DE10237529A1

DE10237529A1 - Infrarot-Strahler und mechanische Abschalteinrichtung hierfür

Info

Publication number: DE10237529A1
Application number: DE10237529A
Authority: DE
Inventors: Richard Dr. Aust; Juan Paniagua; Frank Schicht
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2004-02-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mechanische Abschalteinrichtung (80), insbesondere für einen Infrarot-Strahler, zur Unterbrechung der Zufuhr an Brennfluid oder Brennfluid-Luft- bzw. Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch durch eine Zuführdüse, umfassend ein Halteteil (96) oder eine Haltestelle und ein federvorgespanntes, einen Stangenabschnitt (84) umfassendes Betätigungsteil (82), wobei das Halteteil bzw. die Haltestelle das Betätigungsteil (82) entgegen der Federvorspannung in einer Bereitschaftsstellung hält und die Abschaltvorrichtung dadurch auf eine übermäßige Temperaturerhöhung, insbesondere auf einen Flammenrückschlag, anspricht, dass das Halteteil (96) bzw. die Haltestelle in Folge einer Erweichung oder eines Schmelzens oder einer Formänderung das Betätigungsteil freigibt, so dass dieses unter der Federvorspannung mit einem Verschlussabschnitt (88) die Zuführdüse verschließt, sowie einen eine derartige Abschalteinrichtung (80) aufweisenden Infrarot-Strahler. Es wird vorgeschlagen, dass die Abschalteinrichtung (80) ein Rohrelement (86) aufweist, in welches der Stangenabschnitt (84) verschiebbar aufgenommen ist, dass in der Bereitschaftsstellung in Nachbarschaft zu einem Ende (92) des Rohrelements (86) der Verschlussabschnitt (88) des Betätigungsteils (82) bereitsteht, dass wenigstens eine die Federvorspannung dem Betätigungsteil (82) erteilende Vorspannfeder (90) zwischen dem Rohrelement (86) und einem Abstützabschnitt (88) des Betätigungsteils (82) eingespannt ist, und dass ...

Description

Die Erfindung betrifft nach einem Aspekt allgemein Infrarot-Strahler, insbesondere als Flächenstrahler ausgebildete Infrarot-Strahler, die auf Grundlage eines Brennfluids oder Brennfluid-Luft- oder Brennfluid-Sauerstoff-Gemisches, insbesondere eines Brenngases oder Brenngas-Luft- oder Brennfluid-Sauerstoff-Gemisches, betreibbar sind. Es wird insbesondere an derartige Infrarot-Strahler gedacht, die in Trocknersystemen oder Warmbehandlungssystemen eingesetzt werden, um bahnförmige Materialien, beispielsweise Papier- oder Kartonbahnen, zu trocknen bzw. zu behandeln, namentlich in der Papier- und Karton-Industrie. Dabei kann es sich beispielsweise um die Erwärmung der Materialbahn in der Pressenpartie einer Papier- oder Kartonmaschine, um die Trocknung von Papier oder Karton oder um die Trocknung von Streichfarbe auf Papier oder Karton handeln. Bei derartigen, in der Papier- und Karton-Industrie üblichen Anlagen für Bahnmaterial werden in der Regel mehrere Infrarot-Strahler in einer oder mehreren Reihen hinter- bzw. nebeneinander angeordnet, wobei sich die jeweilige Reihe über die ganze Bahnbreite erstreckt.
Derartige Infrarot-Strahler sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt geworden, es wird beispielsweise auf die DE 36 03 387 A1 , DE 199 28 096 A1 und die DE 199 01 145 A1 verwiesen. Eine spezielle Weise der Anordnung derartiger Infrarot-Strahler im Zusammenhang mit Luftbehandlungselementen ist beispielsweise aus der EP 0 916 915 B1 bzw. der dieser entsprechenden DE 698 01 088 T2 bekannt.
Die Erfindung betrifft nach einem spezielleren Aspekt einen Infrarot-Strahler, insbesondere für eine Infrarot-Warmbehandlungseinheit, ggf. Infrarot-Trocknungseinheit, beispielsweise zur Warmbehandlung bzw. Trocknung einer laufenden Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, der mit einem Brennfluid, insbesondere einem Brennfluid-Luft- oder Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch, beheizbar ist, umfassend ein Strahlergehäuse, in dem eine fluiddurchlässige, insbesondere gasdurchlässige Brennerplatte eine Verteilkammer und eine Brennkammer voneinander trennt. An die Verteilkammer schließt sich wenigstens eine Vorkammer an, der über wenigstens eine Zuführdüse das Brennfluid oder das Brennfluid-Luft- bzw. Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch zuführbar ist. Der Vorkammer ist vorzugsweise über die Zuführdüse das Brennfluid und über wenigstens eine weitere Zuführdüse oder Zuführöffnung Luft oder Sauerstoff zuführbar und dient in diesem Fall als Mischkammer, die ein entsprechend zusammengemischtes Brennmedium der Verteilkammer zuführt. In der Regel ist wenigstens ein der Brennkammer zugeordneter, am oder im Strahlergehäuse gehaltener Strahlkörper vorgesehen, der durch in der Brennkammer brennendes, durch die Vorkammer und die Verteilkammer zugeführtes Brennfluid bzw. Brennfluid-Luft- bzw. Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch beheizbar ist. Es braucht sich nicht um einen von der Brennerplatte gesonderten Strahlkörper handeln, sondern der Strahlkörper kann von der Brennerplatte selbst gebildet sein. Ferner umfasst der angesprochene Infrarot-Strahler eine zumindest teilweise in der Vorkammer angeordnete mechanische Abschalteinrichtung zur Unterbrechung der Zufuhr an Brennfluid bzw. Brennfluid-Luft- bzw. Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch in die Vorkammer. Die Abschaltvorrichtung weist ein Halteteil oder eine Haltestelle und ein federvorgespanntes, einen Stangenabschnitt umfassendes Betätigungsteil auf. Das Halteteil bzw. die Haltestelle hält das Betätigungsteil entgegen der Federvorspannung in einer Bereitschaftsstellung. Die Abschaltvorrichtung spricht dadurch auf eine übermäßige Temperaturerhöhung, insbesondere auf einen Flammenrückschlag in die Verteilkammer oder sogar in die Vorkammer, an, dass das Halteteil bzw. die Haltestelle in Folge einer Erweichung oder eines Schmelzens oder einer Formänderung das Betätigungsteil freigibt, so dass dieses unter der Federvorspannung mit einem Verschlussabschnitt die Zuführdüse verschließt.
Ferner betrifft die Erfindung nach einem weiteren Aspekt eine mechanische Abschalteinrichtung, vorzugsweise für einen Infrarot-Strahler, zur Unterbrechung der Zufuhr an Brennfluid oder Brennfluid-Luft- oder Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch durch eine Zuführdüse, umfassend ein Halteteil oder eine Haltestelle und ein federvorgespanntes, einen Stangenabschnitt umfassendes Betätigungsteil. Das Halteteil bzw. die Haltestelle hält das Betätigungsteil entgegen der Federvorspannung in einer Bereitschaftsstellung. Die Abschaltvorrichtung spricht dadurch auf eine übermäßige Temperaturerhöhung, insbesondere auf einen Flammenrückschlag, an, dass das Halteteil bzw. die Haltestelle in Folge einer Erweichung oder eines Schmelzens oder einer Formänderung das Betätigungsteil freigibt, so dass dieses unter der Federvorspannung mit einem Verschlussabschnitt die Zuführdüse verschließt.
Ein derartiger Infrarot-Strahler und eine derartige Abschalteinrichtung sind beispielsweise aus der EP 0 429 359 B1 bzw. der dieser entsprechenden DE 690 22 541 T2 und aus der DE-OS 1 526 013 bekannt, deren Offenbarung in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung durch Bezugnahme vollständig einbezogen wird. Gemäß EP 0 429 359 B1 ist die mechanische Abschalteinrichtung von einem aus Metallband hergestellten feststehenden Gestell gebildet. In zwei langgestreckte Gestellschenkel verbindenden Querverstrebungen ist ein stangenartiges Betätigungsteil gelagert, das an einem Ende mittels einer Hartlotstelle, einer Schweißstelle oder einem Befestigungsteil wie ein Falz aus einem schmelzbaren Material oder einem Teil aus Formgedächnismetall an einem quer verlaufenden Verbindungsschenkel des Gestells gehalten ist, entgegen der Vorspannwirkung einer Schraubenfeder, die zwischen einem als Verschlussabschnitt dienenden Kopf am anderen Ende der Stange und einer diesem Kopf benachbarten Querverstrebung eingespannt ist. Nach der Schrift ist vorgesehen, die bekannte Anordnung in dem Mischrohr des dort als Strahlungsbrenner bezeichneten Infrarot-Strahlers anzuordnen, derart, dass die Gestellschen kel mit dem quer verlaufenden Verbindungsschenkel, an dem das Betätigungsteil lösbar gehalten ist, in die Verteilkammer ragt.
Die DE-OS 1 526 013 schlägt vor, in einem von der Brennkammer abgelegenen Abschnitt der Vorkammer, der ggf. auch als eigene Kammer des Infrarot-Strahlers aufgefasst werden kann, eine mechanische Abschalteinrichtung der angegebenen Art vorzusehen, bei der ein Stößel eines Ventilkörpers gegen die Federvorspannung einer Feder durch eine Lochplatte aus Schmelzmaterial abgestützt ist. Diese Abschalteinrichtung basiert darauf, dass im Falle eines Flammenrückschlags (einer Rückzündung) in diesem Abschnitt der Vorkammer eine Flamme stabil brennen bleibt, deren Hitzeentwicklung die Lochplatte zum Schmelzen bringt, so dass der Stößel des Ventilkörpers sein Widerlager verliert, worauf dann der Ventilkörper auf einen zugeordneten Sitz an einem Düsenkörper der Zufuhrdüse gedrückt wird, um die Zufuhr von weiterem Brenngas zu unterbrechen.
Aufgabe der Erfindung ist, einen Infrarot-Strahler der angegebenen Art bereitzustellen, der hinsichtlich der mechanischen Abschalteinrichtung vergleichsweise einfach und kompakt aufgebaut und vergleichsweise einfach an geeigneter Stelle positionierbar ist oder/und dem Konstrukteur hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung des Infrarot-Strahlers, etwa hinsichtlich der Verteilkammer, vergleichsweise viel Spielraum gibt. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende mechanische Abschalteinrichtung bereitzustellen.
Zur Lösung wenigstens einer dieser Aufgaben wird in Bezug auf den Infrarot-Strahler und die mechanische Abschalteinrichtung vorgeschlagen, dass die Abschalteinrichtung ein Rohrelement aufweist, in welches der Stangenabschnitt verschiebbar aufgenommen ist, dass in der Bereitschaftsstellung in Nachbarschaft zu einem Ende des Rohrelements der Verschlussabschnitt des Betätigungsteils bereitsteht, dass wenigstens eine die Federvorspannung dem Betätigungsteil erteilende Vorspannfeder zwischen dem Rohrelement und einem Abstützabschnitt des Betätigungsteils eingespannt ist, und dass ein Halteabschnitt des Betätigungsteils durch das diesem zugeordnete Halteteil bzw. die diesem zugeordnete Haltestelle direkt oder indirekt am Rohrelement abgestützt ist, um das Betätigungsteil in der Bereitschaftsstellung zu halten.
Durch das Rohrelement kann der Stangenabschnitt bzw. das Betätigungsteil zuverlässig und platzsparend in Position (in der Bereitschaftsstellung) gehalten werden und im Auslösungsfalle mit dem Verschlussabschnitt in die die Zuführdüse erschließende Verschlussposition geführt werden. Rohrmaterial und Stangenmaterial ist überdies sehr kostengünstig, so dass die Abschalteinrichtung soweit sehr kostengünstig herstellbar ist. Insgesamt kann die Abschalteinrichtung nach dem Erfindungsvorschlag sehr einfach aufgebaut sein und dementsprechend eine hohe Funktionssicherheit gewährleisten.
Es wird vor allem an einen derartigen Aufbau der Abschalteinrichtung gedacht, dass sich der Stangenabschnitt durch das Rohrelement erstreckt, so dass an dem einen Ende des Rohrelements der Verschlussabschnitt des Betätigungsteils und an dem anderen Ende des Rohrelements der Halteabschnitt ansteht oder hervorsteht. Die Vorspannfeder kann vorteilhaft zwischen dem einen Ende des Rohrelements und dem Abstützabschnitt, ggf. dem Verschlussabschnitt, eingespannt sein. Es bietet sich dann an, dass sich das Stangenabschnitt durch die dann vorteilhaft als Schraubenfeder ausgeführte Vorspannfeder erstreckt, so dass diese zuverlässig an Ort und Stelle und im gespannten Zustand gehalten wird.
Betreffend den Halteabschnitt wird weiterbildend vorgeschlagen, dass dieser durch das diesem zugeordnete Halteteil bzw. die diesem zugeordnete Haltestelle direkt oder indirekt am anderen Ende des Rohrelements oder/und an einem Außenumfang des Rohrelements abgestützt ist. In der Regel wird man auf Zwischenglieder zwischen Rohrelement und dem Halteteil bzw. der Haltestelle verzichten können.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Halteabschnitt einen Eingriffsabschnitt, insbesondere eine im Wesentlichen quer verlaufende Durchgangsöffnung, aufweist und dass das in den Eingriffsabschnitt formschlüssig eingreifende, sich vorzugsweise durch die Durchgangsöffnung erstreckende Halteteil radial über einen Innenumfang sowie vorzugsweise über einen Außenumfang des Rohrelements vorsteht und mit dem Rohrelement formschlüssig in Eingriff steht. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Ausführung des Halteteils. Beispielsweise kann dieses stiftförmig oder drahtabschnittförmig ausgeführt sein. Es wird beispielsweise daran gedacht, dass das Halteteil von einem Metallstift oder Metalldrahtabschnitt, vorzugsweise einem Lotstift oder Lotdrahtabschnitt, gebildet ist.
In Nachbarschaft zum anderen Ende des Rohrelements kann dieses mit einem radial vorstehenden Halteflansch ausgeführt sein, mittels dem das Rohrelement und damit – unter Vermittlung des Rohrelements – das Betätigungsteil positionierbar und ggf. an geeigneter Stelle montierbar ist. Betreffend den erfindungsgemäßen Infrarot-Strahler wird insbesondere daran gedacht, das Rohrelement und damit – unter Vermittlung des Rohrelements – das Betätigungsteil im Infrarot-Strahler in Zuordnung zur Vorkammer zu positionieren und zu halten.
In diesem Zusammenhang wird betreffend den Infrarot-Strahler beispielsweise an einen derartigen Aufbau gedacht, dass eine die Vorkammer aufweisende, ggf. ein Rohrteil umfassende Gehäuseeinheit und eine die Verteilkammer und die Brennkammer aufweisende Gehäuseeinheit an einem jeweiligen Befestungsabschnitt miteinander verbunden sind. Hierzu wird betreffend die Halterung des Rohrelements speziell vorgeschlagen, dass zwischen den beiden Befestigungsabschnitten der Halteflansch aufgenom men und durch die Befestigungsabschnitte oder/und durch die Befestigungsabschnitte verbindende Verbindungsmittel gehalten ist.
Weiterbildend sowie zusätzlich auch unabhängig von den bisherigen Erfindungsvorschlägen wird betreffend den Infrarot-Strahler ferner vorgeschlagen, dass die im Auslösungsfall die Zuführdüse auf deren Auslassseite verschließende Abschalteinrichtung im Wesentlichen vollständig in der Vorkammer angeordnet ist, vorzugsweise einschließlich der Haltestelle bzw. des Halteteils. Die Haltestelle bzw. das Halteteil ist dabei höchstvorzugsweise in einem Übergangsbereich zwischen der Vorkammer und der Verteilkammer oder in enger Nachbarschaft zu einer Einmündung der Vorkammer in die Verteilkammer angeordnet. Nach diesem Vorschlag werden Einschränkungen in der konstruktiven Gestaltung des Infrarot-Strahlers stromabwärts der Vorkammer, insbesondere in der Verteilkammer, vermieden. In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, dass es zweckmäßig ist, in der Verteilkammer eine Prallplatte zur Gleichverteilung des Brennfluids bzw. Brennfluid-Luft- bzw. Brennfluid-Sauerstoff-Gemisches vorzusehen. Die Verteilkammer und die Prallplatte können nunmehr alleine hinsichtlich des angestrebten Zwecks der gleichmäßigen Verteilung des Brennmediums optimiert werden, ohne noch Bauraum für die ggf. als "Schmelzsicherung" bezeichenbare Abschalteinrichtung vorsehen zu müssen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 zeigt ein erstes Beispiel eines gasbeheizten, als Flächenstrahler ausgebildeten Infrarot-Strahlers für Infrarot-Trocknungseinheiten, auf den die Erfindungsvorschläge vorteilhaft anwendbar sind.
2 zeigt in den Teilfiguren a) und b) zwei weitere Beispiele für gasbeheizte Infrarot-Strahlerfür Infrarot-Trocknungseinheiten, die in manchen Aspekten zum Strahler der 1 sehr ähnlich sind und auf die die Erfindungsvorschläge ebenfalls vorteilhaft anwendbar sind.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abschalteinrichtung, die bei einem Infrarot-Strahler beispielsweise entsprechend 1 oder 2 nachrüstbar ist oder von vornherein konstruktiver Bestandeil eines Infrarot-Strahlers sein kann.
4 zeigt schematisch ein Beispiel eines weitgehend den Beispielen der 1 und 2 entsprechenden Infrarot-Strahlers, der mit . einer der Abschalteinrichtung der 3 im Wesentlichen entsprechenden Abschalteinrichtung ausgeführt ist.
5 zeigt in den Teilfiguren a), b) und c) wesentliche konstruktive Bestandteile einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abschalteinrichtung im Zustand vor dem Zusammenbau. 5a) zeigt einen Betätigungsstift oder Stößel, und 5b) und 5c) zeigen eine zur Positionierung und Montage der Abschalteinrichtung dienende, flauschartige Grundplatte.
6 zeigt in den Teilfiguren a) und b) die fertig montierte Ausführungsform der Abschalteinrichtung gemäß 5, ergänzt um ein an der Grundplatte angebrachtes Rohrelement und eine Vorspannfeder.
Infrarot-Strahler nach der Erfindung werden bevorzugt mit Gas beheizt. Alternativ kann die Beheizung mit einem flüssigen Brennstoff als Heizfluid vorgesehen sein.
1 zeigt einen Infrarot-Strahler 10 nach einer bewährten Konstruktion. Es wird auf die DE 199 01 145 A1 verwiesen, deren Offenbarung durch Bezugnahme vollständig in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.
Der Strahler 10 weist ein Mischerrohr 12 auf, in das an einem Ende eine auch als Mischdüse bezeichenbare Gaszuführdüse 14 eingeschraubt ist. An die Zuführdüse ist eine Gaszuführleitung 16 angeschlossen, die mit einer Sammel-Zuführleitung 18 verbunden ist, aus der mehrere nebeneinander angeordnete Strahler mit Gas 20 (beispielsweise Erdgas) versorgt werden.
Über eine Hohltraverse 22, an der das Mischrohr 12 befestigt ist, wird der Strahler mit Luft 24 (oder alternativ mit reinem Sauerstoff) versorgt. Eine Verbindungsleitung 26 für die Luftzufuhr mündet im oberen Teil des Mischrohrs 12 in eine ein Auslassende der Zuführdüse 14 umfassende, nach unten offene Luftkammer 28, so dass in den Mischraum 30 des Mischrohrs 12 von oben ein Gas-Luft-Gemisch (bzw. ein Gas-Sauerstoff-Gemisch) eingeleitet wird.
Am unteren, offenen Ende des Mischrohrs 12 ist vermittels eines Halterungsflansches 32 ein Gehäuse 34 befestigt, und zwar an einem dem Halterungsflansch zugeordneten Befestigungsabschnitt 36 des Gehäuses. In dem Gehäuse ist eine Brennerplatte 38 angeordnet, die eine Anzahl von durchgehenden Bohrungen 40 aufweist, die in einem Brennraum 42 münden, der zwischen der Brennerplatte 38 und einem im Wesentlichen parallel zu dieser im Abstand angeordneten Strahlkörper 44 gebildet ist. Das Mischrohr 12 mündet in einem von einer Haube 46 und der Brennerplatte 38 abgeschlossenen Raum 48, der zur Verteilung und Zuführung des Gemisches zur Brennerplatte bzw. zu deren Bohrungen dient und dementsprechend zweckmäßig als Verteilraum bezeichenbar ist. Für eine möglichst gute Gleichverteilung des Gemisches ist in dem Verteilraum 48 eine Prallplatte 50 angeordnet, gegen die das zugeführte Gemisch strömt. Die Bren nerplatte 38 und der Strahlkörper 44 sind in dem Gehäuse 34 in umlaufende, feuerfeste Dichtungen 52 eingepasst, die den Brennraum 42 seitlich umschließen.
Der Strahlkörper 44 kann zweckmäßig aus Keramik gefertigt sein, beispielsweise aus Aluminium- oder Zirkoniumoxid, Aluminiumtitanat, Korund oder Mullit. Ein weiteres geeignetes Material ist ggf. Karbonfaser verstärktes Siliziumkarbid. Man kann auch daran denken, den Strahlkörper aus einem hitzebeständigen Metall zu fertigen. Bevorzugt enthält der Strahlkörper eine Vielzahl von durchgehenden Kanälen 54, die als Hohlraumstrahler wirken. Zu näheren Einzelheiten und mögliche Ausführungsvarianten wird auf die DE 199 01 145 A1 verwiesen, deren 1 der 1 dieser Anmeldung entspricht.
2 zeigt in der Teilfigur 2a) eine aus der DE 199 28 096 A1 bekannte Ausführungsform eines Infrarot-Strahlers, der hinsichtlich Mischrohr 12 und der Zufuhr von Gas und Luft im Wesentlichen identisch dem Beispiel der 1 entspricht. Gemäß 2a) ist die Befestigung des Strahlergehäuses 34 am Mischrohr 12 vermittels von Schrauben 20 zu erkennen, die den Halterungsflansch 31 des Mischrohrs 12 und den als Ringflansch ausgeführten Befestigungsabschnitt 36 miteinander verbinden. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet eine Seitenwand und das Bezugszeichen 62 eine eine Haube ähnlich der Haube 46 der 1 bildende Rückwand des Strahlergehäuses 34. Als Strahlkörperanordnung, die die von der Verbrennung im Brennraum 42 gespeiste Infrarot-Strahlung an die Vorderseite des Strahlers abgibt, ist gemäß 2 die Brennerplatte 38 selbst in Verbindung mit einem Gitter 64 und einem Rahmen 66 vorgesehen.
2b) zeigt eine ebenfalls aus der DE 199 28 096 A1 bekannte Ausführungsvariante, bei der die Strahlkörperanordnung von einer Anzahl von Festkörpern 44 und einem diese haltenden Gitter 64 gebildet ist.
Zu weiteren Einzelheiten betreffend die Ausführungsvarianten der 2a) und 2b) wird auf die DE 199 28 096 A1 verwiesen, deren 1 und 2 den 2a) und 2b) dieser Anmeldung entsprechen und deren Offenbarung durch Bezugnahme vollständig in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung einbezogen wird.
Es ist unter Verweis auf 2a) und 2b) noch darauf hinzuweisen, dass man die Brennerplatte und die Strahlkörperanordnung vorteilhaft mit Bohrungen 68 ausführen kann, durch die die Schrauben 20 und ein Werkzeug zum Lösen und Festschrauben der Schrauben 20 von der Vorderseite des Strahlers her einführbar sind, um das Gehäuse 34 von der Vorderseite her montieren bzw. demontieren zu können.
3 zeigt ein Beispiel einer auch als Schmelzsicherung oder Schmelzsicherungsanordnung bezeichenbaren erfindungsgemäßen Abschalteinrichtung zur Unterbrechung der Zufuhr an Brennfluid oder Brennfluid-Luft- oder Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch, ggf. Brenngas oder Brenngas-Luft- oder Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch, durch eine Zuführdüse, beispielsweise eine Zuführdüse eines Infrarot-Strahlers, z. B. der Art, wie in den 1 und 2 exemplarisch gezeigt. Bei derartigen Infrarot-Strahlern dient die Abschalteinrichtung zur Unterbrechung der Zufuhr an Brennfluid bzw. Brennfluid-Luft- bzw. Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch in den Mischraum 30, allgemein in eine Vorkammer zu einer Verteilkammer oder zu einer Brennkammer bzw. in die Vorkammer bzw. die Brennkammer. Grundsätzlich kann eine mechanische Abschalteinrichtung nach den Erfindungsprinzipien bei verschiedenstartig aufgebauten Infrarot-Strahlern zur Anwendung kommen. Aus Sicherheitsgründen sind allerdings solche Strahler bevorzugt, bei denen das Brennfluid bzw. Brenngas einerseits und die für die Verbrennung benötigte Luft bzw. der für die Verbrennung benötigte Sauerstoff andererseits voneinander getrennt zugeführt und erst kurz vor der Verbrennung miteinander gemischt werden.
Die auch als Abschaltvorrichtung bezeichenbare mechanische Abschalteinrichtung 80 der 3 umfasst einen Betätigungsstift oder Betätigungsstößel 82, der mit einem Stangenabschnitt 84 in ein auch als Hülsenelement bezeichenbares Rohrelement 86 aufgenommen ist. Das Hülsen- oder Rohrelement 86 kann einen axial und radial durchgehenden, ununterbrochenen Mantel oder auch einen Durchbrechungen aufweisenden Mantel aufweisen. Beim Beispiel der 3 ist davon ausgegangen, dass der Mantel bzw. das Rohrelement von einer keine seitlichen Öffnungen aufweisenden Rohrwandung 86 gebildet ist.
Der Betätigungsstößel 82 weist an einem aus dem Rohrelement 86 vorstehenden Ende einen Verschlusskopf 88 auf, der dafür dient, im Auslösefall durch eine Vorspannfeder 90 gegen die Einlass- oder Auslassöffnung einer zugeordneten Zuführdüse vorgefahren und in Verschlusseingriff gepresst zu werden. Der Verschlusskopf ist hierzu in seiner Form und seinen Abmessungen an die betreffende Düsenöffnung angepasst. Bevorzugt wird die Abschalteinrichtung 80 der 3 derart angeordnet, dass im Auslösefall der Verschlusskopf 88 auf der Auslassseite an der Zuführdüse angreift, also die Auslassöffnung verschließt.
Beim Beispiel der 3 ist die Vorspannfeder 90 als Schraubenfeder ausgeführt und zwischen einem dem Verschlusskopf 88 benachbarten Rohrende 92 und der Rückseite des Verschlusskopfes 88 eingespannt. Es erstreckt sich hierzu ein aus dem Rohrende 92 vorstehender Teilabschnitt des Stangenabschnitts 84 durch die Schraubenfeder 90 hindurch.
Am anderen Ende des Rohrelements 92 steht ein als Halteabschnitt dienender Endabschnitt 94 des Betätigungsstößels 82 aus dem Rohrelement 86 hervor. Dieser Halteabschnitt 94 ist mit einer Querbohrung versehen, durch die gemäß 3 ein Lotstift oder Lotdrahtabschnitt 96 gesteckt ist, so dass beidseitig des Halteabschnitts 94 jeweils ein Lotabschnitt vom Halteabschnitt radial vorsteht, und zwar zumindest so weit, dass der als Halte teil dienende Lotstift bzw. Lotdrahtabschnitt 94 unter der Vorspannwirkung der Feder 90 gegen das zum Ende 92 entgegengesetzte Ende 98 des Rohrelements 86 bzw. gegen einen gemäß 3 im Bereich dieses Endes 98 am Rohrelement 86 angebrachten Halteflansch 100, der zur Positionierung bzw. Halterung der Abschalteinrichtung 80 dient, gepresst wird. Vermittels des Halteteils 96 wird der Betätigungsstößel 82 entgegen der Vorspannung durch die Vorspannfeder 90 in einer Bereitschaftsstellung gehalten, in der der Verschlusskopf 88 im Abstand zur Zuführdüse angeordnet ist. Kommt es zu einer Temperaturerhöhung über den Lotschmelzpunkt, so schmilzt das Lot-Halteteil 96, und die Vorspannfeder 90 drückt den Verschlusskopf 88 gegen die Zuführdüse, um diese zu verschließen. Bei der Zustellbewegung des Betätigungsstößels 82 aus der Bereitschaftsstellung in die Verschlussstellung, in der der Verschlusskopf 88 die Düse verschließt, wird der Betätigungsstift durch den verschieblichen Eingriff zwischen dem Stangenabschnitt 84 und dem Innenumfang des Rohrelements 86 geführt und dann unter Mitwirkung der Vorspannfeder 90 in der Verschlussstellung gehalten.
4 zeigt schematisch einen Infrarot-Strahler vom den Konstruktionen der 1 und 2 entsprechenden grundsätzlichen Aufbau. Der auch als Grundplatte bezeichenbare Halteflansch 100 ist zwischen dem Halterungsflansch 32 des Mischrohrs 12 und dem Befestigungsabschnitt 36 des Strahlergehäuses 34 aufgenommen, derart, dass der Verschlusskopf 88 der Gasauslassöffnung 102 der Zuführdüse 14 in einem Abstand gegenüberliegt, das im Auslösefall, also nach Schmelzen des Lot-Halteteils am anderen Ende des Rohrelements, der Verschlusskopf 88 durch die Vorspannfeder 90 gegen die Auslassöffnung 102 gefahren und mit dieser in Verschlusseingriff gepresst werden kann. Die zur Verbindung des Haltungsflansches 32 mit dem Befestigungsabschnitt 36 dienenden Schrauben können auch den Halteflansch 100 formschlüssig fixieren, indem sie entsprechende Durchbrechungen oder Durchgangsöffnungen des Halteflansches 100 durchgreifen. Auf diese Weise kann problemlos eine ordnungsgemäße Positionierung der Abschalteinrichtung 80 innerhalb des Mischrohrs 12 bezogen auf die Gasauslassöffnung 102 erreicht werden, wodurch die ordnungsgemäße Montage des Infrarot-Strahlers 10 der 4 bzw. eine Nachrüstung entsprechender Strahler mit einer hieran angepassten Abschalteinrichtung nach der Erfindung erleichtert ist.
In Bezug auf 4 ist noch zu erwähnen, dass zwischen den Flanschen bzw. Abschnitten 32, 100 und 36 Dichtungen 104 angeordnet sein können. Ansonsten kann der Strahler 10 der 4 beispielsweise entsprechend dem Strahler der 2a) ausgeführt sein.
5 zeigt noch ein Beispiel für einen Betätigungsstößel 82 und einen noch nicht an einem Rohrelement angebrachten Halteflansch 100. Es sind Öffnungen 106 für die Montageschrauben 20 im Falle einer Montage entsprechend 4 zu erkennen. Der Halteflansch 100 weist einen äußeren, die Öffnungen 106 aufweisenden Ringabschnitt 108 und einen inneren Ringabschnitt 1 10 auf. Die beiden Ringabschnitte 108 und 110 sind über einteilig damit zusammenhängende Stege 112 verbunden. Am inneren Ringabschnitt 1 10 wird das nicht dargestellte Rohrelement 86 angebracht, beispielsweise angeschweißt oder auf andere formschlüssige oder materialschlüssige Weise befestigt.
Wie in 5b) zu erkennen, sind die beiden Ringabschnitte 108 und 110 axial gegeneinander versetzt, so dass zwischen den Verbindungsstegen 112 ausgebildete Öffnungen 114 zur Seite bzw. nach radial außen hin offen sind.
6 zeigt eine entsprechende Abschalteinrichtung 80 im zusammengebauten Zustand in zwei Ansichten. Das Lot-Halteteil 96 (Lotstift bzw. Lotdrahtabschnitt 96) kommt in einem Axialabschnitt zwischen den beiden Ringabschnitten 108 und 110 zu liegen, so dass rings um das Lot-Halteteil 96 als möglicherweise abschirmendes bzw. wärmeabführendes Material nur die Verbindungsstege 112 vorhanden sind. Entzündet sich aufgrund eines Flammenrückschlags das Brennfluid – bzw. Brenngasgemisch in der Verteilkammer eines entsprechenden Infrarot-Strahlers, so steigt die Temperatur im Bereich des Halteteils 96 vergleichsweise schnell an, bis das Halteteil schmilzt und dann der Stößel 82 mit seinem Verschlusskopf 88 gegen die Auslassöffnung der Zuführdüse gedrückt wird.
Hauptzweck der Öffnungen 114 im Falle einer Anordnung in einem Strahler entsprechend 4 ist, Brenngas- bzw. Brennfluidgemisch aus dem Mischraum 30 des Mischrohrs 12 in den Verteilraum 48 des Brennergehäuses 34 hindurchtreten zu lassen. Auch der Halteflansch 100 der Ausführungsvariante der 3 weist im Falle einer derartigen Anordnung der Abschalteinrichtung 80 entsprechende Durchlässe auf.
Die Abschaltvorrichtung der 3 und der 5 und 6 ist dafür geeignet, mit großer Funktionssicherheit die Gaszufuhr bzw. Brennfluidzufuhr an einer Zuführdüse zu unterbrechen, so dass ein nicht ordnungsgemäßer Brennvorgang (Feuer) etwa im Verteilraum zuverlässig beendet wird, das Feuer mangels brennbarem Medium also erlischt.
Die anhand der 4 erläuterte bevorzugte Anordnung der Abschalteinrichtung 80 in bzw. an dem Mischerrohr 12 bietet den großen Vorteil, dass die Abschalteinrichtung 80 nicht in den Verteilraum ragt, so dass dieser optimal für seine Verteilerfunktion ausgelegt werden kann. Insbesondere kann eine zur Gleichverteilung des Gemisches dienende Prallplatte im Wesentlichen völlig frei innerhalb des Verteilraums positioniert werden. Aus dem Vorsehen der Abschalteinrichtung ergeben sich somit keine konstruktiven Einschränkungen hinsichtlich der Gestaltung und Auslegung des Verteilraums.

10: Infrarot-Strahler
12: Mischrohr
14: Zuführdüse
16: Gaszufuhrleitung
18: Sammel-Zufuhrleitung
20: Gas
22: Hohltraverse
24: Luft
26: Verbindungsleitung
28: Luftkammer
30: Mischraum
32: Halterungsflansch
34: Gehäuse
36: Befestigungsabschnitt
38: Brennerplatte
40: Bohrungen
42: Brennraum
44: Strahlkörper
46: Haube
48: Verteilraum
50: Prallplatte
52: Dichtung
54: Kanäle
60: Seitenwand
62: Rückwand
64: Gitter
66: Rahmen
68: Bohrungen
80: Abschalteinrichtung (Schmelzsicherung)
82: Betätigungsstößel
84: Stangenabschnitt
86: Rohrelement (Rohrwandung)
88: Verschlusskopf
90: Vorspannfeder
92: Rohrende
94: Halteabschnitt, Endabschnitt
96: Lot-Halteteil
98: Rohrende
100: Halteflansch
102: Gasauslassöffnung
104: Dichtungen
106: Öffnungen
108: äußerer Ringabschnitt
110: innerer Ringabschnitt
112: Stege
114: Öffnungen

Claims

Infrarot-Strahler, insbesondere für eine Infrarot-Warmbehandlungseinheit, ggf. Infrarot-Trocknungseinheit, beispielsweise zur Warmbehandlung bzw. Trocknung einer laufenden Materialbahn, insbesondere aus Papier oder Karton, der mit einem Brennfluid, insbesondere einem Brennfluid-Luft-oder Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch, beheizbar ist, umfassend: – ein Strahlergehäuse (34), in dem eine fluiddurchlässige, insbesondere gasdurchlässige Brennerplatte (38) eine Verteilkammer (48) und eine Brennkammer (42) voneinander trennt, – wenigstens eine sich an die Verteilkammer anschließende Vorkammer (30), der über wenigstens eine Zuführdüse (14) das Brennfluid oder das Brennfluid-Luft- oder Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch zuführbar ist, – eine zumindest teilweise in der Vorkammer (30) angeordnete mechanische Abschalteinrichtung (80) zur Unterbrechung der Zufuhr an Brennfluid bzw. Brennfluid-Luft-Gemisch in die Vorkammer, wobei die Abschaltvorrichtung ein Halteteil (96) oder eine Haltestelle und ein federvorgespanntes, einen Stangenabschnitt (84) umfassendes Betätigungsteil (82) aufweist, wobei das Halteteil bzw. die Haltestelle das Betätigungsteil entgegen der Federvorspannung in einer Bereitschaftsstellung hält und die Abschaltvorrichtung dadurch auf eine übermäßige Temperaturerhöhung, insbesondere auf einen Flammenrückschlag in die Verteilkammer oder sogar in die Vorkammer, anspricht, dass das Halteteil (96) bzw, die Haltestelle in Folge einer Erweichung oder eines Schmelzens oder einer Formänderung das Betätigungsteil (82) freigibt, so dass dieses unter der Federvorspannung mit einem Verschlussabschnitt die Zuführdüse (14) verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschalteinrichtung (80) ein Rohrelement (86) aufweist, in welches der Stangenabschnitt (84) verschiebbar aufgenommen ist, dass in der Bereitschaftsstellung in Nachbarschaft zu einem Ende (92) des Rohrelements (86) der Verschlussabschnitt (88) des Betätigungsteils (82) bereitsteht, dass wenigstens eine die Federvorspannung dem Betätigungsteil (82) erteilende Vorspannfeder (90) zwischen dem Rohrelement (86) und einem Abstützabschnitt (88) des Betätigungsteils (82) eingespannt ist, und dass ein Halteabschnitt (94) des Betätigungsteils (82) durch das diesem zugeordnete Halteteil (96) bzw. die diesem zugeordnete Haltestelle direkt oder indirekt am Rohrelement (86) abgestützt ist, um das Betätigungsteil in der Bereitschaftsstellung zu halten.
Infrarot-Stahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der als Mischkammer dienenden Vorkammer über die Zuführdüse (14) das Brennfluid und über wenigstens eine weitere Zuführdüse oder Zuführöffnung (26, 28) Luft oder Sauerstoff zuführbar ist.
Infrarot-Strahler nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens einen der Brennkammer (42) zugeordneten, am oder im Strahlergehäuse gehaltenen Strahlkörper (44; 38, 64), der durch in der Brennkammer (42) brennendes, durch die Vorkammer (30) und die Verteilkammer (48) zugeführtes Brennfluid bzw. Brennfluid-Luft-Gemisch beheizbar ist.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stangenabschnitt (84) durch das Rohrelement (86) erstreckt, so dass an dem einen Ende (92) des Rohrelements (86) der Verschlussabschnitt (88) des Betätigungsteils (82) und an dem anderen Ende (98) des Rohrelements der Halteabschnitt (94) ansteht oder hervorsteht.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannfeder (90) zwischen dem einen Ende (92) des Rohrelements (86) und dem Abstützabschnitt (88), ggf. dem Verschlussabschnitt (88), eingespannt ist.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (94) durch das diesem zugeordnete Halteteil (96) bzw. die diesem zugeordnete Haltestelle direkt oder indirekt am anderen Ende (98) des Rohrelements (96) oder/und an einem Außenumfang des Rohrelements abgestützt ist.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (94) einen Eingriffsabschnitt, insbesondere eine im Wesentlichen quer verlaufende Durchgangsöffnung, aufweist und dass das in den Eingriffsabschnitt formschlüssig eingreifende, sich vorzugsweise durch die Durchgangsöffnung erstreckende Halteteil (96) radial über einen Innenumfang sowie vorzugsweise über einen Außenumfang des Rohrelements vorsteht und mit dem Rohrelement (86) formschlüssig in Eingriff steht.
Infrarot-Strahler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (96) stiftförmig oder drahtabschnittförmig ausgeführt ist.
Infrarot-Strahler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (96) von einem Metallstift oder Metalldrahtabschnitt, vorzugsweise einem Lotstift oder Lotdrahtabschnitt, gebildet ist.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Nachbarschaft zum anderen Ende (98) des Rohrelements (86) dieses mit einem radial vorstehenden Halteflansch (100) ausgeführt ist, mittels dem das Rohrelement und damit – unter Vermittlung des Rohrelements – das Betätigungsteil (82) im Infrarot-Strahler in Zuordnung zur Vorkammer (30) positioniert und gehalten ist.
Infrarot-Strahler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Vorkammer (30) aufweisende, ggf. ein Rohrteil (12) umfassende Gehäuseeinheit und eine die Verteilkammer (84) und die Brennkammer (42) aufweisende Gehäuseeinheit an einem jeweiligen Befestungsabschnitt (32 bzw. 36) miteinander verbunden sind, und dass zwischen den beiden Befestigungsabschnitten der Halteflansch (100) aufgenommen und durch die Befestigungsabschnitte (32, 36) oder/und durch die Befestigungsabschnitte verbindende Verbindungsmittel (20) gehalten ist.
Infrarot-Strahler nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, gewünschtenfalls in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 2 oder/und des Anspruchs 3, oder nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die im Auslösungsfall die Zuführdüse (14) auf deren Auslassseite verschließende Abschalteinrichtung (80) im Wesentlichen vollständig in der Vorkammer (30) angeordnet ist, vorzugsweise einschließlich der Haltestelle bzw. des Halteteils (96), wobei die Haltestelle bzw. das Halteteil (96) höchstvorzugsweise in einem Übergangsbereich zwischen der Vorkammer (30) und der Verteilkammer (48) oder in enger Nachbarschaft zu einer Einmündung der Vorkammer (30) in die Verteilkammer (48) angeordnet ist.
Mechanische Abschalteinrichtung, vorzugsweise für einen Infrarot-Strahler, ggf. einen Infrarot-Strahler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Unterbrechung der Zufuhr an Brennfluid oder Brennfluid-Luft- oder Brennfluid-Sauerstoff-Gemisch durch eine Zuführdüse (14), umfassend ein Halteteil (96) oder eine Haltestelle und ein federvorgespanntes, einen Stangenabschnitt (84) umfassendes Betätigungsteil (82), wobei das Halteteil bzw. die Haltestelle das Betätigungsteil entgegen der Federvorspannung in einer Bereitschaftsstellung hält und die Abschaltvorrichtung dadurch auf eine übermäßige Temperaturerhöhung, insbesondere auf einen Flammenrückschlag, anspricht, dass das Halteteil (96) bzw. die Haltestelle in Folge einer Erweichung oder eines Schmelzens oder einer Formänderung das Betätigungsteil (82) freigibt, so dass dieses unter der Federvorspannung mit einem Verschlussabschnitt die Zuführdüse (14) verschließt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschalteinrichtung (80) ein Rohrelement (86) aufweist, in welches der Stangenabschnitt (84) verschiebbar aufgenommen ist, dass in der Bereitschaftsstellung in Nachbarschaft zu einem Ende (92) des Rohrelements (86) der Verschlussabschnitt (88) des Betätigungsteils (82) bereitsteht, dass wenigstens eine die Federvorspannung dem Betätigungsteil (82) erteilende Vorspannfeder (90) zwischen dem Rohrelement (86) und einem Abstützabschnitt (88) des Betätigungsteils (82) eingespannt ist, und dass ein Halteabschnitt (94) des Betätigungsteils (82) durch das diesem zugeordnete Halteteil (96) bzw. die diesem zugeordnete Haltestelle direkt oder indirekt am Rohrelement (86) abgestützt ist, um das Betätigungsteil in der Bereitschaftstellung zu halten.
Abschalteinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stangenabschnitt (84) durch das Rohrelement (86) er streckt, so dass an dem einen Ende (92) des Rohrelements (86) der Verschlussabschnitt (88) des Betätigungsteils (82) und an dem anderen Ende (98) des Rohrelements der Halteabschnitt (94) ansteht oder hervorsteht.
Abschalteinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannfeder (90) zwischen dem einen Ende (92) des Rohrelements (86) und dem Abstützabschnitt (88), ggf. dem Verschlussabschnitt (88), eingespannt ist.
Abschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (94) durch das diesem zugeordnete Halteteil (96) bzw. die diesem zugeordnete Haltestelle direkt oder indirekt am anderen Ende (98) des Rohrelements (86) oder/und an einem Außenumfang des Rohrelements abgestützt ist.
Abschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteabschnitt (94) einen Eingriffsabschnitt, insbesondere eine im Wesentlichen quer verlaufende Durchgangsöffnung, aufweist und dass das in den Eingriffsabschnitt formschlüssig eingreifende, sich vorzugsweise durch die Durchgangsöffnung erstreckende Halteteil (96} radial über einen Innenumfang sowie vorzugsweise über einen Außenumfang des Rohrelements vorsteht und mit dem Rohrelement (86) formschlüssig in Eingriff steht.
Abschalteinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (96) stiftförmig oder drahtabschnittförmig ausgeführt ist.
Abschalteinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (96) von einem Metallstift oder Metalldrahtab schnitt, insbesondere einem Lotstift oder Lotdrahtabschnitt, gebildet ist.
Abschalteinrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in Nachbarschaft zum anderen Ende (98) des Rohrelements (86) dieses mit einem radial vorstehenden Halteflansch (100) ausgeführt ist, mittels dem das Rohrelement und damit – unter Vermittlung des Rohrelements – das Betätigungsteil (82) positionierbar und ggf. an geeigneter Stelle (30) montierbar ist.