisch 11 entsteht. Dies wiederum führt zu einer besseren und gleichmäßigeren Verbrennung.

Das Gas-Luftgemisch 11 wird über die Gas-Luftge­ mischleitungen 10 den IR-Strahlern 1 zugeführt.

Die IR-Strahler 1 können beispielsweise als Keramik- Strahler ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft lassen sich jedoch im Rahmen der Erfindung IR-Strahler einsetzen, deren Strahlerfläche aus einem Metallgewebe be­ steht. Ein solcher Strahler ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einer Ver­ teilerkammer 12 und einem Metallgewebe 13, das bei­ spielsweise auf ein nicht näher dargestelltes Stützgit­ ter aufgespannt ist. Das Metallgewebe 13 kann bei­ spielsweise durch ein gesintertes Metallgewebe gebildet werden. Die eigentliche Brennzone 14 findet auf der äu­ ßeren Oberfläche oder im Inneren des Metallgewebes 13 statt. Die Wärmeübertragung kann dabei je nach Art der Brennbedingungen durch Strahlung oder Konvektion erfol­ gen.

Im Strahlungsmodus findet die Verbrennung mehr inner­ halb des Metallgewebes 13 statt, wobei dieses bis zum Glühen aufheizt. Im Konvektionsmodus sind auf der Ober­ fläche des Metallgewebes 13 hin- und herhuschende blaue Flammen sichtbar, die den wesentlichen Teil der Heiz­ leistung durch Konvektion freigeben.

Zur Zündung des IR-Strahlers 1 wird über den Fre­ quenzumrichter 7 digital eine bestimmte Drehzahl des Verbrennungsluftventilators 2 angesteuert. Dadurch kann immer mit einer genau definierten Strahlerleistung ge­ startet werden. Eine Zündbypass-Schaltung ist daher nicht erforderlich. Nach erfolgter Zündung wird die Re­ geleinrichtung 4 freigegeben, so daß die Heizleistung automatisch auf den vorgegebenen Sollwert gefahren wird. Über das Signal des Temperatur- und/oder Feuch­ tigkeitssensors 6 kann die Regeleinrichtung 4 die Heiz­ leistung durch Änderung der Drehzahl auf einem ge­ wünschten Niveau halten.

Durch den Frequenzumrichter 7 kann eine kontinuierliche Veränderung der Drehzahl und damit eine kontinuierliche Veränderung der Heizleistung des IR-Strahlers 1 bewirkt werden.

Beim Abschalten des Strahlers wird insbesondere die weitere Zufuhr von Brenngas 38 unterbrochen, indem bei­ spielsweise die Magnetventile 33 geschaltet werden. Gleichzeitig bleibt aber der Verbrennungsluftventilator 2 in Betrieb und wird über die Regeleinrichtung 4 und den Frequenzumrichter 7 auf die höchste Drehzahl ge­ steuert. Die höchste Drehzahl kann ggf. auch über dem normalen Regelbereich liegen. Auf diese Weise findet in den IR-Strahlern 1 keine weitere Verbrennung statt, sondern es wird vielmehr eine erhöhte Luftmenge durch­ geblasen. Auf diese Weise kann eine sofortige Abkühlung des IR-Strahlers auf Raumtemperatur innerhalb weniger Sekunden erfolgen. Aufgrund der relativ geringen Masse von IR-Strahlern mit Metallgewebe, sind diese für eine rasche Abkühlung besonders geeignet. Aber auch bei an­ deren Strahlern, wie insbesondere Keramik-Strahlern kann durch die erhöhte Luftmenge eine schnelle Abküh­ lung erreicht werden.

Der besondere Vorteil liegt dann vor allem darin, daß auf Schutzvorhänge und Strahlerabschwenkvorrichtungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, ver­ zichtet werden kann.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Behandlung von Warenbahnen mit we­ nigstens einem IR-Strahler (1), wobei der IR-Strah­ ler mit einem Verbrennungsluftventilator (2) und Brenngaszuführmitteln (3) in Verbindung steht und, über eine Regeleinrichtung (4) in seiner Heizlei­ stung steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftven­ tilator (2) in seiner Drehzahl regelbar ist und mit der Regeleinrichtung (4) derart in Verbindung steht, daß die Drehzahl an eine gewünschte Heizleistung an­ gepaßt werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngaszuführmittel (3) einen Druckregler (30) aufweisen, der die Brenngasmenge in Abhängig­ keit des vom Verbrennungsluftventilators (2) erzeug­ ten Verbrennungsluftdrucks regelt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der IR-Strahler (1) eine Strahlerfläche aus ei­ nem Metallgewebe (13) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenstrommischer (8) vorgesehen ist, der eingangsseitig mit dem Verbrennungsluftventilator (2) und den Brenngaszuführmitteln (3) und ausgangs­ seitig mit dem IR-Strahler (1) in Verbindung steht, wobei das Brenngas (38) mit der Verbrennungsluft (23) im Gegenstrom zu einem Gas-Luftgemisch (11) zu­ sammengeführt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (4) zur Veränderung der Heizleistung des IR-Strahlers (1) mit einem Tempera­ tur- und/oder Feuchtigkeitssensor (6) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftventilator (2) zur Verände­ rung der Drehzahl mit einem Frequenzumrichter (7) in Verbindung steht, der über die Regeleinrichtung (4) ansteuerbar ist.

7. Verfahren zur Behandlung von Warenbahnen mit wenig­ stens einem IR-Strahler (1), wobei ein Verbrennungsluftventilator (2) eine Verbrennungs­ luftmenge erzeugt, die mit einer dosierten Brenngas­ menge vermischt und dem IR-Strahler (1) zugeführt wird, wobei die Heizleistung des IR-Strahlers steu­ erbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Heizleistung die Drehzahl des Verbrennungsluftventi­ lators (2) verändert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngasmenge in Abhängigkeit des Verbren­ nungsluftdrucks dosiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten des IR-Strahlers (1) der Verbrennungsluftventilator (2) auf seine höchste Drehzahl geregelt wird, um eine sofortige Abkühlung des Strahlers zu bewirken.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Verbrennungsluftventilators (2) in Abhängigkeit eines Temperatur- und/oder Feuchtig­ keitssignals geregelt wird.