EP3615865A1 - Infrarot-strahler - Google Patents

Infrarot-strahler

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Publication number
EP3615865A1
EP3615865A1 EP18711822.9A EP18711822A EP3615865A1 EP 3615865 A1 EP3615865 A1 EP 3615865A1 EP 18711822 A EP18711822 A EP 18711822A EP 3615865 A1 EP3615865 A1 EP 3615865A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
threads
infrared radiator
infrared
incandescent body
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18711822.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juan Paniagua
Dirk Höckelmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP3615865A1 publication Critical patent/EP3615865A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/14—Radiant burners using screens or perforated plates
    • F23D14/145—Radiant burners using screens or perforated plates combustion being stabilised at a screen or a perforated plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/14—Radiant burners using screens or perforated plates
    • F23D14/149—Radiant burners using screens or perforated plates with wires, threads or gauzes as radiation intensifying means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/103—Flame diffusing means using screens

Definitions

  • the invention relates to an infrared radiator, in detail according to the independent claim.
  • Generic infrared emitters are used in dry arrangements, which are used for heat treatment, such as the drying of a material web, such as paper, tissue or board web. These drying arrangements are part of machines for producing and / or treating such material webs. Also glass fleeces would be conceivable.
  • a preferred field of application is the drying of running paper, tissue or board webs in paper mills, for example, seen in the running direction of the web behind coating devices.
  • Known infrared radiators have, for example, a plurality of rods, which are preferably arranged in a plane, that is coplanar. However, it is also known to arrange the bars in a plurality of mutually parallel planes which are spaced from a burner plate.
  • the rods of generic infrared radiators are made of ceramic.
  • Such infrared radiators can be gas-powered. You are then assigned a burner. This is operated with a gas-air mixture. In this case, the burner has a burner plate which is charged with the gas-air mixture. The gas-air mixture is ignited, for example with an electrode. The resulting flame heats the bars.
  • the latter serve as incandescent bodies. Because they give off the heat in the form of infrared radiation to the material web.
  • rods are as incandescent also highly heat-resistant metals, for example in the form of grids or porous ceramics known.
  • infrared radiators are used as surface radiators.
  • a plurality of such infrared emitters is arranged side by side along the width and / or longitudinal extent of the material web to be treated.
  • the required Number of spotlights selected.
  • a disadvantage of the infrared emitters known from the prior art is that their radiation efficiency is not optimal for every application.
  • the known gas-powered infrared emitters as a result of the combustion of the gas-air mixture in part produce a very high proportion of nitrogen oxides (NO x ) and carbon monoxide (CO).
  • previous incandescent bodies made of ceramic parts, such as rods are susceptible to the fact that, in the event of breakage, the entire rod crashes onto the material web and can cause damage to the machine.
  • the present invention relates to such, initially mentioned objects.
  • the invention is based on the object to provide an infrared emitter, which is improved over the prior art.
  • the radiation efficiency as well as the exhaust gas behavior of the infrared emitter should be improved in terms of nitrogen oxides and carbon monoxide.
  • it is intended to prevent parts of it from falling down onto the material web and the resulting damage and stoppages of the machine.
  • radiation efficiency is understood to mean the ratio of the power supplied to the infrared radiator and of the radiated power, in this case in the form of infrared radiation.
  • An infrared radiator according to the present invention dries, for example, during normal operation (operating state) of the drying arrangement or the Machine a material web. This is the condition in which the gas-air mixture burns within the infrared radiator and simultaneously heats the (at least one) incandescent body. The combustion can take place in the space bounded jointly by the burner plate and by the at least one incandescent body - then called the combustion chamber.
  • An incandescent body in the sense of the present invention is thus the article which itself flows through the gas-air mixture or its combustion products and is heated as a result of the combustion of the gas-air mixture. It is that part of the infra-red radiator that glows as a result of its heating. By annealing is meant the emission of radiation visible to the human eye.
  • the incandescent body may be that part of the infrared emitter which is arranged behind the burner plate in the flow direction of the gas-air mixture. The former can be far from the burner plate or in contact with it. The incandescent body is thus ignited by the flames, e.g. arise on the side facing the incandescent burner plate as a result of the combustion process, heated.
  • the incandescent body comprises all those elements which, together with the burner plate, delimit the combustion chamber of the infrared emitter.
  • the at least one incandescent body can represent the outermost surface of the infrared emitter, which directly, ie directly opposite, the material web to be treated. In such a case, the incandescent body is then arranged between the burner plate and the material web.
  • Sheets are basically made from a variety of linear shapes such as threads. In the case of such fabrics, the linear formations thus form or limit openings of the fabric. It could also be said that the fabric is made in the manner of a net or grid and the openings are the meshes of the net or grid. These openings can - seen in plan view of such a sheet - different geometric shapes, such as polygons, eg rhombuses, squares or Accept hexagons. The areal extent of such openings is measured in the aforementioned plan view in length and width. The openings taken together represent the cavity of the incandescent body and are flowed or flowed through during operation of the infrared radiator of the gas-air mixture or its combustion products.
  • a fabric is understood to be a fabric woven from warp and weft threads. Warp and weft threads cross each other.
  • the fabric may comprise a single or a plurality of different, preferably a plurality of different thread systems in their mechanical properties. But it is also conceivable that such fabrics are used, in which the threads of warp and weft are made of the same material. Threads that serve as warp and weft threads touch each other at the crossing points.
  • a knit or knit can be knitwear.
  • the term knitted fabric is understood to mean those fabrics in which a loop formed by means of a thread is looped into another loop. Knitted fabrics can be obtained, for example, by knitting or crocheting, whereby each course of stitches is formed of a single thread stitch by stitch.
  • Knitted fabrics consist of one or more thread systems. A noose engages in the loop of the preceding course. In the case of the knitted fabric, on the other hand, at least two thread systems are used and the stitches of one course are formed simultaneously. The loops define here the crossing points at which the threads touch each other.
  • braid is understood to mean entanglement or interlocking between directly adjacent threads.
  • the threads can be designed spirally.
  • the self-supporting fabric looks as if the individual threads were produced by interlacing the spirals. So, as if a thread were screwed lengthwise into a neighboring thread, so that both spirals snuggle into each other and touch at the crossing points. The Longitudinal axes of the spirals are then parallel to each other in this fabric.
  • fabrics according to the present invention have repeating, preferably regular, patterns formed by the yarns.
  • nonwovens are a confused, random array of fibers that are tangled together or held together by a binder. Nonwovens are therefore not covered by the term fabrics according to the present invention, so that a nonwoven expressly does not constitute a fabric.
  • the advantage of the use of regular pattern-forming fabrics is that over the entire extent of the sheet uniformly the same combustion and thus a consistent exhaust behavior takes place when the sheet is used as an incandescent body.
  • the term thread in the context of the invention means a line-shaped, long and thin structure. The thread is much longer than thick, ie the diameter of the thread can be between 1 and 10 mm and thread lengths of up to 300 mm.
  • the thread can be made of a rigid material, ie a material of comparatively high bending stiffness, such as a ceramic.
  • bending stiffness means the product of the modulus of elasticity with the corresponding area moment of inertia.
  • modulus of elasticity is meant a material characteristic value from the material technology which describes the relationship between stress and strain in the deformation of a solid body with linear-elastic behavior.
  • An initially described long and thin thread is rigid in the context of the invention, if he does not change his impressed outer contour, as soon as it is taken out of the fabric under at least partial dissolution of the fabric.
  • Bend fluff threads can be made by the aforementioned methods such as weaving or knitting, since the thread is yielding and its outer contour is freely malleable during the process.
  • bending-resistant threads can not be produced according to such methods without altering or destroying their outer contours. Therefore, such fabrics are made according to the invention by means of prototypes. This means that the entire fabric - and not just the individual threads individually - is made primitive. Preferably, it is therefore monolithic and therefore one-piece.
  • An articulated connection according to the invention makes it possible for the individual threads to move relative to one another at the intersection points relative to one another in the produced, self-supporting fabric.
  • the joints are therefore formed at the intersection points of the threads with each other of the threads themselves. These are preferably hinges at the joints.
  • a fibrous web ie a scrim or Gewirre of fibers such as cellulose fibers, plastic fibers, glass fibers, carbon fibers, additives, additives or the like understood.
  • the material web may be formed, for example, as a paper, cardboard or tissue web. It may essentially comprise cellulose fibers, with small amounts of other fibers or else additives and additives being present. Depending on the application, this is left to the skilled person. If according to the invention of the flow direction of the gas-air mixture is mentioned, then this is the main flow direction of the particles of the gas-air mixture meant.
  • This direction corresponds for example to a perpendicular to the largest surface of the burner plate of the infrared emitter, which is traversed by the gas-air mixture (inflow surface of the burner plate).
  • the inflow surface can thus be at least one boundary side, ie the surface which is spanned by the spatial length and width of the burner plate.
  • the boundary side can be spanned by the longitudinal and width edges (the inflow surface) of the burner plate.
  • the burner plate at its largest boundary surface, which faces the gas supply or the premixing chamber, be flowed through by the gas-air mixture. If the burner plate is designed in the manner of a cuboid, the inflow surface is at least one side surface of the cuboid.
  • the inflow surface of the incandescent body is also a side surface (boundary surface) of the cuboid, which represents a flat surface. Therefore, the above definition for the incandescent body and its Anström requirements applies analogously.
  • the incandescent body is also flown along this inflow surface with the gas-air mixture or its combustion products.
  • the flow direction of the gas-air mixture may also be perpendicular to the largest boundary surface or inflow surface.
  • the direction of flow of the gas-air mixture through the incandescent body may be the same as that through the burner plate.
  • the inflow surface of the incandescent body may be identical to the inflow surface of the burner plate, so that both are coextensive. So it can be that common area that mantle and burnplate share when they are directly adjacent to each other. If, in accordance with the present invention, it is mentioned that one element directly adjoins the other, then it is meant that both elements have no other Means - and preferably also free from a distance - in direct contact with each other.
  • ceramic it is understood to mean a technical ceramic. Examples of this are e.g. Silicon carbide, molybdenum silicide. In principle, high-temperature-resistant metals such as FeCrAI compounds or heat conductor alloys would also be suitable as material for incandescent bodies.
  • the incandescent body is produced from a plurality of layers arranged one above the other, it is understood that several layers of flat structures arranged one behind the other in the flow direction of the gas-air mixture can also be provided. This means that the layers are stacked in the flow direction of the gas-air mixture seen one above the other. This brings the advantage according to the invention that the exhaust gas values can be further improved.
  • At least in sections means at least a part of the mantle. When it is said that one element at least partially surrounds another, it is meant to partially or completely surround or encase the corresponding element.
  • pre-formed is meant that the element in question was produced by a manufacturing process in which a solid body is produced from an informal material. Examples include casting, sintering, 3D printing.
  • the invention relates to a drying arrangement for heat treatment of a material web comprising an infrared dryer, which has a plurality of preferably arranged in the width and / or longitudinal direction of the material web to be treated infrared emitter according to the invention.
  • a drying arrangement may comprise at least one air dryer to hot air and / or a To direct combustion product of the gas-air mixture of the plurality of infrared emitters on the material web to be treated.
  • the at least one air dryer and the at least one infrared dryer seen in the direction of the material web to be treated can be arranged one behind the other, wherein preferably the at least one infrared dryer can be seen upstream of the at least one air dryer in the direction of the material web to be treated.
  • the invention also relates to the incandescent body of claim 1 per se and such with the features of the subclaims.
  • the invention relates to a machine for producing and / or treating a material web, preferably a paper machine, comprising at least one infrared radiator according to the invention or such a dry arrangement.
  • a material web preferably a paper machine
  • the invention will be described in more detail below with reference to the drawings without limiting the generality.
  • FIG. 1 show a schematic, partially cut and not to scale representation of an embodiment of an infrared emitter; a possible embodiments of an inventive mantle in a spatial representation;
  • FIG. 3 is a highly schematic representation of a drying arrangement in a three-dimensional view according to an embodiment.
  • Fig. 1 shows an exemplary embodiment of the invention in a schematic, partially sectional view through a plane which is perpendicular to the web and parallel to the direction (indicated by the arrow) this runs.
  • an infrared radiator 1 which may be part of a drying arrangement 9, is shown.
  • the infrared radiator 1 is in normal operation at a distance from the web 8, for example, arranged above this.
  • the latter has, for example, a rear wall and a plurality of side walls.
  • the rear wall is located on the side facing away from the material web 8 (rear side) of the infrared radiator.
  • a fuel such as gas and air (flammable combustible gas-air mixture) can get into a mixing chamber 3, provided.
  • the corresponding supply lines outside the infrared radiator 1 are not shown in detail.
  • the mixing chamber 3 is presently limited on the one hand by a gas-permeable burner plate 4 and on the other hand by the housing 1 1 .1, here the rear wall.
  • the gas-air mixture flows to the burner plate 4 at an inflow surface which corresponds to the back of the infrared radiator 1 and passes through the gas-permeable burner plate 4 for its combustion. From there it flows into a combustion chamber 5.
  • the latter is presently limited or formed together by the burner plate 4 and an incandescent body 6.
  • the gas-permeable burner plate 4 separates, as it were, the mixing chamber 3 from the combustion chamber 5. In the latter ignites the gas-air mixture. The released heat heats the incandescent body 6 until it begins to glow. As a result, this emits infrared rays in the direction of the web 8 to be dried.
  • Both the burner plate 4 and the incandescent body 6 here have a plate or cuboid outer contour. In principle, a different outer contour would be conceivable.
  • the inflow surface of the incandescent body 6 corresponds to the inflow surface of the burner plate 4. In other words, the two inflow surfaces are identical in area. They correspond here to the clear width of the housing 1 1 .1, in which both the burner plate 4 and the incandescent body 6 are housed.
  • the infrared radiator 1 faces with its incandescent body 6 of the material web 8, in the illustrated case so that the incandescent body 6 extends parallel to this. However, this does not necessarily have to be the case.
  • the infrared radiator 1 can also extend at an angle to this.
  • the burner plate 4 and the incandescent body 6 are connected in series.
  • the incandescent body 6 is arranged downstream of the burner plate 4.
  • the incandescent body 6 is designed in the manner of a regular, gas-permeable grid. This grid can be formed by at least one sheet. This is made of a variety of threads that limit openings of the grid. This means that the gas-air mixture passing through the burner plate 4 can also flow through all the openings of the incandescent body 6 (simultaneously).
  • the incandescent body 6 is arranged in the flow direction of the gas-air mixture or its combustion products seen at a distance from the burner plate 4. That is, the combustion chamber 5 is formed by the space bounded together by the burner plate 4 and the incandescent body 6. Burner plate 4 and incandescent body 6 are arranged with respect to their inflow surfaces or boundary sides parallel to each other.
  • the incandescent body 6 directly adjoins the burner plate 4. This means that both are arranged without spacing and preferably parallel to one another. Regardless of the illustrated embodiment, it would be conceivable in principle, e.g. several layers of an incandescent body 6, more precisely to provide a plurality of layers of fabrics, which could be arranged spaced from the burner plate 4 in the flow direction of the gas-air mixture or the resulting combustion products.
  • FIG. 2 shows a possible embodiment of the incandescent body 6 according to the invention as a planar structure in a spatial representation.
  • the latter is made of a variety of threads 15.
  • the fabric is exemplified as a spiral braid.
  • the threads 15 are entwined in the manner of spirals.
  • the longitudinal center axes of the threads 15 extend over the entire spatial extension of the self-adjusting sheet parallel to each other.
  • Directly adjacent threads 15 are connected to each other, that their spirals are screwed together.
  • the threads 15 are each articulated to each other at the common crossing points.
  • a part of a thread 15 should break, so it is held by the adjacent threads 15 at the crossing points. The probability that parts of the broken thread fall on the web 8 is thereby significantly minimized. Breakage can occur when the thread 15 is made of a ceramic.
  • the incandescent body 16 could also be made in the manner of a fabric.
  • two threads directly adjacent to one another which are in the form of weft threads, weave the same weaving path through the warp threads perpendicular to threads acting as warp threads.
  • the radiation efficiency can be increased considerably. This is achieved in that increases due to the selected outer contour, the surface for the combustion of the gas-air mixture, which manifests itself in a higher energy consumption of the combustion products of the gas-air mixture. The proportion of nitrogen oxides and carbon monoxide in the combustion products can be reduced thereby.
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of a dry arrangement 11 according to the invention.
  • This can be part of a machine for producing or treating a material web.
  • the drying arrangement 1 1 is presently arranged in the running direction of the material web 8 behind a coating or binder part of the machine, not shown. Within this lot, a coating color or a binder is applied to the web 8. As a result of the order takes The Matenalbahn 8 moisture and must therefore be dried or the binder must be cured. This takes place in the drying arrangement 1 1.
  • the drying arrangement 1 1 comprises one or, as shown here, a plurality of infrared driers 12, each of which has a plurality of infrared radiators 1, which are preferably arranged parallel to the material web 8 and serve as area radiators.
  • the drying arrangement 1 1 also has a plurality of air dryers 13.
  • Each such an infrared dryer 12 and an air dryer 13 are referred to as a combination dryer 14.
  • combination dryer 14 In the present case four in the direction of the web to be dried web 8 successively arranged combination dryer 14 are provided. The latter are arranged directly adjacent to each other here.
  • the drying arrangement 1 1 in each case seen in the running direction of the material web 8 through the drying arrangement 1 1 between an infrared dryer 12 of a first combination dryer 14 in the running direction and between an infrared dryer 12 of a further combination dryer 14 immediately following in the running direction Combination dryer 14 associated air dryer 13 arranged.
  • the material web 8 is dried alternately along the drying arrangement 11 by means of heat radiation, then by means of convection, again by means of thermal radiation and so on.
  • the infrared dryer 12 of a respective combination dryer 14 can be designed as a gas-heated infrared dryer according to the invention.
  • the infrared dryer 12 may comprise one or more infrared emitters 1 according to the invention (see FIGS. 1 a and 1 b).
  • the combustion products (exhaust gases) generated by means of the infrared radiator 1 can then be sucked out of the infrared dryer 12 via one or more suction nozzles 12.1 associated with the infrared dryer 12, of which only one is indicated purely schematically here.
  • the at least one suction nozzle 12.1 can be arranged within a housing surrounding the infrared dryer 12.
  • the respective air dryer 13 may comprise one or more tuyeres 13.1, of which also here only one is shown purely schematically.
  • the at least one blowing nozzle 13.1 serves, inter alia, to supply heated air to the material web 8 for drying thereof.
  • the at least one blowing nozzle 13.1 on the one hand, can be in flow-conducting communication with a fresh air supply (not shown).
  • a flow-conducting connection between the at least one suction nozzle 12.1 and the at least one blowing nozzle 13.1 one and the same combination dryer 14 may be provided.
  • the thermal energy contained in the exhaust gas of the infrared dryer 12 can be used to heat the fresh air or to dry the material web 8 by means of the thermal energy of the exhaust gas of the respective infrared dryer 12.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Infrarot-Strahler zur Wärmebehandlung einer Materialbahn, umfassend einen Glühkörper, der entlang einer Anströmfläche mittels eines dem Infrarot-Strahler zuführbaren Gas-Luft-Gemisches anströmbar und durch Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches erhitzbar ist, wobei der Glühkörper nach Art eines Flächengebildes hergestellt ist, umfassend eine Vielzahl von Fäden, wobei das Flächengebilde urformend hergestellt ist.

Description

Infrarot-Strahler
Die Erfindung betrifft einen Infrarot-Strahler, im Einzelnen gemäß dem unabhängigen Anspruch.
Gattungsgemäße Infrarot-Strahler werden in Trockenanordnungen eingesetzt, die zur Wärmebehandlung, wie dem Trocknen einer Materialbahn, beispielsweise Papier-, Tissue- oder Kartonbahn dienen. Diese Trockenanordnungen sind Teil von Maschinen zur Herstellung und/oder Behandlung von solchen Materialbahnen. Auch Glasvliese wären denkbar. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Trocknung von laufenden Papier-, Tissue- oder Kartonbahnen in Papierfabriken, beispielsweise in Laufrichtung der Materialbahn gesehen hinter Beschichtungsvorrichtungen.
Bekannte Infrarot-Strahler weisen z.B. eine Mehrzahl von Stäben auf, die bevorzugt in einer Ebene, also koplanar angeordnet sind. Es ist jedoch auch bekannt die Stäbe in mehreren, zueinander parallelen Ebenen, die von einer Brennerplatte beabstandet sind, anzuordnen. Die Stäbe gattungsgemäßer Infrarot-Strahler sind aus Keramik hergestellt. Derartige Infrarot-Strahler können gasbetrieben sein. Ihnen ist dann ein Brenner zugeordnet. Dieser wird mit einem Gas-Luft-Gemisch betrieben. Dabei weist der Brenner eine Brennerplatte auf, die mit dem Gas-Luft-Gemisch beschickt wird. Das Gas-Luft-Gemisch wird z.B. mit einer Elektrode gezündet. Die entstehende Flamme heizt die Stäbe auf. Letztere dienen als Glühkörper. Denn sie geben die Wärme in Form von Infrarotstrahlung an die Materialbahn ab. Anstelle von Stäben sind als Glühkörper auch hochhitzebeständige Metalle, z.B. in Form von Gittern oder poröse Keramiken bekannt geworden. In der Wärmebehandlung von Materialbahnen werden derartige Infrarot-Strahler als Flächenstrahler eingesetzt. Dazu wird entlang der Breiten- und/oder Längserstreckung der zu behandelnden Materialbahn eine Vielzahl solcher Infrarot- Strahler nebeneinander angeordnet. In Abhängigkeit von der Breite der zu trocknenden Materialbahn und der gewünschten Heizleistung wird die erforderliche Anzahl an Strahlern gewählt. Mit derartigen Infrarot-Strahlern lassen sich Oberflächentemperaturen am Glühkörper von 1 100 °C und darüber hinaus erzielen.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Infrarot-Strahlern ist, dass deren Strahlungswirkungsgrad nicht für jede Anwendung optimal ist. Zudem hat sich gezeigt, dass die bekannten gasbetriebenen Infrarot-Strahler infolge der Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches zum Teil einen sehr hohen Anteil an Stickoxiden (NOx) und Kohlenmonoxiden (CO) produzieren. Ferner sind bisherige, aus keramischen Einzelteilen, wie Stäben, hergestellte Glühkörper anfällig dafür, dass bei einem Bruch der gesamte Stab auf die Materialbahn stürzt und zu Beschädigungen der Maschine führen kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft derartige, eingangs genannte Gegenstände.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Infrarot-Strahler zu schaffen, der gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist. Insbesondere sollen der Strahlungswirkungsgrad wie auch das Abgasverhalten des Infrarot-Strahlers hinsichtlich der Stickoxide und Kohlenmonoxide verbessert werden. Auch soll bei einem möglichen Bruch des Glühkörpers ein Herabfallen von Teilen dessen auf die Materialbahn und damit einhergehende Beschädigungen und Stillstände der Maschine verhindert werden.
Die Aufgabe wird durch einen Infrarot-Strahler gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
Unter dem Begriff Strahlungswirkungsgrad wird das Verhältnis aus dem Infrarot- Strahler zugeführter Leistung und von diesem abgestrahlter Leistung - hier in Form von Infrarotstrahlung - verstanden.
Ein Infrarot-Strahler gemäß der vorliegenden Erfindung trocknet z.B. im bestimmungsgemäßen Betrieb (Betriebszustand) der Trockenanordnung bzw. der Maschine eine Materialbahn. Dies ist der Zustand, in dem das Gas-Luft-Gemisch innerhalb des Infrarot-Strahlers verbrennt und gleichzeitig den (wenigstens einen) Glühkörper beheizt. Die Verbrennung kann in dem von der Brennerplatte und von dem wenigstens einen Glühkörper gemeinsam begrenzten Raum - dann Brennkammer genannt - erfolgen.
Ein Glühkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung ist somit jener Gegenstand, der selbst von dem Gas-Luft-Gemisch bzw. dessen Verbrennungsprodukten durchströmt und infolge der Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches erhitzt wird. Es ist jener Teil des Infrarot-Strahlers, der infolge seiner Erhitzung glüht. Mit Glühen ist die Aussendung von für das menschliche Auge sichtbarer Strahlung gemeint. Der Glühkörper kann jener Teil des Infrarot-Strahlers sein, der in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches hinter der Brennerplatte angeordnet ist. Ersterer kann mit Abstand zur Brennerplatte oder aber in Kontakt mit dieser sein. Der Glühkörper wird also von den Flammen die z.B. auf der dem Glühkörper zugewandten Seite der Brennerplatte infolge des Verbrennungsvorgangs entstehen, erhitzt. Man könnte auch sagen, dass der Glühkörper all jene Elemente umfasst, die zusammen mit der Brennerplatte die Brennkammer des Infrarot-Strahlers begrenzen. Der wenigstens eine Glühkörper kann die äußerste Oberfläche des Infrarot-Strahlers darstellen, die der zu behandelnden Materialbahn unmittelbar, also direkt gegenüberliegt. In einem solchen Fall ist der Glühkörper dann zwischen der Brennerplatte und der Materialbahn angeordnet.
Als Flächengebilde im Sinne der vorliegenden Erfindung gelten flächenförmige Gebilde wie z. B. Gewebe, Gewirke, Gestricke, Geflechte oder geklöppelte Strukturen. Flächengebilde sind grundsätzlich aus einer Vielzahl von linienförmigen Gebilden wie Fäden hergestellt. Bei derartigen Flächengebilden bilden also die linienförmigen Gebilde Öffnungen des Flächengebildes aus oder begrenzen diese. Man könnte auch sagen, dass das Flächengebilde nach Art eines Netzes oder Gitters ausgeführt ist und die Öffnungen die Maschen des Netzes oder Gitters darstellen. Diese Öffnungen können - in Draufsicht auf ein solches Flächengebilde gesehen - unterschiedliche geometrische Formen, wie Vielecke, z.B. Rhomben, Vierecke oder Sechsecke annehmen. Die flächige Ausdehnung derartiger Öffnungen wird in der genannten Draufsicht in Länge und Breite gemessen. Die Öffnungen stellen zusammengenommen den Hohlraum des Glühkörpers dar und werden im Betrieb des Infrarot-Strahlers von dem Gas-Luft-Gemisch oder dessen Verbrennungsprodukten angeströmt oder durchströmt.
Als Gewebe wird ein aus Kett- und Schussfäden gewebtes Flächengebilde verstanden. Kett- und Schussfäden überkreuzen sich dabei. Das Gewebe kann dabei ein einziges oder mehrere unterschiedliche, bevorzugt mehrere in ihren mechanischen Eigenschaften unterschiedliche Fadensysteme umfassen. Aber es ist auch denkbar, dass solche Gewebe eingesetzt werden, bei denen die Fäden von Kette und Schuss aus dem gleichen Material hergestellt sind. Fäden, die als Kett- und Schussfäden dienen, berühren sich an den Kreuzungspunkten untereinander. Ein Gestrick oder Gewirk kann Maschenware sein. Unter dem Begriff Maschenware werden solche Flächengebilde verstanden, bei denen eine mittels Faden gebildete Schleife in eine andere Schleife hineingeschlungen ist. Gestricke können beispielweise durch Stricken oder Häkeln erhalten werden, wobei jede Maschenreihe aus einem einzigen Faden Masche für Masche gebildet wird. Gestricke bestehen aus ein oder mehreren Fadensystemen. Dabei greift eine Schlinge in die Schlinge der vorangehenden Maschenreihe. Beim Gewirk hingegen werden mindestens zwei Fadensysteme verwendet und die Maschen einer Maschenreihe gleichzeitig ausgebildet. Die Schlingen definieren hier die Kreuzungspunkte, an denen sich die Fäden untereinander berühren.
Unter dem Begriff Geflecht wird eine Verschränkung oder ein Ineinanderschlingen zwischen direkt benachbarten Fäden verstanden. Dabei können die Fäden spiralförmig ausgeführt sein. Das selbsttragende Flächengebilde sieht aus, als wären die einzelnen Fäden durch Ineinanderschlingen der Spiralen erzeugt. Also als ob ein Faden der Länge nach in einen benachbarten Faden hineingedreht wäre, sodass sich beide Spiralen ineinanderschlingen und an den Kreuzungspunkten berühren. Die Längsmittelachsen der Spiralen liegen bei diesem Flächengebilde dann parallel zueinander. Man spricht dann von einem Spiralgeflecht.
Grundsätzlich wird unterscheiden, ob die Flächengebilde nach deren Herstellung selbstständig tragfähig sind oder nicht. Dies trifft auf die eingangs genannten Strukturen bis auf die Gelege zu. Gelege sind zwar auch Flächengebilde, die aus einer oder mehreren Lagen von parallel verlaufenden Fäden bestehen. Letztere sind an ihren Kreuzungspunkten jedoch nicht stoff-, kraft- oder formschlüssig miteinander fixiert. Ein solches Gelege ist nach dem Legen daher selbst nicht tragfähig, d.h. dass es bei Verlagerung die ihm verliehene Form verliert. Damit es seine Form beibehält, müssen die aufeinander gelegten Fäden zwangsweise gehalten werden. Im betriebsbereiten Zustand des erfindungsgemäßen Infrarot-Strahlers ist der Glühkörper daher nicht als Gelege ausgeführt. Daher sollen im Sinne der Erfindung Gelege nicht unter den Begriff des Flächengebildes fallen, d.h. frei von solchen sein. Gelege als Zwischenprodukte könnten durchaus von der Erfindung geschützt sein, solange sie dann derart bearbeitet werden, dass sie z.B. an ihren Kreuzungspunkten miteinander fixiert sind.
Anders ausgedrückt weisen Flächengebilde im Sinne der vorliegenden Erfindung sich wiederholende, bevorzugt regelmäßige, von den Fäden gebildete Muster auf. Im Gegensatz dazu sind Vliese eine wirre, also zufällige Anordnung von Fasern, die wirr ineinandergeschlungen oder mittels eines Binders zusammengehalten werden. Vliese fallen daher nicht unter den Begriff Flächengebilde gemäß der vorliegenden Erfindung, sodass ein Vlies ausdrücklich kein Flächengebilde darstellt. Der Vorteil des Einsatzes von regelmäßige Muster ausbildenden Flächengebilden liegt darin, dass über die gesamte Erstreckung des Flächengebildes eine gleichbleibend gleiche Verbrennung und damit ein gleichbleibendes Abgasverhalten stattfindet, wenn das Flächengebilde als Glühkörper eingesetzt wird. Mit dem Begriff Faden ist im Sinne der Erfindung ein linienförmiges, langes und dünnes Gebilde gemeint. Dabei ist der Faden deutlich länger als dick, d.h. der Durchmesser des Fadens kann zwischen 1 und 10 mm liegen und Fadenlängen von bis zu 300 mm aufweisen. Der Faden kann aus einem biegesteifen Material, also einem Material vergleichsweise hoher Biegesteifigkeit wie einer Keramik, hergestellt sein. Der Begriff Biegesteifigkeit meint das Produkt des Elastizitätsmoduls mit dem entsprechenden Flächenträgheitsmoment. So ist bei gleichem Flächenträgheitsmoment ein Material oder ein daraus hergestellte Faden biegesteifer als ein anderer Faden, wenn dieser im Vergleich dazu einen höheren Elastizitätsmodul besitzt. Mit dem Begriff Elastizitätsmodul ist ein Materialkennwert aus der Werkstofftechnik gemeint, der den Zusammenhang zwischen Spannung und Dehnung bei der Verformung eines festen Körpers bei linear-elastischem Verhalten beschreibt. Ein eingangs beschriebener langer und dünner Faden ist im Sinne der Erfindung biegesteif, wenn er seine ihm aufgeprägte Außenkontur nicht verändert, sobald er aus dem Flächengebilde unter wenigstens teilweise Auflösung des Flächengebildes herausgenommen wird. Biegeschlaffe Fäden können durch die eingangs genannten Verfahren wie Weben oder Stricken hergestellt werden, da der Faden nachgiebig ist und seine Außenkontur während des Prozesses frei formbar ist. Hingegen sind biegesteife Fäden nicht gemäß solchen Verfahren, ohne deren Außenkontur zu ändern oder zu zerstören, herstellbar. Daher werden derartige Flächengebilde gemäß der Erfindung mittels Urformen hergestellt. Dies bedeutet, dass das gesamte Flächengebilde - und nicht nur die einzelnen Fäden einzeln - urformend hergestellt ist. Bevorzugt ist es daher monolithisch und daher einteilig.
Eine erfindungsgemäße gelenkige Verbindung ermöglicht es, dass sich bei dem hergestellten, selbsttragenden Flächengebilde, die einzelnen Fäden relativ untereinander an den Kreuzungspunkten zueinander bewegen können. Die Gelenke werden daher an den Kreuzungspunkten der Fäden untereinander von den Fäden selbst ausgebildet. Dabei handelt es sich bei den Gelenken bevorzugt um Drehgelenke.
Unter einer Materialbahn im Sinne der Erfindung wird eine Faserstoffbahn, also ein Gelege bzw. Gewirre von Fasern, wie Cellulosefasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Zusatzstoffen, Additiven oder dergleichen verstanden. So kann die Materialbahn beispielsweise als Papier-, Karton- oder Tissuebahn ausgebildet sein. Sie kann im Wesentlichen Cellulosefasern umfassen, wobei geringe Mengen anderer Fasern oder auch Zusatzstoffe und Additive vorhanden sein können. Dies bleibt je nach Einsatzfall dem Fachmann überlassen. Wenn gemäß der Erfindung von der Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches die Rede ist, dann ist damit die Hauptströmungsrichtung der Partikel des Gas-Luft- Gemisches gemeint. Diese Richtung entspricht z.B. einer Senkrechten auf die größte Fläche der Brennerplatte des Infrarot-Strahlers, die von dem Gas-Luft-Gemisch durchströmt wird (Anströmfläche der Brennerplatte). Die Anströmfläche kann also wenigstens eine Begrenzungsseite, d.h. die Fläche, die von der räumlichen Länge und Breite der Brennerplatte aufgespannt wird, sein. Die Begrenzungsseite kann von der Längs- und Breitenkante (der Anströmfläche) der Brennerplatte aufgespannt sein. So kann die Brennerplatte an ihrer größten Begrenzungsfläche, die der Gaszufuhr bzw. der Vormischkammer zugewandt ist, von dem Gas-Luft-Gemisch durchströmt sein. Ist die Brennerplatte nach Art eines Quaders ausgeführt, so ist die Anströmfläche zumindest eine Seitenfläche des Quaders. Da der Glühkörper bzw. seine Einhüllende auch als Quader ausgeführt sein kann, ist die Anströmfläche des Glühkörpers auch eine Seitenfläche (Begrenzungsfläche) des Quaders, welche eine ebene Fläche darstellt. Daher gilt auch die obige Definition für den Glühkörper und dessen Anströmfläche analog. So wird der Glühkörper auch entlang dieser Anströmfläche mit dem Gas-Luft-Gemisch bzw. dessen Verbrennungsprodukten angeströmt. Die Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches kann auch senkrecht auf der größten Begrenzungsfläche bzw. Anströmfläche stehen. Die Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches durch den Glühkörper kann dieselbe sein, wie die durch die Brennerplatte. Die Anströmfläche des Glühkörpers kann identisch mit der Anströmfläche der Brennerplatte sein, sodass beide flächengleich sind. So kann es sich um jene gemeinsame Fläche handeln, die sich Glühkörper und Brennplatte teilen, wenn sie direkt aneinander angrenzen. Ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Rede davon, dass ein Element unmittelbar an das andere angrenzt, dann ist damit gemeint, dass beide Elemente ohne sonstige Mittel - und bevorzugt auch frei von einem Abstand - in direktem Kontakt miteinander stehen.
Wenn gemäß der Erfindung von Keramik die Rede ist, wird darunter eine technische Keramik verstanden. Beispiele hierfür sind z.B. Siliciumcarbid, Molybdänsilizid . Grundsätzlich wären auch hochwarmfeste Metalle, wie FeCrAI-Verbindungen oder Heizleiter-Legierungen als Material für Glühkörper geeignet.
Wird davon gesprochen, dass der Glühkörper aus mehreren übereinander angeordneten Lagen hergestellt ist, so wird darunter verstanden, dass auch mehrere, in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches hintereinander angeordnete Lagen von Flachgebilden vorgesehen sein können. Das bedeutet, dass die Lagen in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches gesehen übereinander gestapelt sind. Dies bringt den erfindungsgemäßen Vorteil, dass die Abgaswerte noch weiter verbessert werden können.
Mit dem Begriff zumindest abschnittsweise ist mindestens ein Teil des Glühkörpers gemeint. Wenn davon die Rede ist, dass ein Element ein anderes wenigstens teilweise umgibt, dann ist damit gemeint, dass es das entsprechende Element teilweise oder vollständig umgibt bzw. umhüllt.
Unter dem Begriff urformend hergestellt ist gemeint, dass das betreffende Element nach einem Fertigungsverfahren hergestellt wurde, bei denen aus einem formlosen Stoff ein fester Körper erzeugt wird. Beispiele hierfür sind Gießen, Sintern, 3D-Druck.
Ferner betrifft die Erfindung eine Trockenanordnung zur Wärmebehandlung einer Materialbahn umfassend einen Infrarot-Trockner, der eine Mehrzahl von bevorzugt in Breiten- und/oder Längsrichtung der zu behandelnden Materialbahn angeordnete erfindungsgemäße Infrarot-Strahler aufweist. Eine solche Trockenanordnung kann wenigstens einen Lufttrockner aufweisen, um Heißluft und/oder ein Verbrennungsprodukt des Gas-Luft-Gemisches aus der Mehrzahl der Infrarot-Strahler auf die zu behandelnde Materialbahn zu richten. Ferner können der wenigstens eine Lufttrockner und der wenigstens eine Infrarot-Trockner in Laufrichtung der zu behandelnden Materialbahn gesehen hintereinander angeordnet sein, wobei bevorzugt der wenigstens eine Infrarot-Trockner dem wenigstens einen Lufttrockner in Laufrichtung der zu behandelnden Materialbahn gesehen vorgeschaltet sein kann.
Auch betrifft die Erfindung den Glühkörper von Anspruch 1 an sich sowie einen solchen mit den Merkmalen der Unteransprüche.
Schließlich betrifft die Erfindung eine Maschine zur Herstellung und/oder Behandlung einer Materialbahn, bevorzugt Papiermaschine, umfassend wenigstens einen erfindungsgemäßen Infrarot-Strahler bzw. eine solche Trockenanordnung. Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ohne Einschränkung der Allgemeinheit näher beschrieben. In den Figuren zeigen: eine schematische, teilgeschnittene und nicht maßstäbliche Darstellung einer Ausführungsform eines Infrarot-Strahlers; eine mögliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Glühkörpers in räumlicher Darstellung;
Fig. 3 eine stark schematisierte Darstellung einer Trockenanordnung in einer dreidimensionalen Ansicht gemäß einer Ausführungsform.
Die Fig. 1 zeigt eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen, teilgeschnittenen Ansicht durch eine Ebene, die senkrecht zur Materialbahn und parallel zur Laufrichtung (durch den Pfeil angedeutet) dieser verläuft. In der Figur ist ein Infrarot-Strahler 1 , der Teil einer Trockenanordnung 9 sein kann, gezeigt. Der Infrarot-Strahler 1 ist im bestimmungsgemäßem Betrieb mit Abstand zu der Materialbahn 8, z.B. oberhalb dieser angeordnet. Er bildet einen Brenner aus, der in einem Gehäuse 1 1 .1 angeordnet ist. Letzteres weist z.B. eine Rückwand und mehrere Seitenwände auf. Die Rückwand befindet sich an der der Materialbahn 8 abgewandten Seite (Rückseite) des Infrarot-Strahlers 1 . In diese ist eine Öffnung 2, durch die ein Brennstoff, beispielsweise Gas und Luft (zündfähiges, brennbares Gas-Luft-Gemisch) in eine Mischkammer 3 gelangen kann, vorgesehen. Die entsprechenden Zufuhrleitungen außerhalb des Infrarot-Strahlers 1 sind nicht näher dargestellt. Die Mischkammer 3 wird vorliegend einerseits von einer gasdurchlässigen Brennerplatte 4 und andererseits durch das Gehäuse 1 1 .1 , hier die Rückwand begrenzt. Das Gas-Luft-Gemisch strömt die Brennerplatte 4 an einer Anströmfläche, die der Rückseite des Infrarot-Strahlers 1 entspricht an und tritt zu dessen Verbrennung durch die gasdurchlässige Brennerplatte 4 hindurch . Von dort strömt es in eine Brennkammer 5. Letztere wird vorliegend von der Brennerplatte 4 und einem Glühkörper 6 zusammen begrenzt bzw. ausgebildet. Die gasdurchlässige Brennerplatte 4 trennt sozusagen die Mischkammer 3 von der Brennkammer 5. In letztgenannter entzündet sich das Gas-Luft-Gemisch. Die freiwerdende Wärme heizt den Glühkörper 6 auf, bis dieser anfängt zu glühen. In der Folge sendet dieser Infrarot-Strahlen in Richtung auf die zu trocknende Materialbahn 8 aus. Sowohl die Brennerplatte 4 als auch der Glühkörper 6 haben hier eine platten- oder quaderförmige Außenkontur. Grundsätzlich wäre eine davon abweichende Außenkontur denkbar. Die Anströmfläche des Glühkörpers 6 entspricht im vorliegenden Fall der Anströmfläche der Brennerplatte 4. Anders ausgedrückt sind die beiden Anströmflächen flächengleich. Sie entsprechen hier der lichten Weite des Gehäuses 1 1 .1 , in dem sowohl die Brennerplatte 4 als auch der Glühkörper 6 untergebracht sind.
Unabhängig von der dargestellten Ausführungsform ist der Infrarot-Strahler 1 mit seinem Glühkörper 6 der Materialbahn 8 zugewandt, und zwar in dem dargestellten Fall so, dass der Glühkörper 6 parallel zu dieser verläuft. Dies muss jedoch nicht zwingend der Fall sein. Der Infrarot-Strahler 1 kann auch winklig zu dieser verlaufen. Wie es in der Figur 1 dargestellt ist, sind in Strömungsrichtung des Gas-Luft- Gemisches gesehen die Brennerplatte 4 und der Glühkörper 6 hintereinander geschaltet. Dabei ist der Glühkörper 6 stromab der Brennerplatte 4 angeordnet. Gemäß der Ausführungsform der Figur 1 ist der Glühkörper 6 nach Art eines regelmäßigen, gasdurchlässigen Gitters ausgeführt. Dieses Gitter kann dabei von wenigstens einem Flächengebilde ausgebildet sein . Dieses ist aus einer Vielzahl von Fäden hergestellt, die Öffnungen des Gitters begrenzen. Das bedeutet, dass das durch die Brennerplatte 4 hindurchtretende Gas-Luft-Gemisch auch alle Öffnungen des Glühkörpers 6 (gleichzeitig) durchströmen kann.
Der Glühkörper 6 ist in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches bzw. dessen Verbrennungsprodukte gesehen unter Abstand zur Brennerplatte 4 angeordnet. Das heißt, dass die Brennkammer 5 von dem zusammen von der Brennerplatte 4 und dem Glühkörper 6 begrenzten Raum ausgebildet wird. Brennerplatte 4 und Glühkörper 6 sind hinsichtlich ihrer Anströmflächen bzw. Begrenzungsseiten parallel zueinander angeordnet.
Obwohl dies in den Figuren nicht gezeigt ist, wäre es denkbar, dass der Glühkörper 6 unmittelbar an die Brennerplatte 4 angrenzt. Das bedeutet, dass beide ohne Abstand und bevorzugt parallel zueinander angeordnet sind. Unabhängig von der dargestellten Ausführungsform wäre es grundsätzlich denkbar, z.B. mehrere Lagen eines Glühkörpers 6, genauer gesagt mehrere Lagen von Flächengebilden vorzusehen, die zu der Brennerplatte 4 in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches bzw. der sich daraus ergebenden Verbrennungsprodukte beabstandet angeordnet sein könnten.
Die Figur 2 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Glühkörpers 6 als Flächengebilde in räumlicher Darstellung. Letzteres ist dabei aus einer Vielzahl von Fäden 15 hergestellt. Dabei ist das Flächengebilde beispielhaft als Spiralgeflecht ausgeführt. Dazu sind die Fäden 15 nach Art von Spiralen ineinandergeschlungen. Die Längsmittelachsen der Fäden 15 verlaufen über die gesamte räumliche Erstreckung des sich einstellenden Flächengebildes parallel zueinander. Einander direkt benachbarte Fäden 15 sind miteinander so verbunden, dass deren Spiralen ineinander geschraubt sind. Hierdurch sind die Fäden 15 jeweils an den gemeinsamen Kreuzungspunkten gelenkig aneinander gelagert. Durch dieses Ineinandergreifen der Fäden 15 untereinander ergibt sich eine verliersichere Struktur. D.h. sollte ein Teil eines Fadens 15 brechen, so wird es von den benachbarten Fäden 15 an den Kreuzungspunkten gehalten. Die Wahrscheinlichkeit, dass Teile des gebrochenen Fadens auf die Materialbahn 8 fallen ist dadurch deutlich minimiert. Ein Brechen kann dann auftreten, wenn der Faden 15 aus einer Keramik hergestellt ist.
Obwohl dies nicht gezeigt ist, könnte der Glühkörper 16 auch nach Art eines Gewebes hergestellt sein. Dabei weben dann zwei einander direkt benachbarte, als Schussfäden ausgeführte Fäden senkrecht zu als Kettfäden fungierenden Fäden denselben Webpfad durch die Kettfäden.
Zum Herstellen derartiger Flächengebilde können urformende Verfahren, wie der 3D- Druck Verwendung finden.
Unabhängig von den dargestellten Ausführungsformen kann infolge der vergrößerten Oberfläche des Glühkörpers 6 durch die wellige oder spiralige Außenkontur der Fäden 15 der Strahlungswirkungsgrad erheblich gesteigert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass sich infolge der gewählten Außenkontur die Oberfläche für die Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches erhöht, was sich in einer höheren Energieaufnahme der Verbrennungsprodukte des Gas-Luft-Gemisches äußert. Auch der Anteil der Stickoxide und Kohlenmonoxide in den Verbrennungsprodukten kann hierdurch reduziert werden.
In Figur 3 ist eine mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Trockenanordnung 1 1 gezeigt. Diese kann Teil einer Maschine zur Herstellung oder Behandlung einer Materialbahn sein. Die Trockenanordnung 1 1 ist vorliegend in Laufrichtung der Materialbahn 8 hinter einer nicht dargestellten Streich- oder Binderpartie der Maschine angeordnet. Innerhalb dieser Partie wird eine Streichfarbe oder ein Bindemittel auf die Materialbahn 8 aufgetragen. Infolge des Auftrags nimmt die Matenalbahn 8 Feuchtigkeit auf und muss daher getrocknet werden bzw. der Binder muss ausgehärtet werden. Dies erfolgt in der Trockenanordnung 1 1 .
Die Trockenanordnung 1 1 umfasst einen oder, wie hier gezeigt, mehrere Infrarot- Trockner 12, die jeweils eine Vielzahl von bevorzugt parallel zur Materialbahn 8 angeordneten, als Flächenstrahler dienenden Infrarot-Strahler 1 aufweisen. Zudem weist die Trockenanordnung 1 1 auch mehrere Lufttrockner 13 auf. Im vorliegenden Fall ist jeweils einem Infrarot-Trockner 12 in Laufrichtung der Materialbahn 8 gesehen ein Lufttrockner 13 nachgeschaltet, usw. Jeweils ein solcher Infrarot-Trockner 12 und ein Lufttrockner 13 werden als Kombinationstrockner 14 bezeichnet. Vorliegend sind vier in Laufrichtung der zu trocknenden Materialbahn 8 hintereinander angeordnete Kombinationstrockner 14 vorgesehen. Letztgenannte sind hier direkt aneinandergrenzend angeordnet. Das bedeutet, wenn die zu trocknende Materialbahn 8 einen ersten Kombinationstrockner 14 verlässt, gelangt sie in Laufrichtung gesehen unmittelbar in den darauffolgenden Kombinationstrockner 14. Dabei sind alle Kombinationstrockner 14 so eingerichtet, dass in Laufrichtung der Materialbahn gesehen mittels Infrarotstrahlung aus dem zugehörigen Infrarot- Trockner 12, dann mittels Konvektion durch den entsprechenden Lufttrockner 13, entsprechend wieder mittels Wärmestrahlung und so weiter abwechselnd getrocknet wird. Sobald die Materialbahn 8 in ihrer Laufrichtung gesehen den ersten Kombinationstrockner 14 verlassen hat, gelangt sie in den zweiten Kombinationstrockner 14. Dort wird sie wiederum in deren Laufrichtung gesehen zunächst von dem entsprechenden Infrarot-Trockner 12, dann von dem entsprechenden Lufttrockner 13 getrocknet. Anders ausgedrückt, ist - jeweils in Laufrichtung der Materialbahn 8 durch die Trockenanordnung 1 1 gesehen - zwischen einem Infrarot-Trockner 12 eines in Laufrichtung ersten Kombinationstrockners 14 und zwischen einem Infrarot-Trockner 12 eines in Laufrichtung unmittelbar darauffolgenden, weiteren Kombinationstrockner 14 jeweils ein dem ersten Kombinationstrockner 14 zugeordneter Lufttrockner 13 angeordnet. Man könnte auch sagen, dass die Materialbahn 8 entlang der Trockenanordnung 1 1 alternierend mittels Wärmestrahlung, dann mittels Konvektion, wiederum mittels Wärmestrahlung und so weiter getrocknet wird. Der Infrarot-Trockner 12 eines jeweiligen Kombinationstrockners 14 kann als gasbeheizter erfindungsgemäßer Infrarot-Trockner ausgeführt sein. Dazu kann der Infrarot-Trockner 12 einen oder mehrere erfindungsgemäße Infrarot-Strahler 1 (siehe Figuren 1 a und 1 b) umfassen. Die mittels der Infrarot-Strahler 1 erzeugten Verbrennungsprodukte (Abgase) können dann über eine oder mehrere dem Infrarot- Trockner 12 zugeordnete Saugdüsen 12.1 , wovon hier lediglich eine rein schematisch angedeutet ist, aus dem Infrarot-Trockner 12 abgesaugt werden. Die wenigstens eine Saugdüse 12.1 kann innerhalb eines, den Infrarot-Trockner 12 umgebenden Gehäuses angeordnet sein.
Der jeweilige Lufttrockner 13 kann eine oder mehrere Blasdüsen 13.1 umfassen, wovon hier ebenfalls lediglich eine rein schematisch dargestellt ist. Die wenigstens eine Blasdüse 13.1 dient dazu, unter anderem, erhitzte Luft der Materialbahn 8 zu deren Trocknung zuzuführen. Dazu kann die wenigstens eine Blasdüse 13.1 einerseits mit einer Frischluftzufuhr (nicht gezeigt) in strömungsleitender Verbindung stehen. Zudem kann eine strömungsleitende Verbindung zwischen der wenigstens einen Saugdüse 12.1 und der wenigstens einen Blasdüse 13.1 ein und desselben Kombinationstrockner 14 vorgesehen sein. Mittels dieser kann die im Abgas des Infrarot-Trockners 12 enthaltene thermische Energie dazu genutzt werden, um die Frischluft zu erhitzen bzw. die Materialbahn 8 auch mittels der thermischen Energie des Abgases des jeweiligen Infrarot-Trockners 12 zu trocknen.

Claims

Voith Patent GmbH Akte: 22191 WO / PKR 89522 Heidenheim „Gedrucktes Gitter"
Patentansprüche
Infrarot-Strahler (1 ) zur Wärmebehandlung einer Materialbahn (8), umfassend einen Glühkörper (6), der entlang einer Anströmfläche mittels eines dem Infrarot-Strahler (1 ) zuführbaren Gas-Luft-Gemisches anströmbar und durch Verbrennung des Gas-Luft-Gemisches erhitzbar ist, wobei der Glühkörper (6) nach Art eines Flächengebildes hergestellt ist, umfassend eine Vielzahl von Fäden (15), wobei das Flächengebilde urformend hergestellt ist.
Infrarot-Strahler (1 ) gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde ein selbstragendes Flächengebilde ist.
Infrarot-Strahler (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde derart ausgeführt ist, das die Fäden an Kreuzungspunkten gelenkig miteinander verbunden sind.
Infrarot-Strahler (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (15) spiralig ausgebildet sind, sodass das Flächengebilde nach Art eines Spiralgeflechts ausgeführt ist, und zwar derart, dass jeweils zwei direkt benachbarte Fäden (15) miteinander durch Ineinandergreifen an Kreuzungspunkten verbunden sind.
Infrarot-Strahler (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächengebilde nach Art eines Gewebes ausgeführt ist, umfassend als Kettfäden dienende Fäden (15), die mit als Schussfäden dienenden Fäden (15) an Kreuzungspunkten verwoben sind, wobei die Fäden (15) eine wellenförmig verlaufende Außenkontur aufweisen.
Infrarot-Strahler (1 ) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe nach Art einer Leinwandbindung ausgeführt ist, sodass abwechselnd die als Schussfäden dienenden, direkt benachbarten Fäden (15) in unterschiedlichen Webpfaden durch die als Kettfäden dienenden Fäden (15) weben.
7. Infrarot-Strahler (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fäden (15) aus einem vergleichsweise biegesteifen Material, wie einer Keramik, hergestellt sind.
8. Infrarot-Strahler (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anströmfläche wenigstens eine Begrenzungsseite des Glühkörpers (6) ist.
9. Infrarot-Strahler (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Infrarot-Strahler (1 ) eine Brennerplatte (4) aufweist und der Glühkörper (6) in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches hinter der Brennerpatte (4) angeordnet ist.
10. Infrarot-Strahler (1 ) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühkörper (6) in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches gesehen unmittelbar an die Brennerplatte (4) angrenzt.
1 1 . Infrarot-Strahler (1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Glühkörper (6) aus mehreren übereinander angeordneten Lagen aus Flächengebilden hergestellt ist.
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