DE3311774A1

DE3311774A1 - Heizelement

Info

Publication number: DE3311774A1
Application number: DE19833311774
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Langbein and Engelbracht GmbH and Co KG
Current assignee: Langbein and Engelbracht GmbH and Co KG
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1984-10-11

Description

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Langbein & Engelbracht GmbH & Co., 4630 Bochum Heizelement

Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizelement, . insbesondere zum Trocknen von Papierbahnen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Heizkästen werden vornehmlich zum Trocknen von Papierbahnen oder dergleichen eingesetzt. Sie lassen sich jedoch auch für die Beheizung von Räume verwenden. Das in einen Heizkasten einströmende Gas/Luf gemisch trifft in der Regel auf eine Prallplatte, so da es sich gleichmäßig über die gesamte Grundrißfläche des Heizkastens verteilt. Dann durchströmt das Gas/Luftge-

die
misch/die Trennschicht durchsetzenden löcher, um auf der Abström- oder Flammenseite zu verbrennen". Auf der Flammenseite sind üblicherweise noch ein Lochblech und ein Drahtgeflecht vorgesehen.

Die Erfindung befaßt sich in erster Linie mit de Ausgestaltung der Trennschicht. An die Trennschicht wer den verschiedene Forderungen gestellt. Zunächst soll si aufgrund der starken Temperaturunterschiede auf den bei den Seiten hochtemperaturbeständig sein. Dann darf sie nicht zu dick sein, damit der Heizkasten nicht zu schwe wird. Die Dicke der Trennschicht hat wiederum Einfluß auf die Durchmesser der üblicherweise als Durchgangs bohrungen ausgebildeten Löcher, da die Abmessungen der Durchgangsbohrungen in einem bestimmten Verhältnis bezüglich der auf der Abströmseite vorgesehenen Flammentrichter liegen müssen. Um die aus körnigem Keramik-

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material bestehende Trennschicht nicht zu dick machen zu müssen, setzt sich bei bekannten Heizkästen die Trennschicht aus einer Vielzahl von kleinen Keramikplattehen ■ zusammen, in denen die Durchgangslöcher mit einem Durchmesser von etwa 0,4 mm ausgebildet sind. Die Fugen zwischen den nebeneinander liegenden Keramikplättchen sind mit Pilzen abgedichtet. Getragen werden die einzelnen Plättchen von Drähten, die jeweils eine Reihe von Plättchen halten. Hierzu sind in die Seitenwände der Plättchen Nuten eingearbeitet, die von den Drähten durchsetzt werden. Diese Art von Halterung der Keramikplättchen hat sie jedoch als problematisch erwiesen. Die Drähte sind starken Temperaturschwankungen und somit Längenveränderungen ausgesetzt. Darüber hinaus ermüden die Drähte mit der Zeit. Die hierdurch hervorgerufene Beeinträchtigung der Lastaufnahmefähigkeit der Drähte führt dazu, daß der Verbund der Keramikplättchen mit der Zeit aufgehoben wird,

Ein weiterer Nachteil der Keramikplättchen besteht in den geringen Durchmessern der Durchgangsbohrungen. Sollen die Plättchen nicht zu dbk sein, so dürfen die Durchmesser unter Berücksichtigung des Verhältnisses der Flammentrichtergröße zur Durchführungsbohrung einen gewissen Wert nicht überschreiten. Bei gegebener Größe der Flammentrichter müßte man nämlich gleichzeitig mit einer Vergrößerung der Durchmesser der Durchgangsbohrungen auch deren Länge vergrößern.

Schließlich ist ein weiterer Nachteil in der Beschaffenheit des Materials der Plättchen selbst zu

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sehen. Da auf den beiden Seiten der Plättchen stark unterschiedliche Temperaturen herrschen, kann es zu Rißbildungen in dem körnigen Material kommen, so daß die Plättchen unbrauchbar werden. I

Die voraufgehend geschilderten Schwierigkeiten sind im we sentliehen auch dann gegeben, wenn anstelle einer Vielzahl von kleinen Keramikplättchen die Grundrißfläche eines Heizkastens durch eine einzige Keramikplatt' abgedeckt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizelement der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art so weiterzubilden, das sich trotz eines vergleichsweise einfachen Aufbaus durch eine im Vergleich z' den bekannten Heizelementen längere Standzeit auszeichne'

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße hochtemperaturbeständige Pilz ist im wesentlichen gasdicht. Das Gas/Luftgemisch strömt aufgrund der gegebenen Verhältnisse eigentlich nu: durch die in dem Pilz ausgebildeten Löcher. Selbst wenn auf einer Seite aufgrund hoher Temperaturen Risse auftreten sollten, so bleibt dieser Zustand dennoch erhalten. Unter dem Begriff Pilz soll hier ein hochtemperatur beständiges, faseriges Material verstanden werden, desse: Pasern vorzugsweise untereinander vernetzt sind, so daß die durch den Filz gebildete Trennschicht eine bestimmte Eigenstabilität besitzt. Diese Trennschicht ist also _

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eine durchgehende Platte, die sich aus Bahnen eines an sich bekannten Filzmaterials zuschneiden läßt.

Die Löcher sind in an sich bekannter Weise als Durchgangsbohrungen ausgebildet, die auf der Abström- oder Plammenseite in Flammentrichter oder Flammentassen münden. Diese haben entweder rechteckigen, trapezförmigen oder konkav gekrümmten, möglicherweise auch treppenförmig abgestuften Querschnitt.

Je nach Betriebsdauer, Strömungsgeschwindigkeit des Gas/Luftgemisches und spezieller Zusammensetzung des Filzes kann es zu Auswaschungen der Durchgangsbohrungen in der Trennschicht kommen. Dabei werden aus dem Filz kleine Partikel durch das eine relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit aufweisende Gas/Luftgemisch herausgerissen. Um dem dadurch evtl. bedingten frühzeitigen Verschleiß zu begegnen, schlägt die Erfindung vor, daß die als Durchgangsbohrungen ausgebildeten Löcher der Trennschicht mit Keramikröhrchen ausgekleidet sind, die sich von der Zuströmseite her mindestens bis zu dem inneren Rand des Flammentrichters erstrecken. Durch die Keramikröhrchen in den Durchgangsbohrungen wird vermieden, daß sich das Verhältnis von Durchmesser und Länge der Durchgangsbohrungen zu den Flammentrichtern ungünstig verändert und dadurch zu einer instabilen Flammenbildung führt.

Die Keramikröhrchen lassen sich auf einfache Weise in dem Filz befestigen, in-dem die Keramikröhrchen mit einem Kleber etwa bündig mit dem Innenrand des Flammentrichters festgelegt werden, wobei das andere Ende der

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Röhrchen nach Aushärten des Klebers entsprechend der Filzdicke einfach abgebrochen wird. Durch die Verwendung des Klebers wird gleichzeitig erreicht, daß die Filz-Trennschicht absolut gasdicht wird.

Es ist aber auch denkbar, daß die Stabilität der Flammen durch die Merkmale des Anspruchs 6 günstiger beeinflußt werden kann.

Wie bereits erwähnt, weisen Heizkästen der hier in Rede stehenden Art üblicherweise auf der Flammenseite noch ein Lochblech und ein Drahtgewebe auf. Die Standzeit dieses Drahtgewebes ist nicht sonderlich hoch, so daß die Erfindung vorschlägt, das Drahtgeflecht aus einem Keramikgeflecht zu bilden. Ein Auswechseln des Keramikgeflechts nach einer gewissen Betriebszeit wird sich jedoch nicht vermeiden lassen. Damit dieses Auswechseln rasch vonstatten gehen kann und keine unnötigen Ausfallzeiten der Anlage verursacht, in der der Heizkasten eingesetzt wird, können das Lochblech und das Keramikgeflech in einem separaten Kasten untergebracht sein, der leicht abnehmbar an der Flammenseite des Heizkastens angeordnet ist. Zum Auswechseln des Keramikgeflechts braucht dann nur der Kasten mit dem verbrauchten Geflecht abgenommen und durch einen Kasten mit einem neuen Geflecht ersetzt zu werden. Der eigentliche Heizkasten, der die Filz-Trennschicht aufweist und an dem der Anschluß für das Gas/Luftgemisch befestigt ist, wird durch diese Arbeiten nicht berührt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: BAD ORIGINAL

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Figur 1 im Schema eine Trocknungsanlage für

Papierbahnen mit vier Heizkastenreihen;

Figur 2 einen Querschnitt durch einen Heizkasten gemäß der Figur 1;

Figur 3 einen vergrößerten Querschnitt einer in

einem Heizkasten vorgesehenen Filz-Trennschicht und

Figur H in .nochmals vergrößerter Darstellung einer Querschnitt einer abgewandelten Ausführungsform einer Filz-Trennschicht.

Figur 1 zeigt eine Trocknungsanlage 1 für Papierbahnen 2. Eine sich gemäß dem Pfeil P bewegende Papierbahn 2 wird unter einem insgesamt vier hintereinander geschaltete Heizkästenreihen 3 bis 6 aufweisenden Heizabschnitt vorbeitransportiert, damit sie durch die von den Heizkästenreihen 3 bis 6 abgegebene Strahlungs- und Konvektionswärme getrocknet wird.

Jeweils ein Heizkasten 7 (siehe auch Figur 2) weist einen rechteckigen Grundriß auf, wobei dessen Längsseiten sich senkrecht zur Zeichenebene erstrecken. An die Seitenwände des Heizkaiens 7 schließen sich die Wände eines Trichters 8 an, der in einen Anschlußstutzen

9 runden, quadratischen oder rechteckigen Querschnitts in der Mitte oberhalb des Heizkastens 7 ausläuft. Der Anschlußstutzen 9 verzweigt sich in einen Luftanschluß

10 und einen Gasanschluß 11, die mit einer Luftleitung bzw. einer Gasleitung 13 verbunden sind. ¹V' —*

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Das den Anschlußstutzen 9 in den Figuren 1 und 2 von oben nach unten durchströmende Gas/Luftgemisch trifft auf eine nicht näher dargestellte Prallplatte in dem Trichter 8, so daß sich das Gemisch gleichförmig über die Grundrißfläche des Heizkastens 7 verteilt, bevor es auf eine in der Figur 2 näher dargestellte Filz-Trennschicht 14 trifft.

Obschon die einzelnen Heizkästen 7 in den Zeichnungen derart dargestellt sind, daß die Flammen nach unt weisen, können die Heizkästen 7 selbstverständlich auch j um 90° oder l80* gedreht angeordnet sein, so daß die Flammen zur Seite oder nach oben gerichtet sind. Dementsprechend sind die in der folgenden Beschreibung verwendeten Begriffe "unten" und "oben" lediglich in Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Anordnungen zu verstehen. Wird also der Heizkasten 7 beispielsweise um l8C gedreht, so sind die Begriffe "unten" und "oben" durch die Begriffe "oben" bzw. "unten" zu ersetzen.

Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist an dem unteren Rand des Trichters 8 ein Halterahmen 15 befestigt, z.B. angeschweißt. An der unteren Innenseite des Halterahmens 15 ist ein umlaufendes Winkelprofil 16 befestigt auf dem der untere umlaufende Rand der als Trennschicht wirkenden Filzplatte lh ruht. Die Filzplatte 14 erstreck sich von der Oberseite der Winkelprofile 16 bis zum untei ren Rand des Trichters 8. Sie besteht aus hochtemperatui beständigem vernetztem Fasermaterial.

Die Filzplatte 14 ist von einer Vielzahl von Löiiern 17 durchsetzt, die als zylindrische Durchgangr,-bohrungen 18 mit daran anschließenden Flammentrichtern

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ausgebildet sind. Um eine stabile Flammenbildung zu gewährleisten, muß die Ausgestaltung der Flammentrichter 19 in einem bestimmten Verhältnis zur Länge und zum Durchmesser der Durchgangsbohrungen 18 liegen. Diese Bemessungsregel ist an sich bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden.

An dem Trichter 8 hängt ein Kasten 20, der auf seiner oberen Seite eine Krempe 21 besitzt, die auf der schrägen Außenfläche des Trichters 8 ruht. Auf der gegenüberliegenden Seite besitzt der Kasten 20 ein rechtwinklig nach innen gebogenen umlaufenden Rand 22, auf dessen Innenseite ein vorzugsweise aus Keramik bestehendes Geflecht 23 liegt. Zwischen der Filzplatte 14 und dem Geflecht 23 ist in dem Kasten-20 ein Lochblech 24 angeordnet. Keramikgeflecht 23 und Lochblech 24 lassen sich zusammen mit dem Kasten 20 von dem übrigen Teil des Heizkastens 7 abnehmen und durch einen anderen Kasten 7 mit einem neuen Keramikgeflecht 23 und einem neuen Lochblech 24 ersetzen.

Figur 3 zeigt im einzelnen einen Ausschnitt aus einer Filzplatte 25₅ welche von mehreren Löchern 26 durchsetzt wird. Dargestellt ist nur ein Loch 26. Die Löcher 26 sind als Durchgangsbohrungen 27 ausgebildet, an die sich abströmseitig Flammentrichter 28 anschließen. Zwischen dem oberen oder inneren Rand 29 der Flammentrichter 28 und der Oberseite 30 der Trennschicht 25 erstreckt sich in de'r Durchgangsbohrung 27 ein dünnes Keramikröhrchen 31. Dieses wird bei der Herstellung der

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Trennschicht 25 in die Durchgangsbohrung 27 bis zum inneren Rand 29 eingeschoben, wobei ein Kleber 32 zwischen die Außenfläche des Keramikröhrchens 31 und die Pilzlage 25 gegeben wird. Nach Aushärten des Klebers

32 wird gegebenenfalls das nach oben überstehende Stück

33 des Keramikröhrchens 31 abgebrochen. Die ausgehärtete Kleberschicht 32 macht im übrigen die Trennschicht 25 vollkommen gasdicht.

Die Flammentrichter 19 bzw. 28 gemäß den Ausführungsformen der Figuren 2 und 3 haben einen trapezförmig Querschnitt. Sie können auch als Flammentassen mit konka gekrümmtem Querschnitt ausgebildet sein. Der Querschnitt kann weiterhin rechteckig oder quadratisch sein, wie die Ausführungsform der Figur 4 zeigt. Hierbei ragt das Keramikröhrchen 31 teilweise in den Flammentrichter 34 hinein. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Stabilität der Flamme günstiger zu beeinflussen. ' I

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16/303^3

- JZ* 3O.3.I983 XR/an

Bezugszeichenaufstellung:

1	Trocknungsanlage
2	Papierbahn
3	Heizkadbenreihe
4	II
5	H
6	T!
7	Heizkasten
8	Trichter
9	Anschlußstutzen
10	Luftanschluß
11	Gasanschluß
12	Luftleitung
13	Gasleitung
14	Trennschicht
15	HaIterahmen
16	Winkelprofil
17	Löcher
18	Durchgangsbohrungen
19	Flammentriehter
20	Kasten
21	Krempe
22	Rand
23	Geflecht
24	Lochblech
25	Filzplatte
26	Löcher
27	Durchgangsbohrungen
28	Flammentrichter
29	Rand
30	Oberseite
31	Keramikröhrchen
32	Kleber
33	überstehender Teil
34	Flammentrichter

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Richtungspfeil

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- Leerseite -

Claims

Patentansprüche:

⁽\1 Heizelement 3 insbesondere zum Trocknen von Papierbahnen, mit einem Heizkasten, an dessen Rückseite ein Gasanschluß angeordnet ist, über den ein Gas/Luftgemisch in den Heizkasten leitbar ist, wo es eine mit einer'Vielzahl von Löchern durchsetzte Trennschicht, die den heißen Teil des Heizkastens von dessen kaltem Teil trennt, durchströmt, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennschicht (14, 25) aus einem sich im wesentlichen über die gesamte Heizkastengrundrißflache erstreckenden,hoch-temperaturbeständigen Filz besteht.
2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Löcher (17_S 26) in der Trennschicht (14, 25) als Durchgangsbohrungen (18, 27) ausgebildet sind, die auf der Abströmseite (Flammenseite) in in der Trennschicht (14, 25) ausgebildete Flammentrichter oder -tassen (19, 28, 34) münder
3. Heizelement nach Anspruch 2, dadurch g e k e η nzei c h η e t , daß der Querschnitt der Flammentrichter oder -tassen (19, 28, 34) rechteckig, trapezförmig oder konkav gekrümmt ist.
4. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die als Durchgangsbohrungen (27) ausgebildeten Löcher (2.6) der Trennschicht (25) mit Keramikröhrchen (31) ausgekleidet sind, die sich von der Zuströmseite her mindestens bis zu dem inneren Rand.(29) der Flammen-

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trichter (28) erstrecken.
5. Heizelement nach Anspruch h₃ dadurch gekennzeichnet ₃ daß die Keramikröhrchen (31) mit einem Kleber (32) etwa bündig mit dem Innenrand (29) der Flammentrichter (28) festgelegt sind, wobei das andere Ende (33) der Röhrchen (31) gegebenenfalls entsprechend der Filzdicke abgebrochen wurde.
6. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet ₃ daß die Keramikröhrchen (3D mindestens teilweise in die Flammentrichter (3*0 hineinragen.

7· Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem auf der Flammenseite der Trennschicht ein Lochblech und ein Drahtgeflecht vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet ₅ daß das Drahtgeflecht als Keramikgeflecht (23) ausgebildet ist.