EP1182413A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Warenbahnen - Google Patents

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EP1182413A1 EP01114365A EP01114365A EP1182413A1 EP 1182413 A1 EP1182413 A1 EP 1182413A1 EP 01114365 A EP01114365 A EP 01114365A EP 01114365 A EP01114365 A EP 01114365A EP 1182413 A1 EP1182413 A1 EP 1182413A1
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    • F23N3/08—Regulating air supply or draught by power-assisted systems
    • F23N3/082—Regulating air supply or draught by power-assisted systems using electronic means

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for the treatment of webs, in particular of textile webs, with at least one IR emitter, the IR radiator with a combustion air fan and fuel gas supply means and controllable in its heating capacity via a control device is.
  • Such devices are particularly used for drying webs.
  • the amount of fuel gas is known from practice controlled by a temperature controller. Dependent on the amount of fuel gas is then the required Combustion air through another control loop customized. The quantity is usually metered by throttle valves controlled by motors become. For the ignition of the IR emitter is also a separate facility is necessary.
  • the invention is based on the object, the device according to claim 1 or the method according to claim 7 simplify and operational security too increase.
  • the inventive device for treating webs has at least one IR radiator, wherein the IR radiator with a combustion air fan and fuel gas supply means in connection and via a control device in its heating capacity controllable is.
  • the combustion air fan is in his Speed adjustable and stands with the control device in such a way that the speed to a desired Heating power can be adjusted.
  • the Fuel gas supply means a pressure regulator, which the Amount of fuel gas depending on the combustion air fan generated air pressure regulates.
  • the Fuel gas supply means a pressure regulator, which the Amount of fuel gas depending on the combustion air fan generated air pressure regulates.
  • the Fuel gas supply can thus be completely motor-driven Throttle valves for metering the combustion air or the fuel gas can be dispensed with.
  • IR emitters for example Ceramic emitters used, they glow due to their relatively large mass relative long after, causing damage to the web can. To protect the web in such cases, has therefore developed constructions in which the IR radiators can be swung away.
  • Another known solution provides that between the web and IR illuminator is pulled up a protective curtain. such
  • protective measures are relatively complex.
  • the cooling time of the IR radiator compared to ceramic emitters considerably shorten because the ceramic spotlights due to their high Need a slightly longer cooling time.
  • the combustion air fan is expedient via a frequency converter from the control device controlled to change the speed.
  • the control device can with a temperature and / or humidity sensor related to the heat output of the IR radiator by changing the speed of the Combustion air fan to a desired value adapt.
  • the frequency converter is used to ignite the IR radiator a certain speed of the combustion air fan driven. This can always be done with a exactly defined heating output can be started. A separate ignition bypass circuit is therefore not necessary.
  • the control device in connection with the temperature and / or humidity sensor released so that the temperature or Moisture automatically to the preselected setpoint can be driven.
  • the frequency converter limits the minimum and maximum fan speed. Thereby the minimum and maximum heating output of the IR radiator limited. Within this speed range continuous power control is guaranteed.
  • the device shown in Figure 1 in a block diagram for the treatment of webs in particular points one or more IR radiators 1, a combustion air fan 2, fuel gas supply means 3 and a control device 4.
  • the IR emitter 1 stands with the combustion air fan 2 and the fuel gas supply means 3 in conjunction with the control device 4 the speed of the combustion air fan 2 can be changed so that the speed to a desired Heating power can be adjusted.
  • the IR radiators 1 are on one or both sides of a web 5, in particular one textile web, arranged.
  • the web 5 is relative to the IR emitters 1 transported.
  • the IR emitters 1 transported.
  • the IR emitters 1 are two IR emitters above the web 5 shown.
  • dashed lines are two further spotlights indicated on the underside. The number the arranged in and across the transport direction IR emitter depends on the respective requirements.
  • a temperature and / or moisture sensor 6 In the area of the web or somewhere in the area of Exhaust air path of the device is a temperature and / or moisture sensor 6 is provided, its output signal the control device 4 is supplied.
  • the Control device 4 controls a frequency converter 7 the speed of the combustion air fan 2 in order depending on the signal of the temperature and / or Moisture sensor 6 the heating power of the IR radiator 1 to adapt to a desired heating output.
  • the fuel gas supply means 3 have in particular one Pressure regulator 30, which depends on the amount of fuel gas of the combustion air fan 2 generated Combustion air pressure regulates.
  • the pressure regulator 30 stands thus via a sensing line 31 with the combustion air line 20 in connection.
  • the pressure regulator 30 doses thus automatically the pressure of the fuel gas in the Fuel gas line 32.
  • the desired ratio of combustion air pressure to fuel gas pressure can be on the pressure regulator set manually or electrically.
  • the fuel gas supply means naturally have more known devices, such as solenoid valves 33, pressure indicators 34, pressure switch 35, another Pressure regulator 36 and a gas flow meter 37 on.
  • a mixer 8 is provided in which the combustion air mixed with the fuel gas to form a gas-air mixture becomes.
  • the mixer 8 can in particular be used as a DC mixer or countercurrent mixer.
  • the mixer 8 designed as a counterflow mixer. Is on the input side the mixer 8 via the combustion air line 20 the combustion air fan 2 and via the fuel gas line 32 connected to the fuel gas supply means 3.
  • the fuel gas line 32 thus opens into the combustion air line 20 a that the fuel gas 38 in countercurrent introduced to the combustion air 23 and with this is mixed to the gas-air mixture 11.
  • the mixture in Counterflow mixer has compared to the DC mixer higher flow losses, however, is essential more intense, so that an evenly mixed gas-air mixture 11 arises. This in turn leads to a better and more even combustion.
  • the gas-air mixture 11 is via the gas-air mixture lines 10 fed to the IR radiators 1.
  • the IR radiators 1 can be used, for example, as ceramic radiators be trained. Leave particularly advantageous however, use IR radiators in the context of the invention, whose radiator surface consists of a metal mesh.
  • a radiator is shown schematically in Fig.2 shown. It essentially consists of a distribution chamber 12 and a metal mesh 13, for example on a support grid, not shown is spanned.
  • the metal mesh 13 can for example formed by a sintered metal mesh become.
  • the actual firing zone 14 takes place on the outer Surface or inside of the metal mesh 13 instead of.
  • the heat transfer can depend on the type of Firing conditions are done by radiation or convection.
  • the control device 4 released so that the heating power automatically moved to the specified setpoint becomes. Via the signal from the temperature and / or humidity sensor 6, the control device 4, the heating power by changing the speed to a desired one Maintain level.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Warenbahnen (5) mit wenigstens einem IR-Strahler (1), wobei der IR-Strahler (1) mit einem Verbrennungsluftventilator (2) und Brenngaszuführmitteln (3) in Verbindung steht und über eine Regeleinrichtung (4) in seiner Heizleistung steuerbar ist. Der Verbrennungsluftventilator (2) ist in seiner Drehzahl regelbar und mit der Regeleinrichtung (4) derart verbunden, daß die Drehzahl an eine gewünschte Heizleistung des IR-Strahlers (1) angepaßt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Behandlung von Warenbahnen, insbesondere von textilen Warenbahnen, mit wenigstens einem IR-Strahler, wobei der IR-Strahler mit einem Verbrennungsluftventilator und Brenngaszuführmitteln in Verbindung steht und über eine Regeleinrichtung in seiner Heizleistung steuerbar ist. Derartige Vorrichtungen werden insbesondere zur Trocknung von Warenbahnen eingesetzt.
Aus der Praxis ist es hierbei bekannt, die Brenngasmenge von einem Temperaturregler zu regeln. In Abhängigkeit von der Brenngasmenge wird dann die erforderliche Verbrennungsluft durch einen weiteren Regelkreis angepaßt. Die Mengendosierung erfolgt dabei üblicherweise durch Drosselklappen, die über Motoren angesteuert werden. Für die Zündung der IR-Strahler ist zudem eine separate Einrichtung notwendig.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. das Verfahren gemäß Anspruch 7 zu vereinfachen und die Betriebssicherheit zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 7 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung von Warenbahnen weist wenigstens einen IR-Strahler auf, wobei der IR-Strahler mit einem Verbrennungsluftventilator und Brenngaszuführmitteln in Verbindung steht und über eine Regeleinrichtung in seiner Heizleistung steuerbar ist. Der Verbrennungsluftventilator ist dabei in seiner Drehzahl regelbar und steht mit der Regeleinrichtung derart in Verbindung, daß die Drehzahl an eine gewünschte Heizleistung angepaßt werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen die Brenngaszuführmittel einen Druckregler auf, der die Brenngasmenge in Abhängigkeit des vom Verbrennungsluftventilators erzeugten Luftdrucks regelt. Bei dieser Ausführungsform kann somit vollständig auf motorangesteuerte Drosselklappen zur Dosierung der Verbrennungsluft bzw. des Brenngases verzichtet werden.
Eine besonders kritische Situation bei Vorrichtungen zur Behandlung von Warenbahnen mit IR-Strahlern ergibt sich immer dann, wenn der Transport der Warenbahn unterbrochen wird, wie das beispielsweise bei einer Notabschaltung der Fall ist. Werden als IR-Strahler beispielsweise Keramikstrahler eingesetzt, glühen diese aufgrund ihrer verhältnismäßig großen Masse relativ lange nach, wodurch die Warenbahn beschädigt werden kann. Um die Warenbahn in solchen Fällen zu schützen, hat man daher Konstruktionen entwickelt, bei denen die IR-Strahler weggeschwenkt werden können. Eine andere bekannte Lösung sieht vor, daß zwischen Warenbahn und IR-Strahler ein Schutzvorhang gezogen wird. Derartige Schutzmaßnahmen sind jedoch relativ aufwendig.
Der Einsatz eines in der Drehzahl regelbaren Verbrennungsluftventilators hat jedoch den Vorteil, daß auf die oben angesprochenen Schutzmaßnahmen verzichtet werden kann. Wird beim Stillstand der Warenbahn oder aus anderen Gründen eine sofortige Abkühlung des IR-Strahlers gewünscht, wird statt des Gas-Luftgemisches lediglich Luft dem IR-Strahler zugeführt, wobei die Drehzahl auf die höchste Drehzahl, die ggf. höher als im Normalbetrieb liegen kann, geregelt wird. Auf diese Weise ergibt sich eine sofortige Abkühlung des IR-Strahlers, so daß die Warenbahn nicht beschädigt wird.
Weist der IR-Strahler zudem eine Strahlerfläche aus einem Metallgewebe auf, läßt sich die Abkühlzeit des IR-Strahlers gegenüber von Keramik-Strahlern erheblich verkürzen, da die Keramik-Strahler aufgrund ihrer hohen Masse eine etwas längere Abkühlzeit benötigen.
Der Verbrennungsluftventilator wird zweckmäßigerweise über einen Frequenzumrichter von der Regeleinrichtung zur Veränderung der Drehzahl angesteuert. Die Regeleinrichtung kann mit einem Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor in Verbindung stehen, um die Heizleistung des IR-Strahlers durch Veränderung der Drehzahl des Verbrennungsluftventilators an einen gewünschten Wert anzupassen.
Zur Zündung des IR-Strahlers wird über den Frequenzumrichter eine bestimmte Drehzahl des Verbrennungsluftventilators angesteuert. Dadurch kann immer mit einer genau definierten Heizleistung gestartet werden. Eine separate Zündbypass-Schaltung ist daher nicht erforderlich. Nach erfolgter Zündung wird die Regeleinrichtung in Verbindung mit dem Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor freigegeben, so daß die Temperatur bzw. Feuchtigkeit automatisch auf den vorgewählten Sollwert gefahren werden kann. Der Frequenzumrichter begrenzt die minimale und maximale Ventilatordrehzahl. Dadurch wird auch die minimale und maximale Heizleistung des IR-Strahlers begrenzt. Innerhalb dieses Drehzahlbereiches wird eine kontinuierliche Leistungsregelung gewährleistet.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen
Fig.1
ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig.2
eine schematische Darstellung des IR-Strahlers und
Fig.3
eine schematische Darstellung des Mischers.
Die in Fig.1 in einem Blockschaltbild dargestellte Vorrichtung zur Behandlung von Warenbahnen weist insbesondere ein oder mehrere IR-Strahler 1, einen Verbrennungsluftventilator 2, Brenngaszuführmittel 3 sowie eine Regeleinrichtung 4 auf. Der IR-Strahler 1 steht mit dem Verbrennungsluftventilator 2 und den Brenngaszuführmitteln 3 in Verbindung, wobei mit der Regeleinrichtung 4 die Drehzahl des Verbrennungsluftventilators 2 veränderbar ist, so daß die Drehzahl an eine gewünschte Heizleistung angepaßt werden kann.
Die IR-Strahler 1 sind je nach Anforderungen auf einer oder beiden Seiten einer Warenbahn 5, insbesondere einer textilen Warenbahn, angeordnet. Die Warenbahn 5 wird in an sich bekannter Art und Weise relativ zu den IR-Strahlern 1 transportiert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei IR-Strahler oberhalb der Warenbahn 5 dargestellt. Mit gestrichelten Linien sind zwei weitere Strahler auf der Unterseite angedeutet. Die Anzahl der in und quer zur Transportrichtung angeordneten IR-Strahler hängt von den jeweiligen Anforderungen ab.
Im Bereich der Warenbahn oder irgendwo im Bereich des Abluftweges der Vorrichtung ist ein Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor 6 vorgesehen, dessen Ausgangssignal der Regeleinrichtung 4 zugeführt wird. Die Regeleinrichtung 4 regelt über einen Frequenzumrichter 7 die Drehzahl des Verbrennungsluftventilators 2, um im in Abhängigkeit des Signals des Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensors 6 die Heizleistung des IR-Strahler 1 an eine gewünschte Heizleistung anzupassen.
Die Brenngaszuführmittel 3 weisen insbesondere einen Druckregler 30 auf, der die Brenngasmenge in Abhängigkeit des vom Verbrennungsluftventilators 2 erzeugten Verbrennungsluftdrucks regelt. Der Druckregler 30 steht somit über eine Fühlleitung 31 mit der Verbrennungsluftleitung 20 in Verbindung. Der Druckregler 30 dosiert somit selbsttätig den Druck des Brenngases in der Brenngasleitung 32. Das gewünschte Verhältnis von Verbrennungsluftdruck zu Brenngasdruck läßt sich am Druckregler manuell oder elektrisch einstellen.
Die Brenngaszuführmittel weisen selbstverständlich weitere an sich bekannte Einrichtungen, wie Magnetventile 33, Druckanzeigen 34, Druckwächter 35, einen weiteren Druckregler 36 und einen Gasdurchflußmengenmesser 37 auf.
Auch im Bereich der Verbrennungsluftleitung 20 können weitere Einrichtungen, wie Druckanzeige 21 und Druckwächter 22, vorgesehen sein.
Zwischen dem Verbrennungsluftventilator 2, den Brenngaszuführmitteln 3 und den IR-Strahlern 1 ist ferner ein Mischer 8 vorgesehen, in dem die Verbrennungsluft mit dem Brenngas zu einem Gas-Luftgemisch vermischt wird. Der Mischer 8 kann insbesondere als Gleichstrommischer oder Gegenstrommischer ausgebildet sein. Im in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mischer 8 als Gegenstrommischer ausgebildet. Eingangsseitig ist der Mischer 8 über die Verbrennungsluftleitung 20 mit dem Verbrennungsluftventilator 2 und über die Brenngasleitung 32 mit den Brenngaszuführmitteln 3 verbunden. Die Brenngasleitung 32 mündet derart in die Verbrennungsluftleitung 20 ein, daß das Brenngas 38 im Gegenstrom zur Verbrennungsluft 23 eingeführt und mit dieser zum Gasluftgemisch 11 vermischt wird. Die Mischung im Gegenstrommischer hat zwar gegenüber dem Gleichstrommischer höhere Strömungsverluste, ist jedoch wesentlich intensiver, so daß ein gleichmäßiger durchmischtes Gas-Luftgemisch 11 entsteht. Dies wiederum führt zu einer besseren und gleichmäßigeren Verbrennung.
Das Gas-Luftgemisch 11 wird über die Gas-Luftgemischleitungen 10 den IR-Strahlern 1 zugeführt.
Die IR-Strahler 1 können beispielsweise als Keramik-Strahler ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft lassen sich jedoch im Rahmen der Erfindung IR-Strahler einsetzen, deren Strahlerfläche aus einem Metallgewebe besteht. Ein solcher Strahler ist schematisch in Fig.2 dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einer Verteilerkammer 12 und einem Metallgewebe 13, das beispielsweise auf ein nicht näher dargestelltes Stützgitter aufgespannt ist. Das Metallgewebe 13 kann beispielsweise durch ein gesintertes Metallgewebe gebildet werden. Die eigentliche Brennzone 14 findet auf der äußeren Oberfläche oder im Inneren des Metallgewebes 13 statt. Die Wärmeübertragung kann dabei je nach Art der Brennbedingungen durch Strahlung oder Konvektion erfolgen.
Im Strahlungsmodus findet die Verbrennung mehr innerhalb des Metallgewebes 13 statt, wobei dieses bis zum Glühen aufheizt. Im Konvektionsmodus sind auf der Oberfläche des Metallgewebes 13 hin- und herhuschende blaue Flammen sichtbar, die den wesentlichen Teil der Heizleistung durch Konvektion freigeben.
Zur Zündung des IR-Strahlers 1 wird über den Frequenzumrichter 7 digital eine bestimmte Drehzahl des Verbrennungsluftventilators 2 angesteuert. Dadurch kann immer mit einer genau definierten Strahlerleistung gestartet werden. Eine Zündbypass-Schaltung ist daher nicht erforderlich. Nach erfolgter Zündung wird die Regeleinrichtung 4 freigegeben, so daß die Heizleistung automatisch auf den vorgegebenen Sollwert gefahren wird. Über das Signal des Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensors 6 kann die Regeleinrichtung 4 die Heizleistung durch Änderung der Drehzahl auf einem gewünschten Niveau halten.
Durch den Frequenzumrichter 7 kann eine kontinuierliche Veränderung der Drehzahl und damit eine kontinuierliche Veränderung der Heizleistung des IR-Strahlers 1 bewirkt werden.
Beim Abschalten des Strahlers wird insbesondere die weitere Zufuhr von Brenngas 38 unterbrochen, indem beispielsweise die Magnetventile 33 geschaltet werden. Gleichzeitig bleibt aber der Verbrennungsluftventilator 2 in Betrieb und wird über die Regeleinrichtung 4 und den Frequenzumrichter 7 auf die höchste Drehzahl gesteuert. Die höchste Drehzahl kann ggf. auch über dem normalen Regelbereich liegen. Auf diese Weise findet in den IR-Strahlern 1 keine weitere Verbrennung statt, sondern es wird vielmehr eine erhöhte Luftmenge durchgeblasen. Auf diese Weise kann eine sofortige Abkühlung des IR-Strahlers auf Raumtemperatur innerhalb weniger Sekunden erfolgen. Aufgrund der relativ geringen Masse von IR-Strahlern mit Metallgewebe, sind diese für eine rasche Abkühlung besonders geeignet. Aber auch bei anderen Strahlern, wie insbesondere Keramik-Strahlern kann durch die erhöhte Luftmenge eine schnelle Abkühlung erreicht werden.
Der besondere Vorteil liegt dann vor allem darin, daß auf Schutzvorhänge und Strahlerabschwenkvorrichtungen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, verzichtet werden kann.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Behandlung von Warenbahnen mit wenigstens einem IR-Strahler (1), wobei der IR-Strahler mit einem Verbrennungsluftventilator (2) und Brenngaszuführmitteln (3) in Verbindung steht und über eine Regeleinrichtung (4) in seiner Heizleistung steuerbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftventilator (2) in seiner Drehzahl regelbar ist und mit der Regeleinrichtung (4) derart in Verbindung steht, daß die Drehzahl an eine gewünschte Heizleistung angepaßt werden kann.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngaszuführmittel (3) einen Druckregler (30) aufweisen, der die Brenngasmenge in Abhängigkeit des vom Verbrennungsluftventilators (2) erzeugten Verbrennungsluftdrucks regelt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der IR-Strahler (1) eine Strahlerfläche aus einem Metallgewebe (13) aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gegenstrommischer (8) vorgesehen ist, der eingangsseitig mit dem Verbrennungsluftventilator (2) und den Brenngaszuführmitteln (3) und ausgangsseitig mit dem IR-Strahler (1) in Verbindung steht, wobei das Brenngas (38) mit der Verbrennungsluft (23) im Gegenstrom zu einem Gas-Luftgemisch (11) zusammengeführt wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (4) zur Veränderung der Heizleistung des IR-Strahlers (1) mit einem Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensor (6) in Verbindung steht.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsluftventilator (2) zur Veränderung der Drehzahl mit einem Frequenzumrichter (7) in Verbindung steht, der über die Regeleinrichtung (4) ansteuerbar ist.
  7. Verfahren zur Behandlung von Warenbahnen mit wenigstens einem IR-Strahler (1), wobei ein Verbrennungsluftventilator (2) eine Verbrennungsluftmenge erzeugt, die mit einer dosierten Brenngasmenge vermischt und dem IR-Strahler (1) zugeführt wird, wobei die Heizleistung des IR-Strahlers steuerbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Heizleistung die Drehzahl des Verbrennungsluftventilators (2) verändert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngasmenge in Abhängigkeit des Verbrennungsluftdrucks dosiert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Abschalten des IR-Strahlers (1) der Verbrennungsluftventilator (2) auf seine höchste Drehzahl geregelt wird, um eine sofortige Abkühlung des Strahlers zu bewirken.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Verbrennungsluftventilators (2) in Abhängigkeit eines Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssignals geregelt wird.
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