WO2011015164A1 - Einrichtung zum thermischen bearbeiten von biologischen und technischen gütern bzw. objekten unter verwendung von keramischen infrarotstrahlern mit selektiven emissions- bzw. absorptionsspektren - Google Patents

Einrichtung zum thermischen bearbeiten von biologischen und technischen gütern bzw. objekten unter verwendung von keramischen infrarotstrahlern mit selektiven emissions- bzw. absorptionsspektren Download PDF

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WO2011015164A1
WO2011015164A1 PCT/DE2009/001117 DE2009001117W WO2011015164A1 WO 2011015164 A1 WO2011015164 A1 WO 2011015164A1 DE 2009001117 W DE2009001117 W DE 2009001117W WO 2011015164 A1 WO2011015164 A1 WO 2011015164A1
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WO
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radiators
irradiation
infrared
mullite
sio
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Application number
PCT/DE2009/001117
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter John
Rocco Naumann
Dirk Krake
Anatoli Pritula
Original Assignee
Ibt Infrabiotech Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/0033—Heating devices using lamps
    • H05B3/0038—Heating devices using lamps for industrial applications

Definitions

  • the invention relates to a device for thermal processing, namely drying, baking, roasting, heating, heating, polymerizing, sintering, melting and the like., Of biological and technical goods or objects, hereinafter called irradiation material, using ceramic infrared radiators with selective Emissions sec. Absorption spectra.
  • Stone ovens with a vault-like structure of the oven chamber Such ovens are still found in many developing countries today.
  • the stone material used emits a relatively large amount of infrared which is absorbed again both by the dough, for example bread, and from the opposite walls.
  • the dough is thus in an infinite spatial network of emitting, absorbing, reflecting and transforming infrared rays and additionally under heat influence by convection and contact.
  • the advantage of this technique is a relatively good energy utilization of the infrared in terms of product quality.
  • the irradiation material to be treated is positioned between the two radiators.
  • Such an arrangement is particularly suitable for the two-sided irradiation of web-like goods made of plastic, textile, paper and the like or for the irradiation of coatings on such webs.
  • the aim of the invention is to expand the field of application of selectively transformed infrared.
  • the creation of apparatus for this purpose is therefore to be regarded as an inventive task.
  • the solution to this problem is specified in claim 1.
  • a device for thermal processing namely drying, baking, roasting, heating, heating, polymerizing, sintering, melting and the like, proposed by biological and technical irradiation or objects, preferably in the temperature range of 4 to 2,500 ° C and at a Print of
  • the emitters are each based on the same functional ceramic based on selective
  • the emission spectra of the emitters are in good agreement with the absorption spectra of the material or object to be thermally heated and their own absorption spectra. They are arranged at least two - but mostly three-dimensional. This forms an infinite spatial network of emitting, absorbing, reflecting and transforming infrared rays.
  • the irradiation material is within a tunnel formed by three emitters front and rear tunnel.
  • the tunnel floor is not or only partially designed as a radiating surface.
  • Such an arrangement of selectively transformed infrared radiators is aptly described as "tunneling principle.”
  • the irradiation of spatially-formed bodies from three sides according to this principle is particularly suited to selective surface-infrared thermal surface processing are either not treated thermally or they are subjected to a thermal processing by contact and / or convection heat, for example, when baking bread in the tunnel kiln or when drying bricks in a tunnel dryer.
  • Another application is the drying of surfaces or coatings on three-dimensional bodies.
  • the fifth side is designed as a window or door.From this side, the irradiation material is not selectively transformed with infrared five emitters with selectively transformed infrared is formed here one speaks of a radiator arrangement according to the "hood principle”.
  • the hood principle is primarily suitable for the batchwise passage of irradiation material, for example, for the rapid production of Scrmimpfverpackung in
  • the irradiation material is selectively transformed from all sides in a space that is closed on all sides
  • This emitter assembly follows the "space principle.” It is particularly suitable for the three-sided spatial irradiation of three-dimensional bodies in which all sides are thermally processed with selectively transformed infrared, for example, when baking bread or buns in a rack oven in the beach process.
  • the illustrated basic principles of the radiator arrangement are applicable for different technological tasks in any modifications, geometric shapes and combinations.
  • the selectively transformed infrared radiation as the main form of energy transfer is additional to the different types
  • Energy transfer forms can be combined, for example with:
  • the illustrated tunnel, hearth, hood and space principles use the spatial effects described below more effectively in the order of enumeration.
  • the selectively transformed infrared radiation energy is, as intended, for the most part absorbed by the irradiation.
  • the remaining amount of energy is converted into convective heat in particular. This causes two positive effects.
  • the gas temperatures in the vicinity of the emitter increase their temperature with the same energy supply.
  • Humidity in the range of 0% rel. Humidity up to 100% rel. Humidity.
  • Convective effects can also have negative or undesired effects. Examples of this are the premature skinning during painting. If necessary, the resulting convective heat should be dissipated and, if possible, used elsewhere. Convective heat also has a disturbing effect on the pasteurization of film-wrapped products. Here it is recommended to additionally cool the packaging film.
  • the radiation effect is the most important and particularly characteristic of the invention. It consists of the following sub-effects: Interaction Radiator - Irradiation
  • the rays which are not absorbed by the material to be irradiated are reflected back to the radiator and are absorbed there again or reflected to surfaces in the furnace which are not designed as active infrared radiators.
  • the rays absorbed by the good cause its warming.
  • the emissivity of the irradiation itself increases.
  • the re-emitted from the good rays either reach opposite active infrared radiators and are absorbed by these or they reach surfaces in the oven, which are not designed as active infrared radiator.
  • Infrared emitter with selective emission or absorption spectra of the selectively transformed infrared to use.
  • Fiber composites i. for optimal compression of the fibers with the
  • Carrier plastic makes sense.
  • emitters that have STIR ceramic (Selective Transform InfraRed) coated and heated surfaces with a native selective infrared for the purpose of emission, absorption, reflection and transformation.
  • STIR ceramic Selective Transform InfraRed
  • the spotlights are characterized in particular by many diverse, needs-based
  • thermogas electron energy, thermogas, thermal oil, thermal water
  • halogen lamps for temperature ranges from 2,000 to 2,500 ° C
  • spotlights made of wood, textiles, plastic, paper or paints for temperature ranges from 4 to 160 ° C.
  • radiator types which are doped with STIR ceramic (selectively transformed InfraRed) and have heated substances in textiles, plastics, paper and lacquers can advantageously be used for temperature ranges from 4 to 160 ° C.
  • STIR ceramic selectively transformed InfraRed
  • applications of different types of ceramics capable of selectively emitting transformed infrared (STIR) are exemplified.
  • the radiating surfaces can have contents of 0.1 cm 2 to 100 m 2 .
  • the gas dynamics can also be used.
  • Forming the crust in the second baking phase advantageous.
  • the 2D or 3D body moves stepwise or continuously under or between areal or line-shaped selective infrared red emitters of ID, 2D or 3D format.
  • working infrared red emitters move stepwise or continuously to 2D or 3D body.
  • FIG. 1 One-sided radiator arrangement for the irradiation material
  • FIG. 2 two-sided radiator arrangement for the irradiation material (duplex principle),
  • FIG. 3 Three-sided radiator arrangement for the irradiation material (tunnel principle),
  • FIG. 4 four-sided radiator arrangement for the irradiation material (stove principle),
  • FIG. 5 five-sided radiator arrangement for the irradiation material (hood principle),
  • FIG. 6 Six-sided radiator arrangement for the irradiation material (spatial principle),
  • FIG. 7 Holistic mechanism of action of selectively transformed
  • FIG. 2 shows a further developed form of the radiator arrangement for stationary or moving irradiation objects according to the duplex principle. From the radiator A outgoing radiation powers that are reflected or emitted by the object to be irradiated O, depending on the optimization of the system again absorbed by the radiator A energetically efficient. Radiation power from the radiator A, which pass through the irradiation material O or past this, be absorbed by the radiator B energetically efficient or vice versa, depending on the optimization of the system.
  • FIG. 3 is an arrangement of radiators A, B and C according to the tunnel principle mentioned.
  • the irradiation goods O are here through the tunnel movable.
  • the radiation powers of the radiators A, B and C are used analogously to the duplex principle and in terms of a holistic mechanism of action, which will be discussed in more detail.
  • Practical application examples are tunnel ovens and
  • FIG 4 shows an arrangement of radiators A, B, C and D in a stove, wherein the fifth side is formed as a window or door.
  • the radiant powers of the radiators A, B, C and D are also utilized analogously to the duplex principle and in the sense of a holistic mechanism of action. Practical application examples are stove ovens, stove dryers.
  • a combination of tunnel and hearth arrangement consists of a tubular or pipe-like arrangement of the radiators A, B, C and optionally D to preferably moving irradiation O.
  • FIG. 5 is an illustration of a radiator assembly according to the hood principle using five radiators A, B, C, D and E for rather stationary radiation O.
  • the radiation powers of said radiators are again analogous to
  • the irradiation material on the side facing the contact exchanger and / or the contact exchanger itself on this page additionally with
  • FIG. 8 hybrid oven as a single cooker
  • phase 1 network of spatially selective transformed infrared radiation
  • Figure 9 hybrid oven as a single oven, Phase 2: convection / crust formation,
  • FIG. 10 hybrid oven with several cookers
  • phase 1 network of spatially selective transformed infrared radiation
  • FIG. 11 hybrid oven with several stoves
  • phase 2 circulating air / crust formation
  • Figure 12 hybrid oven as a large-capacity oven
  • Phase 1 Network of spatial
  • FIG. 14 hotplate function, namely support function from below
  • FIG. 15 hotplate function, namely radiation function from below, FIG.
  • Figure 16 Focusing furnace.
  • a hybrid furnace in the context of the invention is a furnace that has several alternative
  • Drive systems means that energetic systems, which are used in parallel or successively according to specific requirements, are united in. All inner surfaces, including the door, or the majority of the inner furnace surfaces are designed as radiators with selective transformed infrared radiation This is true of all geometric shapes of furnaces, even furnaces that do not use multiple energy systems as hybrid furnaces, but as a pure infrared furnace with a spatial network of selective transformed infrared radiation. With reference to the illustrations in FIGS. 8 to 15, a first becomes
  • Hybrid oven constructed according to the described features of the invention.
  • the energetic systems used here are selectively transformed infrared radiation in combination with hot air, optionally with additional vacuum and / or
  • the dough or the pre-baked dough is under the spatial
  • the starch gelatinizes and it forms a crumb.
  • the crust of the baked goods is formed under normal atmospheric pressure and with or without selectively transformed infrared radiation under warm, still or warm, agitated air.
  • the hot air comes from the first stage and is usually sufficient. If necessary, additional warm air is generated and used.
  • the hybrid oven can be configured as a single hearth furnace (FIGS. 8 and 9) or
  • the pads are expediently arranged on a portable or mobile carrier, for example a rack cart according to FIGS. 12 and 13.
  • the support support may be stationary or rotatable about a vertical or horizontal axis.
  • the hearth plates heated to a maximum thickness of ⁇ 20 mm between the ovens and heated by selective transformed infrared radiation combine two hob functions ( Figures 14 and 15), namely a shelf function and a radiation function.
  • the dough is either directly or on sheets, placed on the stove. This is primarily contact heat and in addition something
  • the stove top is made of granite, earthenware or ceramic and is coated with STIR ceramic capable of selectively emitting transformed infrared (STIR).
  • STIR ceramic capable of selectively emitting transformed infrared
  • the dough lies on transformable supports for the selectively transformed infrared radiation.
  • the distance of the support to the stove plate is, depending on the prevailing conditions (radiator type and type of furnace), for example, 10 mm for a small furnace and up to 200 mm for a large tunnel kiln.
  • the energy transfer is realized exclusively by means of selectively transformed infrared heat radiation in a temperature range of 250 to 400 ° C.
  • a hybrid dryer operates with spatially selectively transformed infrared radiation according to the features of the invention and additionally with dry cold air.
  • the material to be dried in the first drying stage of, for example, 85% moisture to about 4% moisture with selectively transformed infrared radiation and normal room air (> 50% humidity and> 20 0 C) dried. Then the material is finally dried with selectively transformed infrared radiation and dry cold air ( ⁇ 20% humidity and ⁇ 20 ° C.) to 0% moisture content.
  • the bearing and forming tool side is equipped with STIR contact emitters (e.g., 160 ° C).
  • STIR contact emitters e.g. 160 ° C.
  • the tool itself often 16 to 40 times heavier than the CFRP component, does not need to be heated.
  • Pasteurizing good and leads in a short time to the desired germ reduction.
  • the packaging film is cooled. Due to the short processing times and the low penetration depth of the heating in the food, the subsequent cooling effort and the risk of re-nucleation is very low.
  • STIR lamps with defined radiant power with parabolic or elliptical reflectors and with sufficiently high precision are arranged concentrically around the material (profile, crucible, etc.).
  • the radiation in the focus of the radiation is depending on
  • FIG. 17 lane principle
  • FIG. 18 bushing principle
  • FIG. 19 heating of films in the stretching gap between two rolls after
  • FIG. 20 Thermal processing of web-shaped goods on drums
  • FIG. 17 shows the thermal partial or continuous machining of tubular or cylindrical bodies made of plastic, wood, textile, paper, metal, glass, ceramics for the purpose of heating, drying and / or polymerisation of these bodies and / or their coated surfaces according to FIG Lane principle shown.
  • the tubular body is standing or traversing, with or without its own rotation, an alley of selectively operating outboard infrared red emitters. At the same time, the heating can also be done by a selectively working infrared red emitter from the inside.
  • the infrared radiators are mounted vertically, horizontally or diagonally. They act energy-saving to each other according to the duplex principle according to Figure 2, regardless of whether the body to be thermally processed is located between them or not.
  • the tubular body may have a diameter in the range of
  • FIG. 18 is an illustration of the thermal partial or continuous machining of tubular or cylindrical bodies of plastic, wood, textile, paper, metal, glass, ceramics for the purpose of heating, drying and / or polymerizing these bodies and / or their coated surfaces after use female principle.
  • the tubular body stands or rotates in a bushing with selectively arranged infrared red emitters arranged outside.
  • the heating can also be done by an internal lying selectively working infrared red emitters.
  • the infrared radiators are mounted vertically, horizontally or diagonally. They act energy-saving to each other according to the duplex principle according to Figure 2, regardless of whether the body to be thermally processed is located between them or not.
  • the tubular or cylindrical body may have a diameter in the range of
  • two-dimensional flat bodies such as films, tapes, layers, sheets and the like.
  • three-dimensionally shaped bodies namely components, blanks, motor vehicles, Windkrafteriem, machines, engines, etc., all consisting of plastic, wood, Textile, paper, metal, glass, ceramics, for the purpose of heating, drying and / or crosslinking of these bodies and / or their coated surfaces, the geometric principles shown in FIGS. 1-16 and / or pulse, and / or convective and / or or kinematic principles applied, with the orientations or working directions perpendicular (for example, according to Figure 21), horizontally (for example, according to Figure 22), obliquely or curved, as shown by way of example in Figure 20.
  • thermo processing of plastics such as films or adhesives, for example in photovoltaic modules.
  • Plastic films can be heated advantageously with extremely thin radiators in the stretching gap between the rollers, namely selectively working infrared red neutralizers according to the duplex principle as needed with high power density in the smallest space.
  • I / O emitter with selectively transformed infrared or absorber, radiation exchanger, O irradiation material, object,
  • R space inside the system for example oven space
  • I / O in the form of warm or cold, electrical, gaseous, liquid or solid media, for example in heating or
  • K t contact exchanger system for the exchange of heat and / or gases
  • Moisture flow may alternatively be directed towards O or away from O.
  • this distance can range from a few micrometers to several meters
  • the direct contact to O can be through layers between
  • the contact exchanger and O be interrupted.
  • the layers support or slow down the heat exchange.
  • the distance can be a few microns to several centimeters.

Landscapes

  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum thermischen Bearbeiten von biologischen und technischen Gütern bzw. Objekten unter Verwendung von keramischen Infrarotstrahlern mit selektiven Emissions- bzw. Absorptionsspektren. Die eingesetzten Emitter sind mit jeweils gleicher Funktionalkeramik auf Basis von selektiv transformiertem Infrarot ausgestattet und bilden in ihrer Gesamtheit ein unendliches räumliches Netzwerk von emittierenden, absorbierenden, reflektierenden und transformierenden Infrarotstrahlen. Die Emissionsspektren der Emitter stimmen bei Einhaltung definierter Prozessparameter mit den Absorptionsspektren der thermisch zu erwärmenden Bestrahlungsgüter und mit den eigenen Absorptionsspektren weitestgehend überein. Es werden Anordnungsformen von Strahlern vorgeschlagen, die im Wesentlichen tunnel-, herd-, hauben- oder das Bestrahlungsgut allseitig umschließende Ausbildungen haben. Weitere Angaben hierzu und zu vorteilhaften apparativen und auf den Bearbeitungsprozess bezogenen Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung.

Description

Beschreibung
Einrichtung zum thermischen Bearbeiten von biologischen und technischen Gütern bzw. Objekten unter Verwendung von keramischen Infrarotstrahlern mit selektiven Emissionsbzw. Absorptionsspektren
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum thermischen Bearbeiten, nämlich Trocknen, Backen, Rösten, Erwärmen, Heizen, Polymerisieren, Sintern, Schmelzen und dgl., von biologischen und technischen Gütern bzw. Objekten, im Folgenden Bestrahlungsgut genannt, unter Verwendung von keramischen Infrarotstrahlern mit selektiven Emissionsbzw. Absorptionsspektren.
Stand der Technik
Bekannt sind die im Altertum bis in das letzte Jahrhundert hinein verwendeten
Steinbacköfen mit gewölbeähnlichem Aufbau der Ofenkammer. Solche Öfen sind heute noch in vielen Entwicklungsländern anzutreffen. Das verwendete Steinmaterial emittiert einen relativ großen Infrarotanteil der sowohl vom Backgut, beispielsweise Brot, als auch von den gegenüberliegenden Wänden wieder absorbiert wird. Das Backgut befindet sich somit in einem unendlichen räumlichen Netzwerk von emittierenden, absorbierenden, reflektierenden und transformierenden Infrarotstrahlen sowie zusätzlich noch unter Wärmebeeinflussung durch Konvektion und Kontakt.
Der Vorteil dieser Technik besteht in einer relativ guten energetischen Ausnutzung des Infrarots im Hinblick auf die Produktqualität.
Die Nachteile sind in der großen Trägheit, im relativ breiten Emissionsspektrum mit Emissionswerten von etwa 70 % bis 80 %, damit noch mit einem erheblichen Anteil von konvektiver Wärme, und in der geringen Produktivität zu sehen. Es bestehen praktisch keine Steuerungs- bzw. Regelungsmöglichkeiten. Nachteilig sind auch die Gebundenheit an die gewölbeähnliche Form als Teil einer Kugel oder Teil eines Zylinders und die erforderliche direkte oder indirekte Beheizimg, beispielsweise mit Holz oder Kohle. In der Patentliteratur sind sowohl Einzelstrahler als auch Strahlersysteme, die auf Basis von selektiv transformiertem Infrarot arbeiten, dokumentiert.
So werden in der DE 101 63 087 Punktstrahler, ein-, zwei- oder dreidimensionale
Stabstrahler und zwei- oder dreidimensionale Flächenstrahler jeweils mit/ohne Reflektor vorgestellt, bei denen sich das zu behandelnde Gut oder Objekt gegenüber dem Strahler befindet.
Es sind Vorrichtungen und Verfahren bekannt, bei denen mit speziellen keramischen Strahlern, deren Emissionsspektren auf die Absorptionsspektren der zu behandelten Bestrahlungsgüter ausgerichtet sind, beispielsweise vorgestellt in der US 5,707,911, WO 98/12491, WO 99/36372, JP 56114867, JP 19870178935, US 6,035,546 und
EP 05 002 949, wobei sich Letztere auf die Erwärmung von Kunststoffen bezieht.
In der DE 10 2006 015 853 werden gegenüber angeordnete Strahler mit selektiv
transformiertem Infrarot zur thermischen Bearbeitung von Kunststoffen beschrieben.
Hier ist das zu behandelnde Bestrahlungsgut zwischen beiden Strahlern positioniert.
Dadurch entsteht ein so genannter„Duplexeffekt". Eine derartige Anordnung eignet sich besonders zur beidseitigen Bestrahlung von bahnenartigen Gütern aus Kunststoff, Textil, Papier u.a. bzw. für die Bestrahlung von Beschichtungen auf solchen Bahnen.
Aufgabenstellung
Ziel der Erfindung ist es, das Anwendungsgebiet von selektiv transformiertem Infrarot zu erweitern. Die Schaffung von apparativen Einrichtungen dafür ist deshalb als erfinderische Aufgabenstellung anzusehen. Die Lösung dieser Aufgabenstellung ist im Patentanspruch 1 angegeben.
Die untergeordneten Ansprüche enthalten zweckmäßige Ausgestaltungen.
Erfindungsgemäß wird eine Einrichtung zum thermischen Bearbeiten, nämlich Trocknen, Backen, Rösten, Erwärmen, Heizen, Polymerisieren, Sintern, Schmelzen und dgl, von biologischen und technischen Bestrahlungsgut bzw. Objekten vorgeschlagen, die vorzugsweise im Temperaturbereich von 4 bis 2.500 °C und bei einem Druck von
0,1 mbar bis 10 bar arbeitet und keramische Infrarotstrahler mit selektiven Emissions- bzw.
Absorptionsspektren verwendet. Die Emitter sind jeweils mit gleicher Funktionalkeramik auf Basis von selektiv
transformiertem Infrarot ausgestattet. Die Emissionsspektren der Emitter stimmen mit den Absorptionsspektren des thermisch zu erwärmenden Bestrahlungsgutes bzw. Objektes und mit den eigenen Absorptionsspektren weitestgehend überein. Sie sind wenigstens zwei- überwiegend aber dreidimensional angeordnet. Dadurch ist ein unendliches räumliches Netzwerk von emittierenden, absorbierenden, reflektierenden und transformierenden Infrarotstrahlen gebildet.
Selektiv arbeitetendes Infrarotrot wird bei der thermisichen Bearbeitung von Gütern hocheffizient durch spezielle geometrische Anordnungen eingesetzt. Der Effekt der
Wechselwirkung von Emision und Absorption wird im besondern Maße energiesparend ausgenutzt. Je nach Gut und Technologie gelten:
- Einseitige Strahleranordnung zum Bestrahlungsgut,
- Zweiseitige buchsen- oder gassenartige Strahleranordnung zum Bestrahlungsgut
(Duplex-Prinzip),
- Drei-, vier- und mehrseitige s. seitige Strahleranordnungen zum Bestrahlungsgut.
Auf die erfindungsgemäßen Strahleranordnungen wird im Folgenden näher eingegangen.
Bei tunnelförmig angeordneten Strahlern befindet sich das Bestrahlungsgut innerhalb eines von drei Strahlern gebildeten vorn und hinten offenen Tunnels.
Der Tunnelboden ist nicht oder nur teilweise als strahlende Fläche ausgebildet.
Eine derartige Anordnung von Strahlern mit selektiv transformiertem Infrarot ist treffend mit dem Begriff„Tunnelprinzip" beschrieben. Die Bestrahlung von räumlich ausgebildeten Körpern von drei Seiten nach diesem Prinzip eignet sich besonders für die thermische Oberflächenbearbeitung mit selektiv transformiertem Infrarot. Die Seiten, die nicht dem Tunnelgebilde zugewandt sind, werden entweder nicht thermische behandelt bzw. sie werden einer thermischen Bearbeitung durch Kontakt- und/oder Konvektionswärme unterzogen, beispielsweise beim Backen von Brot im Tunnelofen oder beim Trocknen von Ziegelsteinen in einem Tunneltrockner. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist das Trocknen von Oberflächen oder Beschichtungen auf dreidimensionalen Körpern. Bei einer herdförmigen Strahleranordnung („Herdprinzip") mit vier Strahlern ist die fünfte Seite als Fenster oder Tür ausgebildet. Von dieser Seite erfolgt keine Bearbeitung des Bestrahlungsgutes mit selektiv transformiertem Infrarot. Bei haubenförmig angeordneten Strahlern befindet sich das Bestrahlungsgut in einem geschlossenen Raum, der von fünf Strahlern mit selektiv transformiertem Infrarot gebildet ist. Man spricht hier von einer Strahleranordnung nach dem "Haubenprinzip".
Von der sechsten Seite aus ist kein Eintrag von selektiv transformiertem Infrarot vorgesehen. Gegebenenfalls kann hier Kontakt- und/oder Konvektionswärme zugeführt werden.
Das Haubenprinzip ist vorrangig für den schubweisen Durchlauf von Bestrahlungsgut geeignet, beispielsweise zur schnellen Herstellung von Scrmimpfverpackungen im
Taktverfahren. Schließlich ist das Bestrahlungsgut bei raumförmig angeordneten Strahlern in einem allseitig geschlossenen Raum von allen Seiten einer selektiv transformierten
Infrarotstrahlung ausgesetzt, die von entsprechend angeordneten Strahlern ausgeht.
Diese Strahleranordnung folgt dem„Raumprinzip". Sie eignet sich besonders für die dreiseitige räumliche Bestrahlung von dreidimensionalen Körpern, bei denen alle Seiten thermisch mit selektiv transformiertem Infrarot zu bearbeiten sind, beispielsweise beim Backen von Brot oder Brötchen in einem Stikkenofen im Beach- Verfahren.
Neben dem räumlichen Aspekt der Strahleranordnung sind für die Erfindung noch weitere geometrische, konvektive und strahlungstechnische Merkmale beachtlich.
Die dargestellten Grundprinzipien der Strahleranordnung sind für unterschiedliche technologische Aufgaben in beliebigen Modifikationen, geometrischen Formen und Kombinationen anwendbar. Die selektiv transformierte Infrarotstrahlung als Hauptform der Energieübertragung ist mit den unterschiedlichen Arten zusätzlicher
Energieübertragungsformen kombinierbar, zum Beispiel mit:
- Gasdynamik (i.d.R. Konvektionswärme) mit den Kategorien Druck, Temperatur, Geschwindigkeit, Gasströmung (laminar, turbulent), Feuchte und Art des verwendeten Gases; - Kontaktwärme;
- Mikrowellenstrahlung.
Die dargestellten Tunnel-, Herd-, Hauben- und Raumprinzipien nutzen die nachfolgend beschriebenen räumlichen Teileffekte in der Reihenfolge der Aufzählung jeweils effektiver.
- Geometrische Prinzipien Die Geometrie der Strahlerform und Strahleranordnung ist immer besser der Geometrie des Bestrahlungsgutes angepasst. Damit verkürzen sich die Strahlungswege.
Große Einfallwinkel wirken günstig auf die Bestrahlungsoberfläche, wobei 90° ist als sehr günstig gilt und 0° oder Hinterschnitte als völlig ungünstig einzustufen sind. Mit der Anzahl der Strahler vergrößern sich die direkt mit selektivem transformierten Infrarot bestrahlten Flächen am Bestrahlungsgut.
- Impulsprinzipien
Selektiv arbeitetendes Infrarotrot wird bei der thermisichen Bearbeitung von Gütern hocheffizient im zeitlichen Wechsel, nämlich„Bestrahlung und keine Bestrahlung", angewandt. Je nach Gut und Technologie wird fplgendermaßen vorgrgangen:
- Lange Impulse: Wechsel im Stunden- oder Minutenbereich durch An- und
Ausschalten der Strahler;
- Mittelere Impulse: Wechsel im Sekundenbereich durch Bewegen des Gutes unter
Abschnitten mit und ohne Strahler des selektiv arbeitetenden Infrarotrots;
- Kurze Impulse: Wechsel im Millisekundenbereich durch Ausnutzung von
Strahlungsimpulsen des selektiv arbeitetendes Infrarotrot.
Die Minimierung des zeitlichen Einflusses von sektiv transformierter Infrarotstrahlung auf den Körper (Gut, Werkstoff) verringert das Risiko einer Kristallisation von
Kunststoffen, einer zu starken Substraterwärmung bei Beschichtungen u.a.. - Konvektionsprinzipien
Die selektiv transformierte Infrarotstrahlungsenergie wird, wie beabsichtigt, zum größten Teil vom Bestrahlungsgut aufgenommen. Die restliche Energiemenge wird insbesondere in konvektive Wärme umgewandelt. Das bewirkt zwei positive Effekte.
Zum Einen erhöhen die Gastemperaturen in der Umgebung der Emitter deren Temperatur bei gleicher Energiezufuhr.
Zum Anderen wirken die höheren Gastemperaturen neben der selektiv transformierten Infrarotstrahlungsenergie positiv im Hinblick auf die weitere Verkürzung der
Bearbeitungszeit, auf die Senkung des Energiebedarfs und/oder auf die Verbesserung der Qualität im technologischen Prozess, weil die zusätzliche Energieform nutzbringend mit eingebracht werden kann.
Je nach Gut und Technologie werden angewandt:
- Druck des Gases von nahe 0 mbar bis 16 bar;
- Temperaturen im Bereich zwischen -30 0C bis + 1.600 0C;
- Geschwindigkeit im Bereich zwischen 0 m/s bis 10 m/s;
- Feuchten im Bereich von 0 % rel. Feuchte bis 100 % rel. Feuchte.
Konvektive Effekte können auch negative bzw. unerwünschte Wirkungen haben. Beispiele hierfür sind die vorzeitige Verhautung beim Lackieren. Hier ist die entstandene konvektive Wärme gegebenenfalls abzuführen und wenn möglich anderweitig zu nutzen. Störend wirkt konvektive Wärme auch beim Pasteurisieren von mit Folie verpacken Produkten. Hier empfiehlt sich, die Verpackungsfolie zusätzlich zu kühlen.
Der strahlungstechnischer Effekt ist der wichtigste und besonders charakteristisch für die Erfindung. Er besteht aus folgenden Teileffekten: Wechselwirkung Strahler - Bestrahlungsgut
Durch die weitestgehende technische Anpassung der Emissionsspektren der selektiv transformierten Infrarotstrahlungsenergie und der Leistung der selektiv transformierten Infrarotstrahlungsenergie der jeweiligen Strahler mittels Funktionalkeramik,
Beschichtungsart, Strahlertyp und -material, Temperatur und dgl. an die
Absorptionsspektren des jeweiligen Bestrahlungsgutes kommt es nahezu zur
Übereinstimmung der Spektren und damit zu einer hochgradigen Absorption von
Strahlungswärme im Bestrahlungsgut. Es erfolgt eine fast vollständige Übertragung der Infrarotwärme bei Resonanz.
Die nicht vom Bestrahlungsgut absorbierten Strahlen werden zum Strahler zurück reflektiert und dort wieder absorbiert bzw. zu Flächen im Ofen reflektiert, die nicht als aktiver Infrarotstrahler ausgebildet sind.
Eine andere Möglichkeit ist, dass nicht vom Bestrahlungsgut absorbierte Strahlen durch dieses transformiert (hindurch gelassen) werden. Sie gelangen somit entweder auf gegenüber liegende aktive Infrarotstrahler und werden von diesen absorbiert bzw. sie gelangen zu Flächen im Ofen, die nicht als aktive Infrarotstrahler ausgebildet sind.
Die vom Gut absorbierten Strahlen bewirken dessen Erwärmung. Damit erhöht sich die Emissionsfähigkeit des Bestrahlungsgut selbst. Die vom Gut wieder emittierten Strahlen gelangen entweder auf gegenüber liegende aktive Infrarotstrahler und werden von diesen absorbiert oder sie gelangen zu Flächen im Ofen, die nicht als aktive Infrarotstrahler ausgebildet sind.
Wechselwirkung Strahler - Strahler
Die von einem Strahler emittierten Strahlen, die nicht auf das Bestrahlungsgut treffen sowie die vom Bestrahlungsgut reflektierten, transformierten und/oder emittierten Strahlen gelangen auf einen anderen räumlich angeordneten Strahler oder kehren zum erstgenannten Strahler zurück. Diese eintreffenden Strahlen werden vom entsprechenden Strahler in sehr großem Umfang absorbiert, da auf Grund der hohen Übereinstimmung der Emissions- und
Absorptionseigenschaften der Strahler, insbesondere wegen der Verwendung gleicher Funktionalkeramiken für die selektiv transformierte Infrarotstrahlung, gleiche
strahlungsphysikalische und strahlungstechnische Voraussetzungen dafür gegeben sind. Diese gegenseitige und wechselseitige Emission und Absorption der Infrarotstrahlen führt zur starken Minimierung der sonst üblichen energetischen Verluste. Die in der
beschriebenen Art und Weise von den Strahlern absorbierten Strahlen führen zur Erhöhung der energetischen Potentiale und der Prozesstemperatur. Bei vorgegebener Temperatur kann die Energiezufuhr von außen reduziert werden.
Für eine Einrichtung der erfϊndungsgemäßen Art sind vorteilhaft keramische
Infrarotstrahler mit selektiven Emissions- bzw. Absorptionsspektren des selektiv transformiertem Infrarot einzusetzen.
Diese sollten durch weitere vorteilhafte Merkmale gekennzeichnet sein, nämlich
- Temperaturbereiche der Strahler zwischen 4°C und 2.500 0C, woraus sich alternative Temperaturbereiche für das Bestrahlungsgut von ebenfalls 4° C bis 2.500 0C ergeben.
- Systemdruck von 0,1 mbar bis 10 bar, wobei der Hauptanteil der Applikationen bei 1 bar liegen dürfte.
Höhere Drücke von > 1 bis 10 bar sind zur thermischen Bearbeitung von
Faserverbundwerkstoffen, d.h. zur optimalen Verpressung der Fasern mit dem
Trägerkunststoff, sinnvoll.
Niedrige Drücke von < 1 bis 0,1 mbar sind bei der thermischen Bearbeitung von
Trockengütern, Teigen u.a. zu wählen. Hier kommt es auf die Senkung des Siedepunktes des Wassers in solchen wasserhaltigen Gütern an. Dadurch verkürzt sich die
Bearbeitungszeit für das Trocknen, Backen, Garen usw..
- Inhalte der mit Strahlern umgebenen Räume von 1 cm3 bis 10.000 m3.
Extrem kleine Räume werden für die Bearbeitung von sehr kleinen Bestrahlungsgütern bei hohen Leistungsdichten, zum Beispiel in der Mikroelektronik, benötigt, extern große
Räume beispielsweise zur Raumheizung. - Verwendet werden Strahler, die mit STIR- Keramik (Selektiv Transformiertes InfraRot) beschichtete und beheizte Oberflächen mit einem arteigenen selektiv arbeitetenden Infrarot zum Zwecke der Emission, Absorption, Reflexion und Transformation aufweisen.
Die Strahler zeichnen sich insbesondere durch viel vielfaltige, bedarfsgerechte
Eigenschaften aus in Bezug auf:
- Temperaturen 100 bis 1.200 °C; Typisch sind hier Temperaturen im
Bereich von 600 bis 1.000 0C.
- Durchmesser 1 bis 1.000 mm; Typisch sind hier Emitterdurchmesser im
Bereich von 5 bis 10 mm.
- Längen 10 bis 5.000 mm; Typisch sind hier Emitterlängen im
Bereich von 100 bis 1.600 mm.
- Formen punktförmig, stabförmig, rohrförmig und flächig;
- Formate ID, 2D oder 3D;
- Substrate Keramik, Quarz, Metall;
- Nutzung waagerecht, vertikal;
- Energieträger Elektronergie, Thermogas, Thermoöl, Thermowasser;
Besonders geeignet sind Halogenstrahler für Temperaturbereiche von 2.000 bis 2.500 °C, Strahler aus Quarzglas, Keramik, Stahl, Aluminium oder Kupfer für Temperaturbereiche von 400 bis 800 °C, sowie Strahler aus Holz, Textilien, Kunststoff, Papier oder Lacken für Temperaturbereiche von 4 bis 160 °C.
Darüber hinaus sind Strahlertypen, die mit STIR- Keramik (Selektiv Transformiertem InfraRot) dotierte und beheizte Stoffe in Textilien, Kunststoffen, Papier und Lacken aufweisen für Temperaturbereiche von 4 bis 160 °C vorteilhaft einsetzbar. Nachfolgend sind Applikationen unterschiedlichen Keramikarten, die in der Lage sind selektiv transformiertes Infrarot (STIR) zu emittieren, beispielhaft benannt. a) Cr2O3 in einer Konzentration von 5 ...60 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
b) ZrO2 in einer Konzentration von 1 ...50 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
C) Ho2O3 in einer Konzentration von 0,1 ...20 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder d) Fe2O3 in einer Konzentration von 5 ...40 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
e> LaCrO3 in einer Konzentration von 5 ...70 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder f) CeO2 in einer Konzentration von 0,1 ...20 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder g) Y2O3 in einer Konzentration von 0,1 ...20 % in Mullit (Al2O3ZSiO2) und/oder h) YCrO3 in einer Konzentration von 0,1 ...20 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder i) Gd2O3 in einer Konzentration von 0,1 ...20 % in Mullit (Al2O3ZSiO2) undZoder j) Kombination aus a) 10 %; d) 11 %; e) 55 %; b) 3 % - Rest Mullit (Al2O3ZSiO2).
Für die verschiedenen Strahlertypen sind unterschiedliche Energiearten,
nämlich Sonnenenergie, Elektroenergie, warme Rauchgase aus Verbrennungsprozessen, warmes Wasser, warmes Öl oder warme Luft verwendbar.
Im Hinblick auf die Strahlerformen sowohl mit als auch ohne Reflektor stehen
Punktstrahler, ein-, zwei- oder dreidimensionale Stabstrahler und zwei- oder
dreidimensionale Flächenstrahler zur Verfügung. Die strahlenden Flächen können Inhalte von 0,1 cm2 bis 100 m2 haben.
Die Gasdynamik ist zusätzlich einsetzbar
- zur Erwärmung: Zusätzliche Aktivierung, zum Beispiel mittels Umluft, und Nutzung des warmen Gases, das auf Grund der selektiv transformierten Infrarotstrahlung entstanden ist, für den technologischen Prozess. Das ist bei Backprozessen in einem Hybridofen zur
Bildung der Kruste in der zweiten Backphase vorteilhaft.
- zur Kühlung: Zufuhr kalter Gase von außen. Das ist zweckmäßig beim Trocknen mit selektiv transformiertet Infrarotstrahlung, wenn kalte Luft verwendet wird, weil sich diese am sich erwärmenden Bestrahlungsgut erwärmt, wodurch die relative Feuchte der Luft sinkt. Das Dampfdruckgefälle vergrößert sich. Dadurch entsteht ein zusätzlicher
Trocknungseffekt.
- zur Erzeugung eines Unterdrucks in Richtung Vakuum. - zur Senkung des Siedepunktes von Wasser beim Backen, Garen, Trocknen usw. in Verbindung mit selektiv transformierter Infrarotstrahlung;
- zum Entzug von Luft oder Gas, zum Beispiel in SOLAR- , GFK- oder CFK- Sandwiches in Verbindung mit selektiv transformierter Infrarotstrahlung;
- zur Erzeugung von Flächendruck beispielsweise für Sandwiches.
- zur Erzeugung von Überdruck, beispielsweise zum Verpressen von Bauteilen und Werkstoffen unter selektiver transformierter Infrarotstrahlung.
- zur Erzeugung von laminarer oder turbulenter Strömung.
- zur Erzeugung eines definierten Feuchtegrades des Gases.
Kinematische Prinzipien
Selektiv arbeitetendes Infrarotrot wird bei der thermisichen Bearbeitung von Gütern hocheffϊzient im Zusammenwirken mit unterschiedlichen kinematischen Prinzipien angewendet.
- Der Körper (Gut) bewegt sich. Die Strahler stehen fest.
Der 2D- oder 3D- Körper bewegt sich schrittweise oder kontinuierlich unter oder zwischen flächig oder linienfÖrmigen selektiv arbeitetenden Infrarotrotstrahlern mit ID-, 2D- oder 3D- Format.
- Der Körper (Gut) steht fest. Die Strahler bewegen sich.
Die flächig oder linienförmig im Format ID, 2D oder 3D gestalteten selektiv
arbeitetenden Infrarotrotstrahler bewegen sich schrittweise oder kontinuierlich zum 2D- oder 3D-Körper.
- Der Körper (Gut) steht fest. Die Strahler stehen ebenfalls fest.
Ausführungsbeispiele Zunächst werden Anordnungsprinzipien von Strahlern mit selektiv transformierten Infrarotstrahlung an hand von Zeichnungen näher erläutert. Dazu dienen folgende
Darstellungen: Figur 1 : Einseitige Strahleranordnung zum Bestrahlungsgut,
Figur 2: Zweiseitige Strahleranordnung zum Bestrahlungsgut (Duplexprinzip),
Figur 3: Dreiseitige Strahleranordnung zum Bestrahlungsgut (Tunnelprinzip),
Figur 4: Vierseitige Strahleranordnung zum Bestrahlungsgut (Herdprinzip),
Figur 5: Fünfseitige Strahleranordnung zum Bestrahlungsgut (Haubenprinzip),
Figur 6: Sechsseitige Strahleranordnung zum Bestrahlungsgut (Raumprinzip),
Figur 7: Ganzheitlicher Wirkungsmechanismus von selektiv transformierter
Infrarotstrahlung und Wärmeübertragung durch Konvektion und Kontakt. Auf die in der Beschreibung dargestellten Prinzipien wird im Abschnitt
„Ausführungsbeispiele" der Einfachheit halber mittels quaderförmiger Bestrahlungsgüter und dazu analoger Strahleranordnungen nochmals eingegangen. Selbstverständlich sind diese durch flächige Bahnen oder Schichten, stab-, kreis- oder kugelförmige, massive oder hohle Gebilde in ein-, zwei- und/oder dreidimensionaler Ausbildung ersetzbar.
In Figur 1 ist die einfachste Form der Anordnung der Strahler zu ruhenden oder bewegten Bestrahlungsgütern mit relativ großen Verlusten an Strahlungsleistungen, die nicht direkt vom Objekt absorbiert werden, dargestellt. Diese Anordnungsform ist nicht Gegenstand der Erfindung.
Figur 2 zeigt eine weiterentwickelte Form der Strahleranordnung zu ruhenden oder bewegten Bestrahlungsgütern nach dem Duplexprinzip. Vom Strahler A ausgehende Strahlungsleistungen, die vom Bestrahlungsobjekt O reflektiert oder emittiert werden, werden je nach Optimierung des Systems wieder vom Strahler A energetisch effizient absorbiert. Strahlungsleistung vom Strahler A, die durch das Bestrahlungsgut O hindurch oder an diesem vorbei gehen, werden je nach Optimierung des Systems vom Strahler B energetisch effizient absorbiert bzw. umgekehrt.
Auch diese Anordnungsform ist nicht Gegenstand der Erfindung. Sie arbeitet allerdings sehr effizient wegen der verwendeten STIR (Selektive Transformiertes InfraRot)- Funktionalkeramiken auf den Strahlern A und B. Die nachfolgend dargestellten Anordnungsprinzipien schließen die Beteiligung weiterer Flächen ein und sind daher wesentlich effizienter als die Lösungen nach dem Stand der Technik. Figur 3 ist eine Anordnung von Strahlern A, B und C nach dem erwähnten Tunnelprinzip. Die Bestrahlungsgüter O sind hier durch den Tunnel hindurch bewegbar.
Die Strahlungsleistungen der Strahler A, B und C werden analog dem Duplexprinzip und im Sinne eines ganzheitlichen Wirkungsmechanismus, auf den noch näher eingegangen wird, verwertet. Praktische Anwendungsbeispiele sind Tunnelbacköfen und
Tunneltrockner.
Figur 4 zeigt eine Anordnung von Strahlern A, B, C und D in einem Herd, wobei die fünfte Seite als Fenster oder Tür ausgebildet ist. Die Strahlungsleistungen der Strahler A, B, C und D werden ebenfalls analog dem Duplexprinzip und im Sinne eines ganzheitlichen Wirkungsmechanismus verwertet. Praktische Anwendungsbeispiele sind Herdbacköfen, Herdtrockner.
Eine Kombination aus Tunnel- und Herdanordnung besteht aus einer rohrförmigen oder rohrähnlichen Anordnung der Strahler A, B, C und gegebenenfalls D um vorzugsweise bewegte Bestrahlungsgüter O.
Figur 5 ist eine Darstellung einer Strahleranordnung nach dem Haubenprinzip unter Verwendung von fünf Strahlern A, B, C, D und E für eher ruhende Bestrahlungsgüter O. Die Strahlungsleistungen der genannten Strahler werden wiederum analog dem
Duplexprinzip und im Sinne eines ganzheitlichen Wirkungsmechanismus verwertet.
Praktische Anwendungsbeispiele sind Trocknungs- und Schrumpfverpackungshauben.
Schließlich ist in Figur 6 eine Strahleranordnung nach dem Raumprinzip unter
Verwendung von sechs Strahlern A, B, C, D, E und F vorgestellt. Mit dieser lassen sich ruhende Bestrahlungsgüter O vorteilhaft bearbeiten. Die Strahler A, B, C, D, E und F bilden einen allseitig geschlossenen Raum, in dem sich das Bestrahlungsgut O befindet. Auch hier gilt, dass die Strahlungsleistungen der genannten Strahler analog dem
Duplexprinzip und im Sinne eines ganzheitlichen Wirkungsmechanismus verwertet werden. Praktische Anwendungsbeispiele sind Öfen und Trockner.
Wie jede andere Art von Infrarot, steht auch selektives transformiertes Infrarot immer in im Zusammenhang mit den beiden anderen Hauptarten der Energieübertragung, nämlich Kontakt und Konvektion. Grundlegende Ziele sind entweder die Erwärmung oder die Kühlung des Bestrahlungsgutes.
Daneben wirken bei Erwärmung auch tendenzielle Prozesse der Kühlung und umgekehrt. Somit ist ein ganzheitlicher Wirkungsmechanismus von selektiv transformiertem Infrarot mit der Wärmeübertragung durch Konvektion und Kontakt gegeben.
Selektiv transformiertes Infrarot weist allerdings eine Reihe von Besonderheiten auf, die im Wirkzusammenhang mit Konvektion und Kontakt in Figur 7 grafisch dargestellt sind. In der zugehörigen Bezugszeichenliste finden sich dazu weitere Erläuterungen.
Besonderheiten sind:
- Die Wechselwirkung zwischen Emitter/Absorber und Bestrahlungsgut.
Es besteht ein hohes Maß an Übereinstimmung der Spektralbereiche von Emission des Emitters und Absorption des Absorbers. Bei Erwärmung ist das Bestrahlungsgut im Wesentlichen der Absorber, bei der Kühlung der Emitter.
- Die Wechselwirkung zwischen Emitter und Absorber untereinander.
Beispielsweise wirken zwei gegenüber liegende Emitter auf Grund der gleichartigen Funktionalkeramik wechselseitig und gleichzeitig als Emitter und als Absorber, woraus sich eine hohe Energieeffizienz und eine optimalen Ausnutzung des
kirchhoffschen Strahlungsgesetzes ergibt.
- Die Wechselwirkung zwischen Kontakttauscher und Bestralilungsgut.
Beispielsweise kann das Bestrahlungsgut auf der dem Kontakttauscher zugewanden Seite und/oder der Kontakttauscher selbst auf dieser Seite noch zusätzlich mit
Funktionalkeramik beschichtet sein. Damit erfolgt der Wärmeübergang nicht nur durch Kontakt, sondern verstärkt noch durch Strahlung. - Die Dotierung des Bestrahlungsgutes.
Je nach Möglichkeit und Zweckmäßigkeit fuhrt eine Dotierung des Bestrahlungsgutes mit genau der selben Funktionalkeramik, mit der die funktionellen Emitter und Absorber beschichtet sind, zu einer deutlich stärkeren und damit effizienteren Absorption der Energie der selektiven transformierten Infrarotstrahlung.
Es folgen praktische Anwendungsbeispiele der Erfindung. Die Erläuterungen beziehen sich im Wesentlichen auf einen Hybridofen mit Unterarten und einen fokussierenden Ofen.
Dazu werden folgende Darstellungen herangezogen:
Figur 8: Hybrid- Backofen als Einzelherd, Phase 1 : Netzwerk von räumlicher selektiver transformierter Infrarotstrahlung,
Figur 9: Hybrid- Backofen als Einzelherd, Phase 2: Umluft / Krustebildung,
Figur 10: Hybrid- Backofen mit mehreren Herden, Phase 1 : Netzwerk von räumlicher selektiver transformierter Infrarotstrahlung,
Figur 11 : Hybrid- Backofen mit mehreren Herden, Phase 2: Umluft / Krustebildung,
Figur 12: Hybrid-Backofen als Großraumofen, Phase 1: Netzwerk von räumlicher
selektiver transformierter Infrarotstrahlung,
Figur 13: Hybrid-Backofen als Großraumofen, Phase 2: Umluft / Krustebildung,
Figur 14: Herdplatten-Funktion, nämlich Auflagefunktion von unten,
Figur 15: Herdplatten-Funktion, nämlich Strahlungsfunktion von unten,
Figur 16: Fokussierender Ofen.
Ein Hybridofen im Sinne der Erfindung ist ein Ofen, der mehrere alternative
„Antriebssysteme" sprich energetische Systeme, die je nach spezifischer Anforderung parallel oder nacheinander eingesetzt sind, in sich vereint. Alle inneren Flächen, einschließlich der Tür, bzw. der größte Teil der inneren Ofenflächen sind als Strahler mit selektiver transformierter Infrarotstrahlung ausgebildet. Damit ist ein vollständiges nahezu vollständiges räumliches Netzwerk von selektiver transformierter Infrarotstrahlung gebildet. Das gilt für alle geometrischen Formen von Öfen, auch für solche Öfen, die nicht mit mehreren Energiesystemen als Hybridofen arbeiten, sondern als reiner Infrarotofen mit einem räumlichen Netzwerk von selektiver transformierter Infrarotstrahlung. Mit Verweis auf die Darstellungen in den Figuren 8 bis 15 wird zunächst ein
Hybridbackofen, der nach den beschriebenen Merkmalen der Erfindung aufgebaut ist, beschrieben.
Die hier verwendeten energetischen Systeme sind selektiv transformierte Infrarotstrahlung in Verbindung mit Warmluft, gegebenenfalls zusätzlich mit Vakuum und/oder
Mikrowellenstrahlung.
In einer ersten Stufe wird der Teig bzw. der vorgebackene Teigling unter der räumlichen
Wirkung von selektiv transformierter Infrarotstrahlung bei einem Druck von 1 bar bzw. unter Vakuum bis 0,1 bar bis zum Kern nahezu bis zum Siedepunkt des Wassers erwärmt.
Die Stärke verkleistert und es bildet sich eine Krume aus.
In einer zweiten Stufe wird die Kruste des Backgutes unter normalem Luftdruck sowie mit oder ohne selektiv transformierter Infrarotstrahlung unter warmer ruhender oder warmer bewegter Luft gebildet. Die Warmluft stammt aus der ersten Stufe und ist in der Regel ausreichend. Gegebenenfalls wird zusätzliche warme Luft erzeugt und eingesetzt.
Der Hybrid-Backofen kann als Einzelherdofen (Figur 8 und 9) ausgebildet sein bzw.
mehrere Herde enthalten (Figur 10 und 11).
Ebenfalls sind Ausbildungen als Großraumofen ohne Herde (Figur 12 und 13) realisierbar.
Die Auflagen für das Backgut müssen allerdings aus einem Material mit großer
Transformation für die selektiv transformierte Infrarotstrahlung ausgestattet sein.
Zweckmäßigerweise sind die Auflagen auf einem tragbaren oder fahrbaren Träger, zum Beispiel einem Stikkenwagen gemäß Figur 12 und 13 angeordnet. Der Auflagenträger kann stationär oder um eine vertikale oder horizontale Achse drehbar sein.
Bei einem Hybridbackofen mit mehreren Herden vereinen die zwischen den Herden liegenden mittels selektiver transformierter Infrarotstrahlung beheizten Herdplatten mit einer maximalen Dicke < 20 mm zwei Herdplattenfunktionen (Figur 14 und 15), nämlich eine Auflagefünktion und eine Strahlungsfunktion.
Auflagefunktion (Figur 14):
Das Backgut wird entweder direkt oder auf Blechen befindlich, auf die Herdplatte aufgelegt. Damit wird vorrangig Kontaktwärme und zusätzlich etwas
Infrarotstrahlungswärme auf das Backgut übertragen. Die Herdplatte besteht aus Granit, Steingut oder Keramik und ist mit STIR- Keramik, die in der Lage ist selektiv transformiertes Infrarot (STIR) zu emittieren, beschichtet.
Sie ist ca. 15 mm dick und hat demzufolge ein großes Wärmespeichervolumen und darüber hinaus ein gutes Strahlungsverhalten im Temperaturbereich zwischen 180 und 250 °C.
Strahlungsfunktion (Figur 15):
Das Backgut liegt auf transformationsfähigen Auflagen für die selektiv transformierte Infrarotstrahlung. Der Abstand der Auflage zur Herdplatte, ausgebildet als Flächenstrahler, Stabstrahler und dgl, beträgt je nach vorherrschenden Bedingungen (Strahlertyp und Ofenart) beispielsweise 10 mm bei einem Kleinofen und bis 200 mm bei einem großen Tunnelofen. Die Energieübertragung ist ausschließlich mittels selektiv transformierter Infrarotwärmestrahlung in einem Temperaturbereich von 250 bis 400 °C realisiert.
Die vorbeschriebenεn Bearbeitungsstufen gelten analog. Im Folgenden wird auf weitere Unterarten eines Hybridofens eingegangen.
Hybridtrockner
Ein Hybridtrockner arbeitet mit räumlicher selektiv transformierter Infrarotstrahlung nach den Merkmalen der Erfindung und zusätzlich mit trockener kalter Luft.
Dazu wird das zu trocknende Gut in der ersten Trocknungsstufe von beispielsweise 85 % Feuchte auf etwa 4 % Feuchte mit selektiv transformierter Infrarotstrahlung und normaler Raumluft (> 50 % Feuchte und > 20 0C) getrocknet. Anschließend wird das Gut mit selektiv transformierter Infrarotstrahlung und trockener kalter Luft (< 20 % Feuchte und < 20 0C) bei Bedarf zu bis auf 0 % Feuchtegehalt fertig getrocknet.
In beiden Stufen tritt ein zusätzlicher Trocknungseffekt durch die Erwärmung der eingesetzten Luft an der Oberfläche des sich erwärmenden Gutes auf. Dadurch tritt eine Reduzierung der relativen Luftfeuchte ein und das Dampfdruckgefälle erhöht sich.
Hybridpolymerisator
Dieser beinhaltet die energetischen Systeme räumlich selektiv transformierte
Infrarotstrahlung, Vakuum, Überdruck und Kaltluftströmung. Die Polymerisation von CFK-Bauteilen findet unter Vakuum in einem Autoklaven mit > 8 bar Überdruck statt, zusätzlich unter räumlicher selektiver transformierter
Infrarotstrahlung und kalter laminarer Luftströmung zur Kühlung der
Vakuumabdeckfolien. Die tragende und formgebende Werkzeugseite ist mit STIR- Kontaktstrahlern (z.B. 160 °C) ausgestattet. Damit dringt die räumliche selektive transformierte Infrarotwärmestrahlung allseitig in das CFK-Bauteil ein und führt die Polymerisation herbei.
Das Werkzeug selbst, oft 16 bis 40 mal schwerer als das CFK-Bauteil, braucht nicht erwärmt werden.
Hybridpasteurisator
Dieser beinhaltet die energetischen Systeme räumliche selektiv transformierte
Infrarotstrahlung und kalte laminare Luftströmung und ist zur Pasteurisierung von mit ! Schutzgas verpackten Lebensmitteln vorgesehen. Die räumliche selektive transformierte Infrarotstrahlung dringt durch die Verpackungsfolie in die Oberfläche des zu
pasteurisierenden Gutes ein und führt in kurzer Zeit zur gewünschten Keimreduzierung. Gleichzeitig wird die Verpackungsfolie gekühlt. Auf Grund der kurzen Bearbeitungszeiten und der geringen Eindringtiefe der Erwärmung in das Lebensmittel ist der anschließende Kühlaufwand und die Gefahr einer erneuten Keimbildung sehr gering.
Schließlich soll noch auf fokussierende Öfen, die selektiv transformierte Infrarotstrahlung nutzen, eingegangen werden (Figur 16).
STIR- Strahler mit definierter Strahlungsleistung mit parabolischen oder elliptischen Reflektoren und mit ausreichend hoher Präzision sind räumlich konzentrisch um das Gut (Profil, Schmelztiegel o.a.) angeordnet.
Das sich im Fokus der Strahlung befindliche Bestrahlungsgut wird je nach
Strahlungsleistung und Geometrie sehr schnell und energetisch effizient erwärmt.
Es können somit Temperaturen bis zu 2.500 0C erzielt werden, gegebenenfalls auch höhere. In den Figuren 17 bis 22 sind weitere Anwendungsbeispiele aufgezeigt.
Figur 17: Gassenprinzip,
Figur 18: Buchsenprinzip,
Figur 19: Erwärmung von Folien im Reckspalt zwischen zwei Walzen nach dem
DUPLEX- Prinzip,
Figur 20: Thermische Bearbeitung von Bahnförmigen Gütern auf Trommeln,
Figur 21: Thermische Bearbeitung von Bahnförmigen Gütern vertikal nach dem
DUPLEX- Prinzip,
Figur 22: Thermische Bearbeitung von Bahnförmigen Gütern horizontal nach dem
DUPLEX- Prinzip.
In Figur 17 ist die thermische partielle oder durchgängige Bearbeitung von rohrförmigen oder zylindrischen Körpern aus Kunststoff, Holz, Textil, Papier, Metall, Glas, Keramik zum Zweck der Erwärmung, Trocknung und/oder Polymerisation eben dieser Körper und/oder ihrer beschichteten Oberflächen nach dem Gassenprinzip dargestellt.
Der rohrförmige Körper steht oder durchläuft mit oder ohne eigene Drehung eine Gasse aus selektiv arbeitetenden außenliegenden Infrarotrotstrahlern. Gleichzeitig kann die Erwärmung auch noch durch einen selektiv arbeitetenden Infrarotrotstrahler von innen erfolgen. Die Infrarotstrahler sind dabei senkrecht, waagerecht oder schräg angebracht. Sie wirken zueinander energiesparend nach dem Duplex-Prinzip gemäß Figur 2, unabhängig davon ob der thermisch zu bearbeitend Körper zwischen ihnen befindlich ist oder nicht. Der rohrförmige Körper kann Durchmesser im Bereich von
0,01 bis 1.000 mm und mehr sowie Längen im Bereich von 1 mm bis unendlich haben. Figur 18 ist eine Darstellung der thermischen partiellen oder durchgängigen Bearbeitung von rohrförmigen oder zylindrischen Körpern aus Kunststoff, Holz, Textil, Papier, Metall, Glas, Keramik zum Zweck der Erwärmung, Trocknung und/oder Polymerisation dieser Körper und/oder ihrer beschichteten Oberflächen nach dem Buchsenprinzip.
Der rohrförmige Körper steht oder dreht sich in einer Buchse mit außen angeordneten selektiv arbeitetenden Infrarotrotstrahlern. Gleichzeitig kann die Erwärmung auch noch durch einen innen liegenden selektiv arbeitetenden Infrarotrotstrahlern erfolgen.
Die Infrarotstrahler sind dabei senkrecht, waagerecht oder schräg angebracht. Sie wirken zueinander energiesparend nach dem Duplex-Prinzip gemäß Figur 2, unabhängig davon ob der thermisch zu bearbeitend Körper zwischen ihnen befindlich ist oder nicht.
Der rohrformige oder zylindrische Körper kann Durchmesser im Bereich von
0,01 bis 1.000 mm und mehr sowie Längen im Bereich von 1 mm bis unendlich haben.
Zur thermischen partiellen oder durchgängigen Bearbeitung von Zweidimensionalen flachen Körpern, beispielsweise Folien, Bänder, Lagen, Tafeln und dgl. sowie von dreidimensional geformten Körpern, nämlich Bauteilen, Rohteilen, Kraftfahrzeugen, Windkraftflügem, Maschinen, Motoren usw., sämtlich bestehend aus Kunststoff, Holz, Textil, Papier, Metall, Glas, Keramik, zum Zweck der Erwärmung, Trocknung und/oder Vernetzung dieser Körper und/oder ihrer beschichteten Oberflächen werden die aufgezeigten geometrischen Prinzipen nach Figur 1- 16 und/oder Impuls-, und/oder konvektive und/oder kinematische Prinzipien angewandt, und zwar mit den Ausrichtungen bzw. Arbeitsrichtungen senkrecht (zum Beispiel nach Figur 21 ), waagerecht (zum Beispiel nach Figur 22), schräg oder gekrümmt, wie beispielhaft in Figur 20 dargestellt.
Dabei wird mit oder ohne dotierte Keramiken im Werkstoff (Körper, Gut, Schicht, ...) gearbeitet. Diese letzgenannten Keramiken im Nano- bzw. Mikrobereich absorbieren und emittieren ebenfalls ein Infrarot im selektiven Bereich mit unterschiedlichen
Energieträgern.
Die Nutzung von selektiv arbeitetenden Infrarotrotstrahlern nach Maßgabe der Erfindung bietet sich auch für die Herstellung von Verpackungen durch Schrumpfen von
Kunststofffolien an.
Ebenso zur thermischen Bearbeitung von Kunststoffen wie Folien oder Klebern beispielsweise in Photovoltaikmodulen.
Kunststofffolien lassen sich vorteilhaft mit extrem dünnen Strahlern im Reckspalt zwischen den Walzen erwärmen, und zwar selektiv arbeitetenden Infrarotrotstralilern nach dem Duplexprinzip bedarfsgerecht mit hoher Leistungsdichte auf kleinstem Raum.
Eine Anordnung dafür ist beispielhaft in Figur 19 angegeben.
Schließlich ist die thermische Bearbeitung von balinförmigen Körpern oder Gütern bzw. deren Beschichtung oder Ausrüstung, nämlich Trocknimg, Erwärmung und/oder
Vernetzung, vorteilhaft mit mit selektiv arbeitetenden Infrarotrotstralilern möglich. Hierzu sind Anordnung in wirkfunktion mit Wärmetrommeln nach Figur 20 sowie in vertikaler und horizontaler Ausführung nach Figur 21 bzw. 22 angegeben.
Beliebige andere Ausrichtungen sind selbstverständlich möglich.
26 Bezugszeichenliste
A....F Strahler mit selektiv transformierten Infrarot,
E/A Emitter mit selektiv transformierten Infrarot bzw. Absorber, Strahlungstauscher, O Bestrahlungsgut, Objekt,
R Raum im inneren des Systems, zum Beispiel Ofenraum,
U Umwelt in Wirkverbindung mit E/A in Form von warmer oder kalter, elektrischer, gasförmiger, flüssiger oder fester Medien, zum Beispiel bei Heiz- oder
Kühlsystemen,
Kt Kontakttauscher, System zum Austausch von Wärme und/oder Gasen
(Feuchtigkeit.) zwischen O und Kt. Der Wärme- und/oder Gasstrom führt je nach Aufgabe alternativ zu O hin oder von O weg. Die Kontaktfläche kann mit STIR- Keramik beschichtet sein.
Beispiele: Backgut auf Herdflächen, Gefäße auf Heiz- oder Kühlflächen,
Beschichtungsmaterial auf Substrat, obere zu tiefer liegenden Schichten eines homogenen oder heterogenen Bestrahlungsgutes oder Objekts,
Kv Konvektionstauscher, System zum Austausch von Wärme und/oder Gasen
(Feuchtigkeit) zwischen O und Kv. Der Wärme- und/oder
Feuchtigkeitsstrom kann alternativ zu O hin oder von O weg geführt werden.
Beispiele: Be- und/oder Entlüftung bzw. Gasaustausch von oder
nach außen, Kühlung und/oder Erwärmung von oder nach außen,
konvektive Prozesse der Be- oder Entlüftung, des Gasaustausches,
der Erwärmung oder Kühlung im Inneren des geschlossenen Systems.
aE/A Abstand zwischen Emitter/Absorber E/A und Bestrahlungsgut bzw. Objekt O;
Je nach Aufgabe kann dieser Abstand zwischen wenigen Mikrometern bis zu mehreren Metern betragen,
aic Abstand zwischen dem Kontakttauscher Kt und Bestrahlungsgut bzw. Objekt O;
Der unmittelbare Kontakt zu O kann durch Schichten zwischen
dem Kontakttauscher und O unterbrochen sein. Die Schichten unterstützen oder bremsen den Wärmeaustausch. Der Abstand kann wenige Mikrometern bis zu mehreren Zentimetern betragen. 27
1 Konvektionswärme im Austausch mit dem Emitter/ Absorber als beabsichtigtes oder unbeabsichtigtes„Nebenprodukt",
2 Strahlungswärme im Austausch zwischen E/A und O,
3 Strahlungswärme im Austausch über Emission und Absorption innerhalb des bzw. der Emitter bzw. Absorber,
4 Strahlungswärme im Austausch durch Reflexion zwischen E/A und O5
5 Von O abgeführte Konvektionswärme und/oder Gase (Feuchtigkeit) mit
Austausch von Wärme und/oder Gasen auf der Oberfläche von O,
6 Dem Objekt O zugeführte Konvektionswärme und/oder Gase (Feuchtigkeit)
mit Austausch von Wärme und/oder Gasen auf der Oberfläche von O,
7 Dem Objekt zugeführte, d.h., von O absorbierte und aufgenommene Wärme
(Vergrößerter Wärmeinhalt durch Erwärmung) aus Strahlung, Konvektion und/oder Kontakt bzw. aus O abgeführte Wärme (Verminderter Wärmeinhalt durch Kühlung),
8 Durch O hindurchgehende Strahlungswärme, die weder von O absorbiert noch reflektiert wird,
9 Strahlungsaustausch zwischen O und E/A in Folge der objekteigenen Emission und einer passiven Absorption/Reflexion/Emission von passiven Flächen des Systems,
10 Austausch von Kontaktwärme zwischen O und Kt,
11 Austausch von Strahlungswärme zwischen O und Kt,
12 Austausch von Konvektionswärme zwischen Kt und dem Raum im Inneren
des Systems R,
13 Strahlungswärme im Austausch durch Reflexion innerhalb des bzw. der Emitter bzw. Absorber,
14 Dorn- Emitter,
15 Emitter der Gasse,
16 Rohrwerkstoff,
17 Emitter der Buchse,
18 Walze mit der Geschwindigkeit V l ,
19 Walze mit der Geschwindigkeit V2,
20 Folie,
1 Strahlerpaar, 28 Strahler,
Trommel,
Gut.

Claims

22 Patentansprüche
1. Einrichtung zum thermischen Bearbeiten, nämlich Trocknen, Backen, Rösten, Erwärmen, Heizen, Polymerisieren, Sintern, Schmelzen und dgl., von biologischen und technischen Gütern bzw. Objekten unter Verwendung von keramischen Infrarotstrahlern mit selektiven Emissions- und Absorptionsspektren, dadurch gekennzeichnet, dass Emitter mit jeweils gleicher Funktionalkeramik auf Basis von selektiv
transformiertem Infrarot ein unendliches räumliches Netzwerk von emittierenden, absorbierenden, reflektierenden und transformierenden Infrarotstrahlen bilden, wobei die Emissionsspektren der Emitter bei Einhaltung definierter Prozessparameter mit den Absorptionsspektren der thermisch zu erwärmenden Bestrahlungsgüter und mit den eigenen Absorptionsspektren weitestgehend übereinstimmen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlenden und/oder absorbierenden Flächen paarweise zueinander angeordnet sind, so dass das Bestrahlungsgut von zwei Seiten gleichzeitig thermisch bearbeitbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlenden und/oder absorbierenden Flächen winklig zueinander derart angeordnet sind, dass sie das
Bestrahlungsgut von i.d.R. drei Seiten tunnelartig umschließen.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die strahlenden und/oder absorbierenden Flächen winklig zueinander derart angeordnet sind, dass sie das Bestrahlungsgut von i.d.R vier Seiten herdartig umschließen.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlenden und/oder absorbierenden Flächen winklig zueinander derart angeordnet sind, dass sie das Bestrahlungsgut von i.d.R fünf Seiten haubenartig umschließen.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die strahlenden und/oder absorbierenden Flächen winklig zueinander derart angeordnet sind, dass sie das Bestrahlungsgut von i.d.R sechs Seiten allseitig umschließen. 23
7. Einrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturen im räumlichen Netzwerk im Bereich von 4 bis 2.500 °C liegen und der Arbeitsdruck 0,1 mbar bis 10 bar beträgt.
8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der mit Strahlern umgebenen Räume 1 cm3 bis 10.000 m3 beträgt.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit
STIR (Selektiv Transformiertes InfraRot)- Keramik beschichteten Strahler und beheizte Oberflächen aufweisen, wobei Halogenstrahler für Temperaturbereiche von 2.000 bis 2.500 °C, Strahler aus Quarzglas, Keramik, Stahl, Aluminium oder Kupfer für
Temperaturbereiche von 400 bis 800 °C und Strahler aus Holz, Textilien, Kunststoff, Papier oder Lacken für Temperaturbereiche von 4 bis 160 0C einsetzbar sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit
STIR (Selektiv Transformiertes InfraRot)- Keramik beschichteten Strahler dotierte und beheizbare Stoffe in Textilien, Kunststoffen, Papier und Lacken aufweisen, wobei diese für Temperaturbereiche von 4 bis 160 0C Verwendung finden.
11. Einrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass Strahlerkeramiken eingesetzt sind, die selektiv transformiertes Infrarot emittieren und folgende
Zusammensetzungen aufweisen:
- Cr2O3 in einer Konzentration von 5 ...60 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
- ZrO2 in einer Konzentration von 1 ...50 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
- Ho2O3 in einer Konzentration von 0, 1 ...20 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
- Fe2O3 in einer Konzentration von 5 ...40 % in Mullit (Al2θ3/SiO2) und/oder
- LaCrO3 in einer Konzentration von 5 ...70 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
- CeO2 in einer Konzentration von 0, 1 ...20 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
- Y2O3 in einer Konzentration von 0,1 ...20 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
- YCrO3 in einer Konzentration von 0,1 ...20 % in Mullit (Al2O3/SiO2) und/oder
- Gd2O3 in einer Konzentration von 0,1 ...20 % in Mullit (Al2O3/SiO2). 24
12. Einrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahler energetisch auf Sonnenenergie, Elektroenergie, warmen Rauchgasen, warmen Wasser, warmen Öl, oder warmer Luft basieren.
13. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Strahler unterschiedlicher Formen sowohl mit als auch ohne Reflektor einsetzbar sind,
Punktstrahler, ein-, zwei- oder dreidimensionale Stabstrahler und zwei- oder
dreidimensionale Flächenstrahler mit strahlenden Flächen von 0,1cm2 bis 100 m2 zur Verfügung stehen.
14. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungsgüter, nämlich Kunststoffe, Lacke, Farben, Textilien, Papier oder Keramik, mit Strahlerkeramiken in den Korngrößen 20 bis 50.000 nm, bevorzugt 500 bis 1.500 nm und in Konzentrationen von 0,01 bis 20 %, vorzugsweise von 0,5 bis 5 %, dotiert sind.
Es folgen acht Blätter Zeichnungen (Figur 1 bis 22)!
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202011103450U1 (de) 2011-07-18 2011-09-08 Hofi Gmbh Hybridofen zum thermischen Bearbeiten vonLebensmitteln
DE102011107887A1 (de) 2011-07-18 2013-01-24 Hofi Gmbh Hybridofen zum thermischen Bearbeitenvon Lebensmitteln
DE102014106542A1 (de) 2014-05-09 2015-11-12 Horst Fischer Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Behandlung von Backwaren
WO2017077011A1 (de) 2015-11-05 2017-05-11 Wp Lebensmitteltechnik Riehle Gmbh Vorrichtung und verfahren zur thermischen behandlung von backwaren
WO2023041708A1 (en) 2021-09-16 2023-03-23 Ppg Coatings Europe B.V. Curing of intumescent coating compositions by application of pulsed infrared radiation
WO2023044282A1 (en) 2021-09-16 2023-03-23 Ppg Industries Ohio, Inc. Curing of coating compositions by application of pulsed infrared radiation

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0074748A2 (de) * 1981-09-01 1983-03-23 YOSHIHARA &amp; CO. LTD. Sauna
US5153403A (en) * 1988-06-06 1992-10-06 Showa Denko K.K. Process and apparatus for thawing frozen food
JP2002340345A (ja) * 2002-03-15 2002-11-27 Takita Giken Kk 電気コンロ
US20040240864A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Lee Chang Hwan Sauna far infrared heat emitting article and method
WO2005034633A1 (en) * 2003-10-07 2005-04-21 Duke Manufacturing Company Food warming apparatus and method
DE102004003779A1 (de) * 2004-01-23 2005-08-11 Eisenmann Maschinenbau Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Wärmebehandlung von Objekten und Vorrichtung zu seiner Durchführung
US7049561B1 (en) * 2005-01-19 2006-05-23 Cheng Ping Lin Far infrared tubular porous ceramic heating element
WO2008126170A1 (ja) * 2007-03-12 2008-10-23 Takita Research & Development Co., Ltd. 電気コンロ

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0074748A2 (de) * 1981-09-01 1983-03-23 YOSHIHARA &amp; CO. LTD. Sauna
US5153403A (en) * 1988-06-06 1992-10-06 Showa Denko K.K. Process and apparatus for thawing frozen food
JP2002340345A (ja) * 2002-03-15 2002-11-27 Takita Giken Kk 電気コンロ
US20040240864A1 (en) * 2003-05-30 2004-12-02 Lee Chang Hwan Sauna far infrared heat emitting article and method
WO2005034633A1 (en) * 2003-10-07 2005-04-21 Duke Manufacturing Company Food warming apparatus and method
DE102004003779A1 (de) * 2004-01-23 2005-08-11 Eisenmann Maschinenbau Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Wärmebehandlung von Objekten und Vorrichtung zu seiner Durchführung
US7049561B1 (en) * 2005-01-19 2006-05-23 Cheng Ping Lin Far infrared tubular porous ceramic heating element
WO2008126170A1 (ja) * 2007-03-12 2008-10-23 Takita Research & Development Co., Ltd. 電気コンロ

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202011103450U1 (de) 2011-07-18 2011-09-08 Hofi Gmbh Hybridofen zum thermischen Bearbeiten vonLebensmitteln
DE102011107887A1 (de) 2011-07-18 2013-01-24 Hofi Gmbh Hybridofen zum thermischen Bearbeitenvon Lebensmitteln
DE102014106542A1 (de) 2014-05-09 2015-11-12 Horst Fischer Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Behandlung von Backwaren
DE102014106542B4 (de) * 2014-05-09 2019-08-29 Wp Lebensmitteltechnik Riehle Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Behandlung von Backwaren
WO2017077011A1 (de) 2015-11-05 2017-05-11 Wp Lebensmitteltechnik Riehle Gmbh Vorrichtung und verfahren zur thermischen behandlung von backwaren
DE102015221735A1 (de) 2015-11-05 2017-05-11 Wp Lebensmitteltechnik Riehle Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Behandlung von Backwaren
DE102015221735B4 (de) * 2015-11-05 2021-06-10 Wp Lebensmitteltechnik Riehle Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Behandlung von Backwaren
WO2023041708A1 (en) 2021-09-16 2023-03-23 Ppg Coatings Europe B.V. Curing of intumescent coating compositions by application of pulsed infrared radiation
WO2023044282A1 (en) 2021-09-16 2023-03-23 Ppg Industries Ohio, Inc. Curing of coating compositions by application of pulsed infrared radiation

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