DE19958580A1 - Gas-heated infra-red radiator for infra-red drying unit has radiator housing divided by gas-permeable burner plate into distribution chamber for gas-air mixture and combustion chamber - Google Patents
Gas-heated infra-red radiator for infra-red drying unit has radiator housing divided by gas-permeable burner plate into distribution chamber for gas-air mixture and combustion chamberInfo
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Abstract
Description
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 lamp housing, which is made of a gas-permeable Burner plate in a distribution space for the gas-air mixture and in a combustion chamber is divided and connected to the back of a mixing tube, through which a Gas-air mixture is fed to the distribution room, the burner plate a variety of continuous channels, the cross section of which is towards the combustion chamber expanded in at least one stage.
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 nebeneinander mit fluchtenden Abstrahlflächen angeordnet sind.Such infrared radiators are known to be used in dryer systems that for drying sheet-like materials, such as paper or cardboard sheets, serve. Depending on the width of the web to be dried and the desired one Heating power is the required number of emitters in one or more rows put together to form a drying unit, with the individual emitters immediately are arranged side by side 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 erweitert. Die Querschnittserweiterungen der einzelnen Kanäle sind entlang zweier Geraden angeordnet, die senkrecht zur Längsrichtung der Kanäle verlaufen.In the German patent application 199 28 096 there is a generic infrared radiator described with a ceramic burner plate that has a variety of continuous Contains channels, the cross section of which is step-wise towards the combustion chamber expanded. The cross-sectional extensions of the individual channels are along two Arranged 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 unbekannt. Verstärkt treten sie auf, wenn Strahler in sogenannter Face-to-Face- Anordnung mit gegeneinander gerichteten Strahlflächen angeordnet sind, um Bahnen 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 Wirkungsbe reichs.Infrared emitters can cause so-called combustion chamber noises with considerable Develop volume. The cause of the very annoying howling tones is largely unknown. They occur more often when spotlights in so-called face-to-face Arrangement with opposing beam surfaces are arranged to form webs dry on both sides at the same time. To avoid the combustion chamber noises, therefore, you arrange the spotlights offset to each other, adjust their position or arranges damping means on the radiator itself or within its scope empire.
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 cause disturbing resonance noises Counteracting burner in that the mouths of the through channels of a plate-shaped burner body relative to an upstream reference plane are arranged so that the distance variation fulfills a periodic function. The Channels themselves have a constant cross-section within the burner body on.
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 has for its object a generic infrared radiator to improve that no disturbing combustion chamber noises occur and at the same time in There are flame conditions inside the radiator which contribute to a high degree of efficiency ensure the generation of infrared radiation.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of patent claim 1.
Nach der Erfindung erweitern sich die durchgehenden Kanäle in der Brennerplatte stufenförmig in Richtung zum Brennraum. Durch den verengten Querschnitt in dem zur Verteilkammer benachbarten Bereich wird eine gegenüber der Flammenausbreitungsge schwindigkeit 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 Flammen von der Oberfläche der Brennerplatte im Brennraum nicht abheben. Wesent lich 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.According to the invention, the continuous channels in the burner plate expand step-wise towards the combustion chamber. Due to the narrowed cross section in the Distribution chamber adjacent area is opposite the flame spreading area speed reached high speed. This prevents flames from entering the Strike back the distribution area. The subsequent expansion of the channel cross sections causes such a sharp decrease in flow velocity that the Do not lift flames from the surface of the burner plate in the combustion chamber. Essential Lich for the invention is that the cross-sectional extensions of the channels within the Burner plate along a direction perpendicular to the flow direction Shaft are arranged. This design inside the plate prevents it from occurring of undesirable firebox noise.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. The subclaims contain preferred, since particularly advantageous, configurations the invention.
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 claim 2, the burner plate is made of a refractory ceramic. The The plate is preferably vacuum-formed, the channels being shaped accordingly Tools are kept free.
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 along one Shaft are arranged which are transverse to the direction of flow 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 is located on the side edge a wave crest on 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.In the embodiment according to claim 4, the channels have their narrowed and / or expanded area of different diameters. This feature works in addition to the occurrence of combustion chamber noise.
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand eines vereinfacht dargestell ten Ausführungsbeispiels.The drawing serves to explain the invention with reference to a simplified representation th embodiment.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt den Aufbau eines Infrarot-Strahlers nach der Erfindung. Fig. 1 shows a cross section of the structure of an infrared radiator according to the invention.
Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch die Brennerplatte. Fig. 2 shows an enlarged view of a section through the burner plate.
Der Infrarot-Strahler enthält ein Strahlergehäuse 1, das von rechtwinklig zueinander 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 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 and a rear wall 3 arranged at right angles to one another. The interior of the lamp housing 1 is divided by a gas-permeable burner plate 4 , the back of which forms a distribution space 5 for the supplied gas-air mixture with the rear wall 3 . A combustion chamber 6 follows in the flow direction behind the burner plate 4 , in which the gas-air mixture flowing through channels 7 in the burner plate 4 is burned. At the front of the heater, the combustion chamber 6 is delimited by a metal grille 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 Rückseite der Brennerplatte 4 zu verteilern, ist in dem Verteilraum 5 eine Prallplatte 11 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 back of the burner plate 4 , a baffle plate 11 is arranged in the distribution space 5 , against which the mixture supplied from the mixing tube 10 flows.
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 Verbin dungsleitung 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 , to which a gas supply line 13 is connected, is screwed into the upper end of the mixing tube 10 facing away from the radiator housing 1 . The gas supply line 13 is connected to a manifold 14 , from which several radiators arranged next to one another are supplied with gas. The supply of air takes place via a hollow cross member 15 to which the mixing tube 10 is attached. The connec tion line 16 for the air supply opens into the upper part of the mixing tube 10 in a the outlet end of the gas nozzle 12 comprising downwardly open air chamber 17 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 convectively transmitted to the burner plate 4 and the grille 8 with its frame 9 . These elements emit the energy as infrared radiation on the front of the radiator.
In Fig. 2 ist die Brennerplatte 4 vergrößert dargestellt:The burner plate 4 is shown enlarged in FIG. 2:
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. 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 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 erstrecken. Bevorzugt erstrecken sie sich über zwei bis drei Wellenlängen. Vorteilhaft ist eine 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. The burner plate 4 is made of a refractory ceramic, preferably it is produced by vacuum molding, the channels 7 being kept free by correspondingly shaped tools. It is essential for the invention that the cross section of each channel 7 widens towards the combustion chamber 6 at least in one step. Each channel 7 thus has a smaller cross section on the inlet side over a certain length 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 chosen so that the cross-sectional widenings are arranged along a shaft running in the direction perpendicular to the longitudinal direction. The cross-sectional expansions preferably form a flat transverse shaft which runs parallel to a long side of the housing 1 in the direction of a side wall 2 . It has proven to be particularly advantageous if the individual channels are designed such that their cross-sectional expansions extend over at least one complete wavelength. They preferably extend over two to three wavelengths. An arrangement is advantageous in which there is a wave crest on the lateral edge of the burner plate 4 in the direction of flow (from top to bottom in the figures). The channels 7 on the side edges then have a narrowed area with maximum length.
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 Fig. 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 Durch messer 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 in the expanded area. As can be seen from FIG. 2, in the exemplary embodiment the channels 7 have different diameters both in their narrowed area and in their expanded area. Here, the largest diameter of the channel 7 is not greater in the narrowed area than the smallest diameter of a passage 7 in the extended area.
Claims (5)
Priority Applications (2)
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