WO1990003888A1 - Trocknerelement - Google Patents

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WO1990003888A1
WO1990003888A1 PCT/EP1989/000572 EP8900572W WO9003888A1 WO 1990003888 A1 WO1990003888 A1 WO 1990003888A1 EP 8900572 W EP8900572 W EP 8900572W WO 9003888 A1 WO9003888 A1 WO 9003888A1
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heating tube
dryer
reflector
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dryer element
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PCT/EP1989/000572
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English (en)
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Inventor
Hans G. Platsch
Original Assignee
Platsch Hans G
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F23/00—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing
    • B41F23/04—Devices for treating the surfaces of sheets, webs, or other articles in connection with printing by heat drying, by cooling, by applying powders
    • B41F23/0403—Drying webs
    • B41F23/0423—Drying webs by convection
    • B41F23/0426—Drying webs by convection using heated air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41F23/0406—Drying webs by radiation
    • B41F23/0413—Infrared dryers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/004—Nozzle assemblies; Air knives; Air distributors; Blow boxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • 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 a dryer unit constructed from such dryer elements.
  • Inks are used in the printing industry on a different basis, with different binders and different pigments.
  • Infrared radiation dryer elements are preferred for drying conventional offset inks and for drying oil varnishes.
  • water-based paints such as those used in particular as a clear coat over the printing inks, in order to give the surface of the finished product gloss, warm air dryer elements are preferred.
  • UV radiation dryer elements are used for special varnishes and printing inks that contain prepolymerized plastic materials.
  • UV drying requires special measures of a larger size not only because of the installation of very powerful UV rays but also because of the radiation protection and the extraction of the ozone generated by the UV rays, so that appropriately equipped printing machines are always fully utilized in connection with UV drying becomes.
  • IR dryers and blow air dryers have different space requirements: IR dryers can be used to dry the printed product in a very compact space; Conventional blow air dryers, on the other hand, require a lot of space.
  • the present invention is therefore intended to create a dryer element which is very compact
  • Construction enables the local production of warm blown air in large quantities, so that a blown air dryer unit built 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 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 is what
  • a light funnel leading these rays to the surface of the heating tube can be produced with elements having a circular cross-section that are particularly easy to manufacture. If one chooses the center point 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 are opposite the infrared radiator and taper, an especially uniform heating of the heating tube is obtained in the circumferential direction.
  • Heating tube advantageous, which are emitted by the infrared radiator in the half-space away from the heating tube.
  • the electrical installation and maintenance of the dryer element is simplified by the use of a twin infrared heater.
  • 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.
  • 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. This makes it possible to work with infrared drying and blown air drying with short changeover times on the same printing press.
  • Figure 2 is a schematic diagram on an enlarged scale, based on which the transfer of heat from
  • FIG. 3 a basic illustration similar to FIG. 2,
  • FIG. 4 a view of a dryer learners according to FIG.
  • FIG. 1 constructed blown air dryer unit and an infrared dryer unit, which has the same outer geometry.
  • 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.
  • an elongated discharge duct 24 for warm air is provided, which is delimited by folded-over wall sections 26, 28 of the side wall 14 and the bottom wall IS.
  • 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 total of 46 heating / nozzle unit This includes a heating pipe 48 running perpendicular to the drawing plane of Figure 1, a nozzle pipe 50 running parallel and at a distance below the heating pipe 48, and a 180 ° elbow 52 having the same cross section, which smoothly connects the ends of the heating pipe 48 and nozzle pipe 50 lying behind the drawing plane .
  • 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, into which nozzle bodies 60 are inserted. These each have a nozzle bore 62, which is aligned with the central plane of the delivery channel 24. As can be seen from Figure 1, the nozzle extends body 60 at a distance from the bounded by the free edges of the lower ends of the reflector walls 34, 36
  • 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 total of 66 twin infra-red radiator 66 is arranged in the space between the legs of the U-shaped heating / nozzle unit.
  • 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 mounting brackets 78 welded to the top of the nozzle tube 50, as shown at 80.
  • the air supplied to the nozzle 54 is pressed through the heating tube 48. Those emitted by the infrared radiator 66
  • Heat rays 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 released from the heating tube 48 to the forced air, and the warm air enters the nozzle tube 50 through the 180 ° elbow 52. From there, the heated air passes through the nozzle body
  • 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.
  • Grid 20 is sucked in, is mixed in the discharge channel 24 with the very hot air that 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 dye and varnish layers on the printed sheet 88.
  • the infrared radiator 66 can have an output of 3.5 kW and heat an air quantity of 60 to 100 m 3 of air per hour to about 140 ° C. By mixing with approximately half the amount of secondary air, blowing air of approximately 100 ° C. is then obtained, as is desired for drying water-based paints.
  • the surface of the heating tube 48 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 is deteriorated, 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 that originate from the heating coil 70. To simplify matters, it is assumed that only a single cylindrical reflector 92 is provided, which is the heating tube
  • the heating tube 48 have the reference numbers 94,
  • part of the power of the infrared radiator 66 is thus already due to the geometry to the refector walls 34, 36 transmitted.
  • the reflector axis can be placed parallel to and at a distance from the heating tube axis, as shown in FIG. 3.
  • M 1 denotes the heating tube axis
  • M 2 the reflector axis.
  • FIG. 4 shows a blown air dryer unit, designated as a whole by 104, with a frame 106 composed of angle profiles, which carries several dryer elements 10.
  • An infrared dryer unit designated overall by 108, carries a plurality of infrared radiators 66 on an identical frame 106. It can be seen that the two types of dryer units on a printing press can thus be quickly exchanged for one another.

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Abstract

Bei einem kompakten Trocknerelement zur Verwendung in der Trockenstrecke einer Druckmaschine wird heiße Blasluft dadurch erzeugt, daß man durch einen Infrarotstrahler (66) ein parallel zu diesem verlaufendes Heizrohr (48) von außen erhitzt. Die heiße Blasluft gelangt über einen 180°-Krümmer (52) in eine parallel zum Heizrohr (48) verlaufenden Blasleiste (50, 60). Ein die Heizrohr/Blasleisteneinheit umgebender Reflektor (34, 36) spiegelt Infrarotstrahlung auf das Heizrohr (48) und gibt die von ihm absorbierte Strahlungsenergie an einen Sekundärluftstrom (82, 84) ab, der beim Auslaß der Blasleiste (50, 60) dem heißen Hauptluftstrom zugemischt wird.

Description

Trocknerelement
Beschreibung
Die Er findung betrifft ein Trocknerelement zur Verwendung in einer Druckmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie eine aus derartigen Trocknerelementen au-fgebaute Trocknereinheit.
In der Druckindustrie werden Druckfarben auf unterschiedlicher Basis, mit unterschiedlichen Bindemitteln und unterschiedliehen Pigmenten verwendet. Infrarot-StrahlungsTrocknerelemente werden zum Trocknen herkömmlicher Offsetfarben und zum Trocknen von öl-Lacken bevorzugt. Verwendet man Wasserlacke, wie sie insbesondere als Klarlack über den Druckfarben verwendet werden, um der Oberfläche des fertigen Produktes Glanz zu verleihen, werden WarmluftTrocknerelemente bevorzugt. Für spezielle Lacke und Druckfarben, welche vorpolymerisierte Kunststoffmaterialien enthalten, werden UV-Strahlungs-Trocknerelemente verwendet.
Die UV-Trocknung erfordert nicht nur wegen der Installation sehr leistungsstarker UV-Strahlen sondern auch vom Strahlenschutz her und von der Absaugung des von den UV-Strahlen erzeugten Ozones Spezialmaßnahmen größeren Umfanges, so daß man entsprechend ausgerüstete Druckmaschinen immer in Verbindung mit UV-Trocknung auslasten wird.
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-Trocknern kann man auf sehr kompaktem Raum die Trocknung des Druckerzeugnisses bewerkstelligen; herkömmliche Blaslufttrockner benötigen dagegen viel Platz. 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.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Trocknerelement gemäß Anspruch 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.
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. Würde man die Heißlufterzeugung auf konventionelle Weise dadurch vornehmen, daß man die Blasluft direkt an WideiStandsdrähten 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. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteiansprüchen angegeben.
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.
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.
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.
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.
Gemäß Anspruch 6 läßt sich ein diese Strahlen zur HeizrohrOberfläche führender Lichttrichter mit mechanisch besonders einfach herstellbaren, kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Elementen bewerkstelligen. 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.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch B ist im
Hinblick auf das Zuführen derjenigen Wärmestrahlen zum
Heizrohr von Vorteil, die vom Infrarotstrahler in den vom Heizrohr abgelegenen Halbraum abgegeben werden.
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 Zwil lings-Infrarotstrahlers vereinfacht.
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 Kühlluf tgehäuses ist, welches nach Art einer Wasserstrahlpumpe an den Auslaß der Blasleiste angekoppelt ist.
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 wünschens wert, 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.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 ist im Hinblick auf einen möglichst ausgeprägten und effektiven Sekundärluft-Mitnahmeeffekt von Vorteil, da die "WasseiStrahlpumpenwirkung" für scharfe, schnelle, kleinen Querschnitt aufweisende Luftstrahlen besser ist als für großen Querschnitt aufweisende, langsame Luftvorhänge.
Eine Trocknereinheit, wie sie im Anspruch 13 angegeben ist, kann einfach gegen eine in einem gleichen StandardEinschubrahmen vorgesehene Infrarot-Trocknereinheit ausgetauscht werden. Dies ermöglicht es bei geringen Umrüstzeiten bei ein und derselben Druckmaschine wahlweise mit Infrarottrocknung und Blaslufttrocknung zu arbeiten.
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 Maßstäbe, 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 Trocknerlernenten gemäß
Figur 1 aufgebauten Blasluft-Trocknereinheit sowie einer Infrarot-Trocknereinheit, die gleiche Außengeometrie aufweist. 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 Seitenwän'de 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.
Am in Figur 1 links unten liegenden Ende des Auβengehäuses 12 ist ein gestreckter Abgabekanal 24 für Warmluft vorgesehen, der durch umgekantete Wandabschnitte 26, 28 der Seitenwand 14 und der Bodenwand IS begrenzt ist.
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.
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.
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 180º-Krümmer 52, der die hinter der Zeichenebene liegenden Enden von Heizrohr 48 und Düsenrohr 50 glatt verbindet.
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.
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. Wie aus Figur 1 ersichtlich, erstreckt sich der Düsen körper 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.
In dem zwischen den Schenkeln der U-förmigen Heiz/Düseneinheit liegenden Raum ist ein insgesamt mit 66 bezeichneter Zwil lings-Inf rarotstrahler 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.
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.
Die Enden des Infrarotstrahlers 66 sind von Winkelträgem 76 gehalten, die ihrerseits mit an der Oberseite des Düsenrohres 50 festgeschweißten Haltewinkeln 78 verschraubt sind, wie bei 80 gezeigt.
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 180º -Krümmer 52 in das Düsenrohr 50. 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.
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 Färb- und Lackschichten auf dem Druckbogen 88.
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 ºC 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.
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 Reflexionsvermägen der Reflektorwände 34, 36, wird ein zunehmender Anteil der Strahlungsleistung über die Reflektorwände 34, 36 an den Sekundärluftstrom 82, 84 abgegeben.
Figur 2 zeigt in vergrößertem Maßstäbe 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 Absorption 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.
Man erkennt, daß diese Strahlen den Infrarotstrahler 66 auch nach Reflexion an der Oberfläche des Heizrohres 48 nicht mehr erreichen.
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.
Bei einer das Heizrohr 48 umgebenden zylindrischen Reflektoranordnung wird somit schon geometriebedingt ein Teil der Leistung des Infrarotstrahlers 66 auf die Ref lektorwände 34, 36 übertragen.
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 erreicht, 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.
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 gerade 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.
Figur 4 zeigt eine insgesamt mit 104 bezeichnete BlasluftTrocknereinheit mit einem aus Winkelprofilen zusammengesetzten Rahmen 106, der mehrere Trocknerelemente 10 trägt.
Eine insgesamt mit 108 bezeichnete Infrarot-Trocknereinheit trägt auf einem identischen Rahmen 106 eine Vielzahl von Infrarotstrahlern 66. Man erkennt, daß so die beiden Arten von Trocknereinheiten an einer Druckmaschine rasch leicht gegeneinander getauscht werden können.

Claims

Patentansprüche
1.) Trocknerelement zur Verwendung in einer Druckmaschine, mit einer von Blasluft durchströmten elektrischen
Heizeinrichtung und mit einer Blasleiste, welche die warme Blasluft transversal zur Förderrichtung der Druckerzeugnisse verteilt abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein
stabförmiger Infrarotstrahler (66) parallel zur Mantelfläche eines Heizrohres (48) erstreckt, welches strömungsmäßig der Blasleiste (50, 60) vorgeschaltet ist und eine Infrarotstrahlung absorbierende Oberfläche hat.
2.) Trocknerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Blasleiste (50, 60) parallel zum Heizrohr (48) erstreckt und mit diesem über einen 180º-Krümmer
(52) verbunden ist.
3.) Trocknerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizrohr (48) kreisförmigen Querschnitt hat.
4. ) Trocknerelement nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , daß dem Heizrohr (48) ein es zumindest teilweise
umgebender Reflektor (34, 36; 92) zugeordnet ist.
5.) Trocknerelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Reflektors (92) vom Heizrohr (48) mit zunehmendem Abstand vom Infrarotstrahler (66) abnimmt.
6.) Trocknerelement nach Anspruch 5 in Verbindung mit
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (92) kreisförmigen Querschnitt aufweist und die Reflektoiachse (M2)) unter Abstand parallel zur Heizrohrachse (M1) verläuft.
7.) Trocknerelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche des Reflektors (92) das Heizrohr (48) an der dem Infrarotstrahler (66) gegenüberliegenden Mantelfläche berührt.
8.) Trocknerelement nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotstrahler in einem
Quarzglasgehäuse (68) angeordnete Heizwendeln (70, 72) aufweist und auf das Quarzglasgehäuse in dem vom Heizrohr (48) abgewandten Teil eine Verspiegelung (74) vorgesehen ist.
9.) Trocknerelement nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Infrarotstrahler (66) ein
Zwillingsstrahler mit zwei unter verglichen mit dem Durchmesser des Heizrohres (48) kleinen Abstand voneinander aufweisenden Heizwendeln (70, 72) ist.
10.) Trocknerelement nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (34, 36) Teil eines Innengehäuses (38) ist, welches an einem vom Infrarotstrahler (66) abliegenden Abschnitt einen Austrittsschlitz (64) aufweist, der mit einem Blasluft-Abgabekanal (24) in Verbindung steht, und daß das Innengehäuse (38) in
einem dem Heizrohr (48) benachbarten Abschnitt eine Ansaugöffnung (44) für Kühlluft aufweist.
11.) Trocknerelement nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch ein das Innengehäuse (38) unter Abstand umgebendes Auβengehäuse (12), welches einen Einlaß (20) für Sekundärluft aufweist, der dem reflektorseitigen Abschnitt des Innengehäuses (38) benachbart ist, sowie einen der Blasleiste (50, 60) benachbarten Auslaß für durch den Reflektor (34, 36) erwärmte Sekundärluft aufweist.
12.) Trocknerelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasleiste (50, 60) diskrete unter Abstand aufeinanderfolgende Düsen (60) aufweist.
13.) Trocknereinheit zur Verwendung in einer Druckmaschine, gekennzeichnet durch mehrere Trocknerelemente nach einem der Ansprüche 1-12, welche in gleicher Ausrichtung parallel nebeneinanderliegen von einem Standard-Einschubrahmen getragen sind, der in eine Führung eines Trocknerrahmens einsetzbar ist.
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