EP0438410B1 - Drying element - Google Patents
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- F26B3/283—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun in combination with convection
Definitions
- the invention relates to a dryer element for use in a printing press according to the preamble of claim 1, and to a dryer unit constructed from such dryer elements.
- a dryer element according to the preamble of claim 1 is known from US-A-2 683 939.
- the rod-shaped heating element is a conventional heating rod, which is located inside the heating tube and is in direct contact with the blown air to be heated.
- Such an arrangement is suitable for heating the blown air when no great heat output has to be transferred to the blown air.
- large amounts of very hot blown air are required so that the printed products are reliably dried on a short way before reaching the next printing station.
- warm air dryer elements are preferred for drying water-based paints, such as those used in particular as a clear lacquer over the printing inks, in order to give the surface of the finished product a shine
- infrared radiation radiation is preferred for drying conventional offset inks and for drying oil-based paints. Dryer elements use.
- Such a combined dryer element is suitable for use with printing inks which respond to both radiation drying and warm air drying. However, if you only want to carry out warm air drying or radiation drying with such a dryer element, as would be advantageous for some applications, this is not possible.
- UV radiation dryer elements are also used for special coatings and printing inks that contain prepolymerized plastic materials. UV drying does not require special measures on a larger scale because of the installation of very powerful UV lamps, but also from radiation protection and from the extraction of the ozone generated by the UV rays, so that appropriately equipped printing machines are always combined with UV drying will be busy.
- the present invention is therefore intended to provide a dryer element which, with a very compact structure, enables the local production of warm blown air in large quantities, so that a blown air dryer unit constructed with it is so compact that a conventional IR dryer can be easily replaced with it .
- a rod-shaped infrared radiator is used to provide a large heat output in a very compact volume. This heat output is first transferred to the blown air by absorption on a heating pipe running parallel to the infrared heater. The blown air to be heated is sent through this. The heating tube is in turn upstream of the blow molding, which emits the heated air.
- a dryer element as stated in claim 2, is particularly short overall, since the heating tube and blow bar are kept within the same transverse limits with respect to the direction of conveyance of the printed products.
- the development of the invention according to claim 3 is advantageous on the one hand in terms of avoiding eddies in the heating tube.
- the convexly curved outer surface of the heating tube ensures that the heat rays striking the heating tube are not reflected back into the infrared radiator, which improves the effective heat flow from the infrared radiator to the heating tube.
- a light funnel leading these rays to the heating tube surface can be accomplished with elements having a circular cross-section that are particularly easy to manufacture.
- the development of the invention according to claim 9 is advantageous with regard to the supply of large amounts of heat to the heating tube with a compact construction of the dryer element.
- the electrical installation and maintenance of the dryer element is also simplified by using a twin infrared heater.
- the secondary air flow is also generated in the dryer element according to claim 11 according to the principle of a water jet pump without an additional fan.
- the development of the invention according to claim 11 also has the further advantage that the outer housing is already at a low temperature, which is advantageous in terms of accident protection.
- the development of the invention according to claim 12 is advantageous in terms of a strong and effective secondary air entrainment effect, since the "water jet pump effect" is better for sharp, fast, small cross-section air jets than for large cross-section, slow air curtains.
- a dryer unit as specified in claim 13 can simply be exchanged for an infrared dryer unit provided in the same standard slide-in frame. With short changeover times, this makes it possible to work with one and the same printing press with either infrared drying or blown air drying.
- FIG. 1 shows a dryer element, generally designated 10, which has an outer housing, generally designated 12.
- the outer housing 12 is delimited by side walls 14, 16, a bottom wall 18 and a grid 20 which is placed on folded support sections 22 of the side walls 14, 16.
- the walls 14-18 have a large dimension when viewed perpendicular to the plane of the drawing.
- the side walls 14, 16 carry, via arms 30, 32, reflector walls 34, 36, which together define an inner housing, designated overall by 38. This runs at a distance from Outer housing 12 so that secondary air channels are obtained between the two housings.
- a horizontal bottom section is formed on the reflector wall 36, and the lower ends of the reflector walls 34, 36 essentially end in an extension of the delivery channel 24.
- Upper wall sections 40, 42 of the reflector walls 34, 36 are arc-shaped. Their free edges delimit a cooling air inlet opening 44 of the inner housing 38, which is at a distance behind the grille 20.
- a heating / nozzle unit designated overall by 46. This includes a heating pipe 48 running perpendicular to the drawing plane of FIG. 1, a nozzle pipe 50 running parallel and at a distance below the heating pipe 48, and a 180 ° elbow 52 with the same cross section, which smoothes the ends of the heating pipe 48 and nozzle pipe 50 lying behind the drawing plane connects.
- the front end of the heating tube 48 in FIG. 1 carries a connecting piece 54 which can be connected to the front of a blower, not shown, e.g. through a flexible hose.
- the front end of the nozzle tube 50 in FIG. 1 is closed by an end wall 56.
- openings 58 are provided in the peripheral wall of the nozzle tube 50 at intervals, in which nozzle bodies 60 are inserted. These each have a nozzle bore 62 which is aligned with the central plane of the discharge channel 24.
- the nozzle body extends 60 at a distance through the slot 64 delimited by the free edges of the lower ends of the reflector walls 34, 36 up to the start of the discharge channel 24.
- the nozzle body 60 is thus also at a distance from the left end of the bottom wall 18 and from the lower end of the side wall 14.
- a twin infrared radiator 66 In the space lying between the legs of the U-shaped heating / nozzle unit, a twin infrared radiator 66, designated overall by 66, is arranged. This has a transparent housing 68 made of quartz glass, in which two heating coils 70, 72 are accommodated. The infrared radiator 76 extends over the entire length of the heating tube 48 and at a relatively short distance from the lowest point of the heating tube 48.
- the half of the outer surface of the housing 68 which is remote from the heating tube 48 is provided with a reflective coating 74, which in practice can be an evaporated gold layer.
- the ends of the infrared radiator 66 are held by angle brackets 76, which in turn are screwed to brackets 78 welded to the top of the nozzle tube 50, as shown at 80.
- the dryer element described above works as follows: The air supplied to the nozzle 54 is pressed through the heating tube 48. The heat rays emitted by the infrared radiator 66 are absorbed by the outer surface of the heating tube 48, so that the heating tube 48 as a whole heats up to a high temperature. Heat is emitted from the heating tube 48 to the air pushed through, and the warm air reaches the nozzle tube 50 via the 180 ° elbow 52.
- the heated air is discharged through the nozzle body 60 to the discharge channel 24.
- the heated air is released in the form of sharp jets. Because of the sudden increase in the cross section of the jet at the discharge end of the nozzle body 60, a vacuum is obtained there.
- air is drawn through the interior of the inner housing 38, as indicated by arrows 82.
- air is drawn in via the secondary air channels, as indicated by the arrows 84.
- the reflector walls 34, 36, on which a portion of the radiation emitted by the infrared emitter 66 also falls, are thus surrounded by secondary air on both sides and are thereby cooled.
- the secondary air preheated in this way which is drawn in via the grille 20, is mixed in the discharge duct 24 with the very hot air which has flowed through the heating tube 48.
- a large volume of warm blown air 86 is thus obtained, which emerges from the discharge channel 24 in the form of a curtain and meets, at an angle, a printed printed sheet 88 which moves in the direction of arrow 90.
- the hot blown air curtain dries layers of paint and varnish on printed sheet 88.
- the infrared radiator 66 can have an output of 3.5 kW and heat an air volume of 60 to 100 m3 of air to about 140 ° C. per hour. Mixing with about half the amount of secondary air then gives blowing air of about 100 ° C., as is desired for drying water-based paints.
- the ratio between the radiation power absorbed by the heating tube 48 and the radiation power absorbed by the reflector walls 34, 36 can be specified via the surface properties of these elements: If the inner surface of the reflector walls 35, 36 is well reflective, the surface of the heating tube 48, on the other hand, absorbs radiation well, so the heat emitted by the infrared radiator 66 largely goes to the air flowing through the heating tube 48. If the reflectivity of the reflector walls 34, 36 deteriorates, an increasing proportion of the radiation power is emitted to the secondary air flow 82, 84 via the reflector walls 34, 36.
- FIG. 2 shows, on an enlarged scale, the path of a few selected rays which originate from the heating coil 70.
- a single cylindrical reflector 92 is provided which coaxially surrounds the heating tube 48.
- rays which emanate from the heating coil 70 at an angle of approximately 45 ° to the vertical are reflected by the surface of the heating tube 48 (assuming incomplete absorption of the rays).
- part of the power of the infrared radiator 66 is thus already due to the geometry onto the reflector walls 34, 36 transmitted.
- this effect is weakened in that the reflector is cylindrical only above the center line of the heating tube 48 and, on the other hand, is flat below the center line. In this way it is achieved that the rays emitted by the heating coils, which are inclined at more than 45 ° to the vertical, reach the outer surface of the heating tube 48, as is also shown by the ray 100 shown there.
- the reflector axis can be placed parallel to and at a distance from the heating tube axis, as shown in FIG. 3.
- M1 denote the heating tube axis
- M2 the reflector axis.
- two crescent-shaped light funnels are obtained, which guide the jet 100 and also a jet 102, which passes straight across the outer surface of the heating tube 48, to the outer surface of the heating tube 48. It can be seen that the rays in between, which represent approximately the same heat output as the rays lying between the vertical and the ray 102, reach approximately the upper half of the heating tube 48 in total. In the arrangement shown in FIG. 3, heating tube 48 is thus heated quite uniformly in the circumferential direction.
- FIG. 4 shows a blown air dryer unit, designated overall by 104, with a frame 106 composed of angle profiles, which carries several dryer elements 10.
- An infrared dryer unit designated as a whole by 108, carries a plurality of infrared radiators 66 on an identical frame 106.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Trocknerelement zur Verwendung in einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie eine aus derartigen Trocknerelementen aufgebaute Trocknereinheit.The invention relates to a dryer element for use in a printing press according to the preamble of claim 1, and to a dryer unit constructed from such dryer elements.
Ein Trocknerelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus der US-A-2 683 939 bekannt. Bei ihm ist das stabförmige Heizelement ein üblicher Heizstab, der sich im Inneren des Heizrohrs befindet und direkt in Kontakt mit der zu erhitzenden Blasluft steht. Eine derartige Anordnung eignet sich dann zum Aufheizen der Blasluft, wenn keine große Wärmeleistung auf die Blasluft übertragen werden muß. Bei sehr großer Fördergeschwindigkeit der Druckerzeugnisse benötigt man große Mengen sehr heißer Blasluft, damit die Druckerzeugnisse auf kurzem Weg vor Erreichen der nächsten Druckstation zuverlässig getrocknet werden.A dryer element according to the preamble of claim 1 is known from US-A-2 683 939. For him, the rod-shaped heating element is a conventional heating rod, which is located inside the heating tube and is in direct contact with the blown air to be heated. Such an arrangement is suitable for heating the blown air when no great heat output has to be transferred to the blown air. In the case of very high conveying speed of the printed products, large amounts of very hot blown air are required so that the printed products are reliably dried on a short way before reaching the next printing station.
Während zum Trocknen von Wasserlacken, wie sie insbesondere als Klarlack über den Druckfarben verwendet werden, um der Oberfläche des fertigen Produktes Glanz zu verleihen, Warmluft-Trocknerelemente bevorzugt werden, finden für das Trocknen von herkömmlichen Offsetfarben und zum Trocknen von Öl-Lacken bevorzugt Infrarotstrahlungs-Trocknerelemente Verwendung.While warm air dryer elements are preferred for drying water-based paints, such as those used in particular as a clear lacquer over the printing inks, in order to give the surface of the finished product a shine, infrared radiation radiation is preferred for drying conventional offset inks and for drying oil-based paints. Dryer elements use.
Es wurde auch schon vorgeschlagen (vergl. EP-A-0080448), zum Trocknen von Druckerzeugnissen ein kombiniertes Strahlungs/Warmluft-Trocknerelement zu verwenden. Bei dem in der EP-A-0080448 beschriebenen Trocknerelement ist eine Vielzahl in Förderrichtung aufeinander folgender Blasleisten durch eine zickzackgefaltete Wand vorgegeben, deren dem Förderweg zugewandete Spitzen mit Blasluftabgabeöffnungen versehen sind, während in den zwischen den Wellungen liegenden Zwischenräumen Infrarotheizstrahler angeordnet sind. Die von den letzteren abgegebene Strahlung erreicht teilweise direkt die Oberfläche der Druckerzeugnisse, teilweise dient sie zum Erwärmen der auf der Rückseite mit Blasluft beaufschlagten zickzackförmig gewellten Wand.It has also already been proposed (see EP-A-0080448) to use a combined radiation / warm air dryer element for drying printed products. In the dryer element described in EP-A-0080448, a plurality of blow strips which follow one another in the conveying direction are predetermined by a zigzag-folded wall, the tips of which face the conveying path and have blown air discharge openings are provided, while infrared heaters are arranged in the spaces between the corrugations. The radiation emitted by the latter partly reaches the surface of the printed products directly, partly it serves to heat the zigzag-shaped corrugated wall on the back with blown air.
Ein derartiges kombiniertes Trocknerelement eignet sich zur Verwendung mit solchen Druckfarben, die sowohl auf Strahlungstrocknung als auch Warmlufttrocknung ansprechen. Möchte man mit einem solchen Trocknerelement jedoch ausschließlich eine Warmlufttrocknung oder eine Strahlungstrocknung durchführen, wie dies für manche Anwendungsfälle vorteilhaft wäre, so ist dies nicht möglich.Such a combined dryer element is suitable for use with printing inks which respond to both radiation drying and warm air drying. However, if you only want to carry out warm air drying or radiation drying with such a dryer element, as would be advantageous for some applications, this is not possible.
Für spezielle Lacke und Druckfarben, welche vorpolymerisierte Kunststoffmaterialien enthalten, werden ferner UV-Strahlungs-Trocknerelemente verwendet. Die UV-Trocknung erfordert nicht zur wegen der Installation sehr leistungsstarker UV-Strahler sondern auch vom Strahlenschutz her und von der Absaugung des von den UV-Strahlen erzeugten Ozones her Spezialmaßnahmen größeren Umfanges, so daß man entsprechend ausgerüstete Druckmaschinen immer in Verbindung mit UV-Trocknung auslasten wird.UV radiation dryer elements are also used for special coatings and printing inks that contain prepolymerized plastic materials. UV drying does not require special measures on a larger scale because of the installation of very powerful UV lamps, but also from radiation protection and from the extraction of the ozone generated by the UV rays, so that appropriately equipped printing machines are always combined with UV drying will be busy.
Bei der IR-Trocknung und der Blaslufttrocknung wäre dagegen eine Umrüstung oft sinnvoll, wenn auf einer vorgegebenen Maschine andere Druckaufträge abgewickelt werden sollen. Diese Umrüstung scheitert aber derzeit daran, daß IR-Trockner und Blaslufttrockner unterschiedlichen Platzbedarf haben: Mit IR-Trocknung kann man auf sehr kompaktem Raum die Trocknung der Druckerzeugnisse bewerkstelligen; herkömmliche Blaslufttrockner benötigen dagegen viel Platz.For IR drying and blow air drying, however, a changeover would often make sense if other print jobs are to be processed on a given machine. However, this conversion currently fails because IR dryers and blow air dryers have different space requirements: With IR drying, the printing products can be dried in a very compact space; Conventional blow air dryers, on the other hand, require a lot of space.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Trocknerelement geschaffen werden, welches bei sehr kompaktem Aufbau die lokale Herstellung von warmer Blasluft in großen Mengen ermöglicht, so daß eine mit ihm aufgebaute Blaslufttrocknereinheit derart kompakt baut, daß ein herkömmlicher IR-Trockner einfach gegen sie ausgetauscht werden kann.The present invention is therefore intended to provide a dryer element which, with a very compact structure, enables the local production of warm blown air in large quantities, so that a blown air dryer unit constructed with it is so compact that a conventional IR dryer can be easily replaced with it .
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Trocknerelement gemäß Anspruch 1.This object is achieved according to the invention by a dryer element according to claim 1.
Bei dem erfindungegemäßen Trocknerelement wird ein stabförmiger Infrarotstrahler dazu verwendet, in einem sehr kompakten Volumen eine große Wärmeleistung bereitzustellen. Das übertragen dieser Wärmeleistung auf die Blasluft erfolgt zunächst durch Absorption auf einem parallel zum Infrarotstrahler verlaufenden Heizrohr. Durch dieses wird die zu erhitzende Blasluft geschickt. Das Heizrohr ist seinerseits der Blasleiste strömungsvorgeschaltet, welche die erhitzte Luft abgibt.In the dryer element according to the invention, a rod-shaped infrared radiator is used to provide a large heat output in a very compact volume. This heat output is first transferred to the blown air by absorption on a heating pipe running parallel to the infrared heater. The blown air to be heated is sent through this. The heating tube is in turn upstream of the blow molding, which emits the heated air.
Man hat so einerseits eine effektive intensive Wärmeübertragung zwischen Infrarotstrahler und Heizrohr, welche man durch direktes Vorbeiblasen der Luft am Infrarotstrahler nicht erreichen könnte. Da die gesamte Aufheizung der Blasluft vor dem Eintreten derselben in die Blasleiste beendet ist, tritt auch an den verschiedenen Austrittsstellen der Blasleiste gleich warme Blasluft aus.On the one hand you have an effective intensive heat transfer between the infrared heater and the heating pipe, which you could not achieve by blowing the air directly past the infrared heater. Since the entire heating of the blown air has ended before it enters the blower strip, the same warm blown air also emerges at the various outlet points of the blower strip.
Würde man die Heißlufterzeugung auf konventionelle Weise dadurch vornehmen, daß man die Blasluft direkt an Widerstandsdrähten vorbeiführt, so müßte man ein Heizregister vorsehen, welches separat außerhalb der Druckmaschine aufgestellt werden muß. Man benötigt also zusätzlichen Aufstellplatz, der an schon installierten Maschinen in der Regel nicht zur Verfügung steht, und man hat auch zusätzliche Wärmeverluste auf dem Weg vom Erzeugungsort zum Anwendungsort.If one were to produce the hot air in a conventional manner by passing the blown air directly past resistance wires, one would have to provide a heating register, which must be installed separately outside the printing press. So you need additional installation space, which is already installed on machines in is usually not available, and you also have additional heat losses on the way from the place of production to the place of use.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Ein Trocknerelement, wie es im Anspruch 2 angegeben ist, baut insgesamt besonders kurz, da Heizrohr und Blasleiste sich in bezüglich der Förderrichtung der Druckerzeugnisse gleichen transversalen Grenzen halten.A dryer element, as stated in claim 2, is particularly short overall, since the heating tube and blow bar are kept within the same transverse limits with respect to the direction of conveyance of the printed products.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist zum einen im Hinblick auf das Vermeiden von Wirbeln im Heizrohr von Vorteil. Darüber hinaus wird durch die konvex gebogene außenliegende Oberfläche des Heizrohres gewährleistet, daß die auf das Heizrohr auffallenden Wärmestrahlen nicht in den Infrarotstrahler zurückreflektiert werden, was den effektiven Wärmestrom vom Infrarotstrahler zum Heizrohr verbessert.The development of the invention according to claim 3 is advantageous on the one hand in terms of avoiding eddies in the heating tube. In addition, the convexly curved outer surface of the heating tube ensures that the heat rays striking the heating tube are not reflected back into the infrared radiator, which improves the effective heat flow from the infrared radiator to the heating tube.
Dabei kann man dann gemäß Anspruch 4 die von der konvexen Außenfläche des Heizrohres weglaufenden Wärmestrahlen mit mechanisch einfachen Mitteln wieder auffangen und zur Lufterhitzung verwenden.It is then possible, according to claim 4, to collect the heat rays running away from the convex outer surface of the heating tube using mechanically simple means and to use them for air heating.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, daß auch diejenigen Wärmestrahlen die Oberfläche des Heizrohres erreichen, die ausgehend vom Infrarotstrahler zunächst am Heizrohr vorbeilaufen.With the development of the invention according to claim 5 it is achieved that those heat rays also reach the surface of the heating tube, which first run past the heating tube starting from the infrared radiator.
Gemäß Anspruch 6 läßt sich ein diese Strahlen zur Heizrohroberfläche führender Lichttrichter mit mechanisch besonders einfach herstellbaren, kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Elementen bewerkstelligen.According to claim 6, a light funnel leading these rays to the heating tube surface can be accomplished with elements having a circular cross-section that are particularly easy to manufacture.
Wählt man den Mittelpunkt des kreisförmigen Reflektors und dessen Radius gemäß Anspruch 7 so, daß die Enden der zu beiden Seiten der Elementmittelebene liegenden beiden Lichttrichter dem Infrarotstrahler gegenüberliegen und spitz zulaufen, erhält man eine in Umfangsrichtung besonders gleichförmige Aufheizung des Heizrohres.If you choose the center of the circular reflector and its radius according to claim 7 so that the ends of the two light funnels lying on both sides of the element center plane lie opposite the infrared radiator and taper to a point, a particularly uniform heating of the heating tube is obtained in the circumferential direction.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf das Zuführen derjenigen Wärmestrahlen zum Heizrohr von Vorteil, die vom Infrarotstrahler in den vom Heizrohr abgelegenen Halbraum abgegeben werden.The development of the invention according to claim 8 is advantageous with regard to the supply of those heat rays to the heating tube which are emitted by the infrared radiator in the half-space remote from the heating tube.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 ist im Hinblick auf das Zuführen hoher Wärmemengen zum Heizrohr bei kompaktem Aufbau des Trocknerelementes von Vorteil. Auch die elektrische Installation und Wartung des Trocknerelementes wird durch die Verwendung eines Zwillings-Infrarotstrahlers vereinfacht.The development of the invention according to claim 9 is advantageous with regard to the supply of large amounts of heat to the heating tube with a compact construction of the dryer element. The electrical installation and maintenance of the dryer element is also simplified by using a twin infrared heater.
Zur Kühlung der dem Infrarotstrahler zugeordneten elektrischen Anschlüsse und Halteeinrichtungen ist es in der Regel notwendig, am Infrarotstrahler einen begrenzten Kühlluftstrom zu unterhalten. Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 wird dieser Kühlluftstrom sehr einfach und ohne zusätzliche Gebläse auf mechanisch sehr einfache Weise dadurch erhalten, daß der Reflektor Teil eines den Infrarotstrahler umgebenden Kühlluftgehäuses ist, welches nach Art einer Wasserstrahlpumpe an den Auslaß der Blasleiste angekoppelt ist.To cool the electrical connections and holding devices assigned to the infrared radiator, it is generally necessary to maintain a limited flow of cooling air on the infrared radiator. With the development of the invention according to
In der Regel ist es aus Kostengründen nicht möglich, die Innenfläche des Reflektor echt spiegelnd auszubilden, z.B. zu polieren und mit einer Oberflächenschicht zu versehen. Eine gut spiegelnde Oberfläche wäre an sich wünschenswert, um einen möglichst großen Anteil der vom Infrarotstrahler gegebenen Wärmestrahlung zur Außenfläche des Heizrohres zu bringen, wo sie dann absorbiert wird. Läßt man jedoch am Reflektor einen Sekundärluftstrom vorbeistreichen und mischt man disen Sekundärluftstrom, der durch den Reflektor aufgewärmt wird, dem Haupt-Blasluftstrom zu, so wird auch die vom Reflektor aufgenommene Wärmemenge nutzbar gemacht. Diesen Nebeneffekt erhält man sowohl bei einem Trocknerelelemt gemäß Anspruch 10 als auch in verstärktem Maße bei einem Trocknerelement gemäß Anspruch 11. Dabei erfolgt auch beim Trocknerelement gemäß Anspruch 11 die Erzeugung des Sekundärluftstromes nach dem Prinzip einer Wasserstrahlpumpe ohne ein zusätzliches Gebläse. Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 hat auch den weiteren Vorteil, daß das Außengehäuse schon auf niederer Temperatur liegt, was im Hinblick auf den Unfallschutz von Vorteil ist.As a rule, it is not possible for cost reasons to make the inner surface of the reflector genuinely reflective, for example to polish it and to provide it with a surface layer. A well reflecting surface would be desirable in itself, to bring as much of the heat radiation as possible from the infrared radiator to the outer surface of the heating pipe, where it is then absorbed. However, if a secondary air stream is passed by the reflector and if this secondary air stream, which is warmed up by the reflector, is mixed with the main blown air stream, the amount of heat absorbed by the reflector is also utilized. This side effect is obtained both in the case of a dryer element according to
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 ist im Hinblick auf einen möglichst ausgeprägten und effektiven Sekundärluft-Mitnahmeeffekt von Vorteil, da die "Wasserstrahlpumpenwirkung" für scharfe, schnelle, kleine Querschnitt aufweisende Luftstrahlen besser ist als für großen Querschnitt aufweisende, langsame Luftvorhänge.The development of the invention according to
Eine Trocknereinheit, wie sie im Anspruch 13 angegeben ist, kann einfach gegen eine in einem gleichen Standard-Einschubrahmen vorgesehene Infrarot-Trocknereinheit ausgetauscht werden. Dies ermöglicht es bei geringen Umrüstzeiten bei ein und derselben Druckmaschine wahlweise mit Infrarottrocknung und Blaslufttrocknung zu arbeiten.A dryer unit as specified in claim 13 can simply be exchanged for an infrared dryer unit provided in the same standard slide-in frame. With short changeover times, this makes it possible to work with one and the same printing press with either infrared drying or blown air drying.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- Figur 1: einen transversalen Querschnitt durch ein Trocknerelement einer Blasluft-Trocknereinheit für eine Offset-Druckmaschine;
- Figur 2: eine Prinzipdarstellung in vergrößertem Maßstabe, anhand welcher die übertragung der Wärme vom Infrarotstrahler zum Heizrohr des Trocknerelementes von Figur 1 erläutert wird;
- Figur 3: eine zu Figur 2 ähnliche Prinzipdarstellung, welche für ein abgewandeltes Trocknerelement gilt; und
- Figur 4: eine Ansicht einer aus Trocknerelementen gemäß Figur 1 aufgebauten Blasluft-Trocknereinheit sowie einer Infrarot-Trocknereinheit, die gleiche Außengeometrie aufweist.
- FIG. 1: a transverse cross section through a dryer element of a blown air dryer unit for an offset printing machine;
- Figure 2 is a schematic diagram on an enlarged scale, based on which the transfer of heat from the infrared radiator to the heating tube of the dryer element of Figure 1 is explained;
- FIG. 3: a basic illustration similar to FIG. 2, which applies to a modified dryer element; and
- 4 shows a view of a blown air dryer unit constructed from dryer elements according to FIG. 1 and an infrared dryer unit which has the same external geometry.
In Figur 1 ist ein insgesamt mit 10 bezeichnetes Trocknerelement wiedergegeben, welches ein insgesamt mit 12 bezeichnetes Außengehäuse hat. Das Außengehäuse 12 ist begrenzt durch Seitenwände 14, 16, eine Bodenwand 18 sowie ein Gitter 20, das auf umgekantete Auflageabschnitte 22 der Seitenwände 14, 16 aufgesetzt ist. Die Wände 14-18 haben senkrecht zur Zeichenebene gesehen große Abmessung.FIG. 1 shows a dryer element, generally designated 10, which has an outer housing, generally designated 12. The
Am in Figur 1 links unten liegenden Ende des Außengehäuses 12 ist ein gestreckter Abgabekanal 24 für Warmluft vorgesehen, der durch umgekantete Wandabschnitte 26, 28 der Seitenwand 14 und der Bodenwand 18 begrenzt ist.At the bottom left in FIG. 1 of the
Die Seitenwände 14, 16 tragen über Arme 30, 32 Reflektorwände 34, 36, die zusammen ein insgesamt mit 38 bezeichnetes Innengehäuse vorgeben. Dieses verläuft unter Abstand zum Außengehäuse 12, so daß zwischen den beiden Gehäusen Sekundärluftkanäle erhalten werden.The
Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist an die Reflektorwand 36 ein horizontaler Bodenabschnitt angeformt, und die unteren Enden der Reflektorwände 34, 36 enden im wesentlichen in Verlängerung des Abgabekanales 24. Obere Wandabschnitte 40, 42 der Reflektorwände 34, 36 sind kreisbogenförmig. Ihre freien Ränder begrenzen eine Kühlluft-Eintrittsöffnung 44 des Innengehäuses 38, die unter Abstand hinter dem Gitter 20 liegt.As can be seen from FIG. 1, a horizontal bottom section is formed on the
Im Innengehäuse 38 ist eine insgesamt mit 46 bezeichnete Heiz/Düseneinheit vorgesehen. Zu dieser gehört ein senkrecht zur Zeichenebene von Figur 1 verlaufendes Heizrohr 48, ein parallel unter Abstand unter dem Heizrohr 48 verlaufendes Düsenrohr 50 und ein gleichen Querschnitt aufweisender 180°-Krümmer 52, der die hinter der Zeichenebene liegenden Enden von Heizrohr 48 und Düsenrohr 50 glatt verbindet.In the
Das in Figur 1 vorne liegende Ende des Heizrohres 48 trägt einen Stutzen 54, der mit der Vorderseite eines nicht gezeigten Gebläses verbindbar ist, z.B. durch einen flexiblen Schlauch. Das in Figur 1 vorne liegende Ende des Düsenrohres 50 ist durch eine Stirnwand 56 verschlossen.The front end of the
Auf einer Mantellinie, die mit der Achse des Abgabekanales 24 fluchtet, sind in der Umfangswand des Düsenrohres 50 unter Abstand aufeinanderfolgend öffnungen 58 vorgesehen, in welche Düsenkörper 60 eingesetzt sind. Diese haben jeweils eine Düsenbohrung 62, die auf die Mittelebene des Abgabekanales 24 ausgerichtet ist.On a surface line, which is aligned with the axis of the
Wie aus Figur 1 ersichtlich, erstreckt sich der Düsenkörper 60 unter Abstand durch den durch die freien Kanten der unteren Enden der Reflektorwände 34, 36 begrenzten Schlitz 64 hindurch bis zum Beginn des Abgabekanales 24. Der Düsenkörper 60 hat somit auch Abstand vom linken Ende der Bodenwand 18 und vom unteren Ende der Seitenwand 14.As can be seen from FIG. 1, the nozzle body extends 60 at a distance through the
In dem zwischen den Schenkeln der U-förmigen Heiz/Düseneinheit liegenden Raum ist ein insgesamt mit 66 bezeichneter Zwillings-Infrarotstrahler 66 angeordnet. Dieser hat ein aus Quarzglas bestehendes transparentes Gehäuse 68, in welchem zwei Heizwendeln 70, 72 untergebracht sind. Der Infrarotstrahler 76 erstreckt sich über die gesamte Länge des Heizrohres 48 und zwar unter verhältnismäßig geringem Abstand vom tiefsten Punkt des Heizrohres 48.In the space lying between the legs of the U-shaped heating / nozzle unit, a twin
Die vom Heizrohr 48 abliegende Hälfte der Außenfläche des Gehäuses 68 ist mit einer reflektierenden Beschichtung 74 versehen, die in der Praxis eine aufgedampfte Goldschicht sein kann.The half of the outer surface of the
Die Enden des Infrarotstrahlers 66 sind von Winkelträgern 76 gehalten, die ihrerseits mit an der Oberseite des Düsenrohres 50 festgeschweißten Haltewinkeln 78 verschraubt sind, wie bei 80 gezeigt.The ends of the
Das oben beschriebene Trocknerelement arbeitet folgendermaßen:
Die dem Stutzen 54 zugeführte Luft wird durch das Heizrohr 48 gedrückt. Die vom Infrarotstrahler 66 ausgesandten Wärmestrahlen werden von der Außenfläche des Heizrohres 48 absorbiert, so daß sich das Heizrohr 48 insgesamt auf hohe Temperatur aufheizt. Vom Heizrohr 48 wird Wärme an die hindurchgedrückte Luft abgegeben, und die warme Luft gelangt über den 180°-Krümmer 52 in das Düsenrohr 50.The dryer element described above works as follows:
The air supplied to the
Von dort wird die erhitzte Luft durch die Düsenkörper 60 zum Abgabekanal 24 hin abgegeben. Dieses Abgeben der erhitzten Luft erfolgt in Form scharfer Strahlen. Wegen der plötzlichen Strahlquerschnittsvergrößerung beim Abgabeende der Düsenkörper 60 erhält man dort einen Unterdruck. Hierdurch wird einerseits Luft durch das Innere des Innengehäuses 38 hindurchgezogen, wie durch Pfeile 82 angedeutet. Zudem wird Luft über die Sekundärluftkanäle angesaugt, wie durch die Pfeile 84 angedeutet.From there, the heated air is discharged through the
Die Reflektorwände 34, 36, auf welche ebenfalls ein Teil der vom Infrarotstrahler 66 abgegebenen Strahlung fällt, sind somit beidseitig von Sekundärluft umströmt und hierdurch gekühlt. Die so vorgewärmte Sekundärluft, die über das Gitter 20 angesaugt wird, wird im Abgabekanal 24 mit der sehr heißen Luft vermischt, die das Heizrohr 48 durchströmt hat. Man erhält so insgesamt ein großes Volumen an warmer Blasluft 86, welches in Form eines Vorhanges aus dem Abgabekanal 24 austritt und schräg auf einen bedruckten Druckbogen 88 trifft, der sich in Richtung des Pfeiles 90 bewegt. Der heiße Blasluftvorhang trocknet Farb- und Lackschichten auf dem Druckbogen 88.The
In der Praxis kann der Infrarotstrahler 66 eine Leistung von 3,5 kW haben und pro Stunde eine Luftmenge von 60 bis 100 m³ Luft auf etwa 140 °C aufheizen. Durch Vermischen mit etwa der halben Menge an Sekundärluft erhält man dann Blasluft von etwa 100°C, wie sie zur Trocknung von Wasserlacken erwünscht ist.In practice, the
Das Verhältnis zwischen der vom Heizrohr 48 aufgenommenen Strahlungsleistung und der von den Reflektorwänden 34, 36 aufgenommenen Strahlungsleistung läßt sich über die Oberflächenbeschaffenheit dieser Elemente vorgeben:
Ist die Innenfläche der Reflektorwände 35, 36 gut spiegelnd, die Oberfläche des Heizrohres 48 dagegen gut strahlungabsorbierend, so geht die vom Infrarotstrahler 66 abgegebene Wärme zum größten Teil an die das Heizrohr 48 durchströmende Luft. Verschlechtert man das Reflexionsvermögen der Reflektorwände 34, 36, wird ein zunehmender Anteil der Strahlungsleistung über die Reflektorwände 34, 36 an den Sekundärluftstrom 82, 84 abgegeben.The ratio between the radiation power absorbed by the
If the inner surface of the
Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstabe den Weg einiger ausgesuchter Strahlen, die von der Heizwendel 70 ausgehen. Vereinfachend ist angenommen, daß nur ein einziger zylindrischer Reflektor 92 vorgesehen ist, der das Heizrohr 48 koaxial umgibt. Man erkennt bei dieser Anordnung, daß Strahlen, die bis zu einem Winkel von etwa 45° zur Vertikalen geneigt von der Heizwendel 70 ausgehen, von der Oberfläche des Heizrohres 48 reflektiert werden (unvollständige Asorption der Strahlen unterstellt). Derartige Strahlen, die dann nach Reflexion an der Innenfläche des Reflektors 92 ein zweites Mal auf die Außenfläche des Heizrohres 48 auftreffen, tragen die Bezugszeichen 94, 96 und 98.FIG. 2 shows, on an enlarged scale, the path of a few selected rays which originate from the
Man erkennt, daß diese Strahlen den Infrarotstrahler 66 auch nach Reflexion an der Oberfläche des Heizrohres 48 nicht mehr erreichen.It can be seen that these rays no longer reach the
Strahlen, die die Heizwendel 70 unter einem Winkel von mehr als 45° zur Vertikalen geneigt verlassen, z.B. der Strahl 100 erreichen offensichtlich die Oberfläche des Heizrohres 48 nicht, werden vielmehr vielfach an der Innenfläche des zylindrischen Reflektors 92 reflektiert.Rays leaving the
Bei einer das Heizrohr 48 umgebenden zylindrischen Reflektoranordnung wird somit schon geometriebedingt ein Teil der Leistung des Infrarotstrahlers 66 auf die Reflektorwände 34, 36 übertragen.In the case of a cylindrical reflector arrangement surrounding the
Dieser Effekt ist beim Ausführungsbeispiel nach Figur 1 dadurch geschwächt, daß der Reflektor nur oberhalb der Mittellinie des Heizrohres 48 zylindrisch ist, unterhalb der Mittellinie dagegen eben. Auf diese Weise wird ereicht, daß auch die unter mehr als 45° zur Vertikalen geneigten von den Heizwendeln abgegebenen Strahlen die Außenfläche des Heizrohres 48 erreichen, wie der dort ebenfalls eingezeichnete Strahl 100 zeigt.In the exemplary embodiment according to FIG. 1, this effect is weakened in that the reflector is cylindrical only above the center line of the
Zum gleichen Zwecke kann man bei Verwendung eines zylindrischen Reflektors die Reflektorachse parallel unter Abstand zur Heizrohrachse legen, wie in Figur 3 dargestellt. Dort bezeichnen M₁ die Heizrohrachse, M₂ die Reflektorachse. Man erhält nun zu beiden Seiten der vertikalen Mittellinie des Trocknerelementes zwei sich sichelförmig verjüngende Lichttrichter, welche den Strahl 100 und auch einen gerade streifend über die Außenfläche des Heizrohres 48 hinweggehenden Strahl 102 zur Außenfläche des Heizrohres 48 leiten. Man erkennt, daß die dazwischenliegenden Strahlen, welche etwa die gleiche Wärmeleistung repräsentieren wie die zwischen der Vertikalen und dem Strahl 102 liegenden Strahlen, insgesamt gerage etwa die obere Hälfte des Heizrohres 48 erreichen. Bei der in Figur 3 gezeigten Anordnung hat man somit eine in Umfangsrichtung recht gleichförmige Aufheizung des Heizrohres 48.For the same purpose, if a cylindrical reflector is used, the reflector axis can be placed parallel to and at a distance from the heating tube axis, as shown in FIG. 3. There M₁ denote the heating tube axis, M₂ the reflector axis. On both sides of the vertical center line of the dryer element, two crescent-shaped light funnels are obtained, which guide the
Figur 4 zeigt eine insgesamt mit 104 bezeichnete Blasluft-Trocknereinheit mit einem aus Winkelprofilen zusammengesetzten Rahmen 106, der mehrere Trocknerelemente 10 trägt.FIG. 4 shows a blown air dryer unit, designated overall by 104, with a
Eine insgesamt mit 108 bezeichnete Infrarot-Trocknereinheit trägt auf einem identischen Rahmen 106 eine Vielzahl von Infrarotstrahlern 66.An infrared dryer unit, designated as a whole by 108, carries a plurality of
Man erkennt, daß so die beiden Arten von Trocknereinheiten an einer Druckmaschine rasch leicht gegeneinander getauscht werden können.It can be seen that the two types of dryer units on a printing press can thus be easily exchanged for one another.
Claims (13)
- Drying element for use in a printer with a blower duct (50, 60), which distributes hot blown air transversely to the conveying direction of the printed products, with a heating tube (40) located upstream of the blower nozzle (50, 60), with which a rod-shaped heating element for heating the blown air is associated, which extends parallel to the surface of the heating tube (48), characterised in that the heating element is an infra-red radiator (66) and extends outside the heating tube (50, 60) and that the heating tube (48) has a surface absorbing infra-red radiation.
- Drying element according to Claim 1, characterised in that the blower duct (50, 60) extends parallel to the heating tube (48) and is connected to the latter by way of a 180°-bend (52).
- Drying element according to Claim 1 or 2, characterised in that the heating tube (48) has a circular cross-section.
- Drying element according to Claim 3, characterised in that associated with the heating tube (48) is a reflector (34, 36; 92) surrounding it at least partly.
- Drying element according to Claim 4, characterised in that the distance of the reflector (92) from the heating tube (48) decreases as the distance from the infra-red radiator (66) increases.
- Drying element according to Claim 5 in conjunction with Claim 3, characterised in that the reflector (92) has a circular cross-section and the reflector axis (M₂ ) extends at a distance from and parallel to the heating tube axis (M₁).
- Drying element according to Claim 6, characterised in that the inner surface of the reflector (92) is in contact with the heating tune (48) on the surface lying opposite the infra-red radiator (66).
- Drying element according to one of Claims 1 to 7, characterised in that the infra-red radiator comprises heating coils (70, 72) located in a quartz glass housing (68) and silver-coating (74) is provided on the quartz glass housing in the part remote from the heating tube (48).
- Drying element according to one of Claims 1 to 8, characterised in that the infra-red radiator (66) is a duplex radiator with two heating coils (70, 72) located at a short distance from each other in comparison with the diameter of the heating tube (48).
- Drying element according to one of Claims 1 to 9, characterised in that the reflector (34, 36) is part of an internal housing (38), which on a section remote from the infra-red radiator (66) comprises an outlet slot (64), which is connected to a blown air discharge channel (24) and that the internal housing (38) comprises a suction opening (44) for cooling air in a section adjacent the heating tube (48).
- Drying element according to Claim 9 or 10, characterised by an external housing (12) surrounding the internal housing (38) at a distance, which external housing comprises an inlet (20) for secondary air, which is adjacent to the section of the internal housing (38) on the reflector side, as well as an outlet, adjacent to the blower duct (50, 60), for secondary air heated by the reflector (34, 36).
- Drying element according to Claim 10 or 11, characterised in that the blower duct (50, 60) comprises separate nozzles (60) following each other at a distance apart.
- Drying unit for use in a printer, characterised by several drying elements (10) according to one of Claims 1 to 12, which in the same alignment and lying parallel to each other are supported by a standard insertion frame (106), which can be inserted in a guide of a drier frame.
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