EP1141630A1 - Als flächenstrahler ausgebildeter infrarot-strahler - Google Patents

Als flächenstrahler ausgebildeter infrarot-strahler

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EP1141630A1
EP1141630A1 EP99967953A EP99967953A EP1141630A1 EP 1141630 A1 EP1141630 A1 EP 1141630A1 EP 99967953 A EP99967953 A EP 99967953A EP 99967953 A EP99967953 A EP 99967953A EP 1141630 A1 EP1141630 A1 EP 1141630A1
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EP
European Patent Office
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channels
infrared radiator
radiator according
radiating body
infrared
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Withdrawn
Application number
EP99967953A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Richard Aust
Herbert Sommer
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Krieger GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Krieger GmbH and Co KG filed Critical Krieger GmbH and Co KG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/14—Radiant burners using screens or perforated plates
    • F23D14/147—Radiant burners using screens or perforated plates with perforated plates as radiation intensifying means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/14—Radiant burners using screens or perforated plates
    • F23D14/145—Radiant burners using screens or perforated plates combustion being stabilised at a screen or a perforated plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/102—Flame diffusing means using perforated plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2212/00—Burner material specifications
    • F23D2212/10—Burner material specifications ceramic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2212/00—Burner material specifications
    • F23D2212/20—Burner material specifications metallic

Definitions

  • Infrared heater designed as a surface heater
  • the invention relates to an infrared radiator designed as a surface radiator with a radiating body which is heated on the rear side by a burning fluid-air mixture and the front surface of which emits the infrared radiation.
  • Infrared emitters designed as surface emitters are known to be used in dryer systems which are used to dry sheet-like materials, for example paper or cardboard sheets. Depending on the width of the web to be dried and the desired heating output, the required number of emitters with aligned radiation surfaces is put together to form a drying unit.
  • the invention is based on the object of providing an infrared radiator which is designed as a surface radiator and which has a high efficiency and a long service life at temperatures above 1100 ° C. This object is achieved with the features of patent claim 1.
  • the invention makes use of the physical effect that a channel-shaped cavity radiator has at its opening an emission factor that increases with its ratio of wall area to cross-sectional area.
  • a channel-shaped cavity radiator has an emission factor of approximately 1 if it is made from a ceramic with an emission factor of approximately 0.5.
  • FIG. 1 shows in cross section the basic structure of an infrared radiator according to the invention
  • FIG. 2 shows a plan view of the radiating front of a radiator
  • FIG. 3 shows a section through the radiant body according to FIG. 2,
  • FIGS. 4-7 each show a top view of the radiating front side of various configurations of a radiating body with tubular channels, Figures 8 and 9 an infrared radiator with slot-shaped channels in the radiator.
  • the infrared radiators according to the invention are preferably heated with gas, alternatively heating with a liquid fuel as the heating fluid is possible.
  • each radiator contains a mixing tube 1, into which a mixing nozzle 2 is screwed at one end.
  • a gas supply line 3 is connected to the mixing nozzle 2 and is connected to a manifold 4 from which a plurality of radiators arranged next to one another are supplied with gas 5.
  • the supply of air 6 takes place via a hollow cross member 7, to which the mixing tube 1 is attached.
  • the connecting line 8 for the air supply opens into the upper part of the
  • a housing 11 is fastened, in which a burner plate 12 is arranged.
  • the burner plate 12 contains a series of through bores 13 which open into a combustion chamber 14 which is formed between the burner plate 12 and a radiant body 15 arranged essentially parallel to it.
  • the mixing tube 1 opens into a space sealed by a hood 16, which is closed off at the other end by the burner plate 12.
  • a baffle plate 18 is arranged in the mixture distribution space 17, against which the supplied mixture flows.
  • the burner plate 12 and the radiant body 15 are fitted in the housing 11 in circumferential, fire-proof seals 19 which close the combustion chamber 14 laterally.
  • the radiant body 15 is preferably made of ceramic, for example of aluminum or zirconium oxide, aluminum titanate, corundum or mullite. Silicon carbide has been found to be particularly suitable, especially when it is reinforced with carbon fibers. Alternatively, the radiant body 15 can also be made from a heat-resistant metal.
  • the radiant body 15 contains a plurality of continuous channels 20 which act as cavity radiators.
  • the channels 20 are heated on the rear side of the jet body 15 which delimits the combustion chamber 14 and are essentially flame-free; the gas-air mixture burns essentially only in the combustion chamber 14. So that the channels 20 as hollow space emitters have a high emission factor, the ratio of their wall area to their cross-sectional area is greater than 10, preferably> 20, in their flame-free area.
  • the channels 20 are either tubular ( Figures 2 to 7) or slot-shaped ( Figure 8).
  • the cross section of the tubular channels is preferably either circular or in the form of a regular polygon. In the case of the tubular channels 20, the ratio is length / maximum
  • Diameter in the flame-free area is more than 3, preferably it is greater than or equal to 5.
  • the channels 20 can also be slit-shaped, as shown in FIG.
  • the jet body 15 is preferably constructed from a series of plates 21 arranged at a distance from one another, the spaces between which form the slot-shaped channels 20.
  • the ratio of the distance between two adjacent plates 21 / length of the plates 21 in the flame-free area is more than 3 in this embodiment, preferably it is greater than or equal to 5.
  • the length of the channels 20 is in all embodiments from the heated rear of the radiator body 15 in the direction of radiant front surface measured; in Figure 1 from top to bottom.
  • the length of the channels 20 is less than 300 mm, preferably 10 mm to 100 mm. In the exemplary embodiments, the length is approximately 40 mm.
  • the channels 20 preferably widen toward the radiating front side as shown in FIG. 3.
  • a diffuser-like widening of the channels 20 results in a more uniform heat distribution and thus prevents stresses in the radiant body 15.
  • the combustion chamber 14 ensures that the combustion on the whole
  • the channels 20 on the back of the jet body 15 are connected to one another via transverse channels.
  • the flames burn in the input parts of the channels 20 on the rear side of the radiator body 15, the transverse channels ensuring a uniform distribution of the flames on the entire rear side of the radiator body 15.
  • the information on the area or length ratios of the channels relate to their flame-free parts.
  • the radiating front side is approximately 200 mm wide and approximately 150 mm high.
  • FIGS. 2-7 show various embodiments of a jet body 5 with tubular channels 20:
  • the cross section of the channels 20 is either circular or in the form of a regular polygon.
  • the ratio of the length to the maximum diameter of the channels in the flame-free area is more than 3, preferably it is greater than or equal to 5.
  • the channels are designed in such a way that they expand from a circular cross section of approximately 4 mm in diameter to a square opening area with a side length of approximately 8 mm.
  • the channels 20 are arranged in a regular pattern above and next to one another in such a way that webs of approximately 2 mm width remain on the front.
  • the mouth openings of the channels 20 are circular with a diameter of approximately 5 mm.
  • the wall around the mouth openings of the channels 20 is circular.
  • they are arranged face-centered.
  • the channels which are circular in cross section over their entire length, expand from a diameter of approximately 4 mm to a mouth diameter of approximately 15 mm. There are therefore fewer channels 20 with a larger mouth diameter than in the embodiment according to FIG. 4.
  • FIGS. 6 and 7 show radiant elements in which the channels are square (FIG. 6) or hexagonal in cross section.
  • the entire jet body 15 is constructed in a honeycomb shape with continuous channels 20.
  • FIGS. 8 and 9 show a jet body 15 which has a series of slot-shaped channels 20.
  • the slot-shaped channels 20 preferably extend over the entire width of the jet body 15. They are preferably produced by arranging a row of ceramic plates 21 at a distance from one another. The spaces between the plates 21 thus form the channels 20. In this
  • the plates 21 are arranged such that the ratio of the height of the plates 21 to the distance between two adjacent plates 21 in the flame-free region is greater than 3, preferably it is greater than or equal to 5.
  • the height of the plates 21 is defined in the radiation direction, that is in Figure 1 from top to bottom.
  • FIG. 9 The structure of an infrared radiator with such a radiating body 15 is shown in detail in FIG. 9:
  • the housing 11 consists of a metallic holding frame, which holds a ceramic strip 22 on each longitudinal side.
  • Each ceramic strip 22 contains slot-shaped openings on the inside, into each of which a ceramic plate 21 is inserted with its lateral end and is thus held.
  • the plates 21 forming the blasting body 15 are arranged one above the other and one below the other.
  • the radiating body 15 emits the infrared radiation downwards.
  • a second metallic holding frame 23 holds the burner plate 12, which is only hinted at in FIG.
  • the burner plate 12 contains a series of bores 13 which open into a combustion chamber 14, as described in the explanation of FIG. 1.
  • the embodiment according to FIGS. 8 and 9 has the advantage that the channels are formed by simply designed plates 21. You can do so from one temperature-resistant and stable material are manufactured, even if this is difficult to shape and / or process. Silicon carbide, which is reinforced with carbon fibers, has proven to be a particularly suitable material for the plates 21.
  • the infrared emitters according to the invention are particularly suitable for drying sheet-like materials at high speeds.
  • a preferred area of application is the drying of running paper or cardboard webs in paper factories, for example behind coating devices.

Abstract

Es sind als Flächenstrahler ausgebildete Infrarot-Strahler bekannt, die einen Strahlkörper (15) aufweisen, der an seiner Rückseite von einem brennenden Fluid-Luftgemisch beheizt wird und dessen Vorderfläche die Infrarot-Strahlung abgibt. Nach der Erfindung enthält der Strahlkörper (15) eine Vielzahl von durchgehenden, als Hohlraumstrahler wirkende Kanäle (20), bei denen das Verhältnis Wandfläche/Querschnittsfläche im flammenfreien Bereich grösser ist als 10, bevorzugt grösser/gleich 20, ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Als Flächenstrahler ausgebildeter Infrarot-Strahler
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen als Flächenstrahler ausgebildeten Infrarot-Strahler mit einem Strahlkörper, der an seiner Rückseite von einem brennenden Fluid-Luftgemisch beheizt wird und dessen Vorderfläche die Infrarot-Strahlung abgibt.
Stand der Technik
Als Flächenstrahler ausgebildete Infrarot-Strahler werden bekannterweise in Trocknersystemen eingesetzt, die zum Trocknen bahnförmiger Materialien, beispielsweise Papier- oder Kartonbahnen, dienen. In Abhängigkeit von der Breite der zu trocknenden Bahn und der gewünschten Heizleistung wird die erforderliche Anzahl von Strahlern mit fluchtenden Abstrahlflächen zu einer Trocknungseinheit zusammengestellt.
In der Publikation "Radiant efficiencies and Performance considerations of commercially manufactured gas radiant burners (Speyer et al., Exp. Heat Trans., 9, 213-245, 1996) werden verschiedene Arten gasbeheizter Infrarotstrahler einander vergleichend gegenübergestellt. Unter anderem wird ein Strahler vorgestellt, bei dem ein Gas/Luft-Gemisch durch eine mit Löchern versehene Keramikplatte strömt und an deren Oberfläche verbrennt. Um ein Abheben der Flamme zu vermeiden und den Strahlungswirkungsgrad zu erhöhen, ist vor der Keramikplatte ein Metallgitter angeordnet.
Dieses bekannte Prinzip, das von vielen Herstellern angewendet wird, hat den Nachteil, dass der Strahlungswirkungsgrad wegen des niedrigen Emissionskoeffizienten der Keramikplatte bei hohen Temperaturen vergleichsweise gering ist. Außerdem hat das metallische Gitter nur eine begrenzte Lebensdauer, wenn der Strahler mit hoher Leistung betrieben wird.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen als Flächenstrahler ausgebildeten Infrarot-Strahler zu schaffen, der bei Temperaturen oberhalb von 1100 C° einen hohen Wirkungsgrad und eine lange Standzeit aufweist. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung macht sich den physikalischen Effekt zunutze, daß ein kanalförmiger Hohlraumstrahler an seiner Öffnung einen mit seinem Verhältnis Wandfläche/Querschnitts-fläche steigenden Emissionsfaktor aufweist. Bei einem Verhältnis Wandfläche/Quer-schnittsfiäche größer/gleich 20 hat ein kanalförmiger Hohlraumstrahler einen Emissionsfaktor von annähernd 1 , wenn er aus einer Keramik mit einem Emissionsfaktor von ca. 0,5 gefertigt ist.
Die Unteransprüche enthalten bevorzugte, da besonders vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Infrarot-Strahlers.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele. Es zeigen:
Figur 1 In einem Querschnitt den prinzipiellen Aufbau eines Infrarot-Strahlers nach der Erfindung,
Figur 2 eine Draufsicht auf die strahlende Vorderseite eines Strahlkörpers,
Figur 3 einen Schnitt durch den Strahlkörper nach Figur 2,
Figuren 4-7 jeweils als Draufsicht auf die strahlende Vorderseite verschiedener Ausgestaltungen eines Strahlkörpers mit röhrenförmigen Kanälen, Figuren 8 und 9 einen Infrarot-Strahler mit schlitzförmigen Kanälen im Strahlkörper.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Die Infrarot-Strahler nach der Erfindung werden bevorzugt mit Gas beheizt, alternativ ist die Beheizung mit einem flüssigen Brennstoff als Heizfluid möglich.
Wie in Figur 1 dargestellt, enthält jeder Strahler ein Mischrohr 1 , in das an einem Ende eine Mischdüse 2 eingeschraubt ist. An die Mischdüse 2 ist eine Gaszuführleitung 3 angeschlossen, die mit einer Sammelleitung 4 verbunden ist, aus der mehrere, nebeneinander angeordnete Strahler mit Gas 5 versorgt werden.
Die Versorgung mit Luft 6 erfolgt über eine Hohltraverse 7, an der das Mischrohr 1 befestigt ist. Die Verbindungsleitung 8 für die Luftzufuhr mündet im oberen Teil des
Mischrohrs 1 in eine das Auslaßende der Mischdüse 2 umfassende, nach unten offene Luftkammer 9, so daß in den Mischraum 10 des Mischrohrs 1 von oben ein Gas- Luftgemisch eingeleitet wird.
Am unteren, offenen Ende des Mischrohrs 1 ist ein Gehäuse 11 befestigt, in dem eine Brennerplatte 12 angeordnet ist. Die Brennerplatte 12 enthält eine Reihe von durchgehenden Bohrungen 13, die in einen Brennraum 14 münden, der zwischen der Brennerplatte 12 und einem im wesentlichen parallel zu dieser mit Abstand angeordnetem Strahlkörper 15 gebildet wird. Das Mischrohr 1 mündet in einem von einer Haube 16 abgedichteten Raum, der an dem anderen Ende von der Brennerplatte 12 abgeschlossen wird. Um das Gas- Luftgemisch gleichmäßig an der Rückseite der Brennerplatte 12 zu verteilen, ist in dem Gemischverteilraum 17 ein Prallplatte 18 angeordnet, gegen die das zugeführte Gemisch strömt. Die Brennerplatte 12 und der Strahlkörper 15 sind in dem Gehäuse 11 in umlaufende, feuerfeste Dichtungen 19 eingepaßt, die den Brennraum 14 seitlich abschließen.
Der Strahlkörper 15 ist bevorzugt aus Keramik gefertigt, beispielsweise aus Aluminiumoder Zirkoniumoxid, Aluminiumtitanat, Korund oder Mullit. Als besonders geeignet hat sich Siliziumkarbid gezeigt, insbesondere wenn es mit Karbonfasern verstärkt ist. Alternativ kann der Strahlkörper 15 auch aus einem hitzebeständigen Metall gefertigt sein.
Wesentlich für die Erfindung ist, daß der Strahlkörper 15 eine Vielzahl von durchgehenden Kanälen 20 enthält, die als Hohlraumstrahler wirken. Die Kanäle 20 werden an der den Brennraum 14 begrenzenden Rückseite des Strahlkörper 15 beheizt und sind im wesentlichen flammenfrei; das Gas- Luftgemisch brennt im wesentlichen nur im Brennraum 14. Damit die Kanäle 20 als Hohiraumstrahler einen hohen Emissionfaktor haben, ist in ihrem flammenfreien Bereich das Verhältnis ihrer Wandfläche zu ihrer Querschnittsfläche größer als 10, bevorzugt > 20.
Die Kanäle 20 sind entweder röhrenförmig (Figuren 2 bis 7) oder schlitzförmig (Figur 8) gestaltet. Der Querschnitt der röhrenförmig gestalteten Kanäle ist bevorzugt entweder kreisförmig oder in Form eines regelmäßigen Polygons ausgebildet. Bei den röhrenförmig ausgestalteten Kanälen 20 beträgt das Verhältnis Länge/maximaler
Durchmesser im flammenfreien Bereich mehr als 3, bevorzugt ist es größer/gleich 5. Alternativ können die Kanäle 20 auch schlitzförmig ausgebildet sein, wie in Figur 8 dargestellt ist. Bevorzugt wird bei dieser Ausführungsform der Strahlkörper 15 aus einer Reihe von mit Abstand voneinander angeordneten Platten 21 aufgebaut, deren Zwischenräume die schlitzförmigen Kanäle 20 bilden. Das Verhältnis Abstand zweier benachbarter Platten 21/Länge der Platten 21 im flammenfreien Bereich beträgt bei dieser Ausführungsform mehr als 3, bevorzugt ist es größer/gleich 5. Die Länge der Kanäle 20 wird bei allen Ausführungsformen von der beheizten Rückseite des Strahlkörpers 15 in Richtung zur strahlenden Vorderfläche gemessen; in Figur 1 von oben nach unten. Die Länge der Kanäle 20 beträgt weniger als 300 mm, bevorzugt 10 mm bis 100 mm. Bei den Ausführungsbeispielen beträgt die Länge ca. 40 mm.
Damit ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird, beträgt an der in Figur 1 unten dargestellten Vorderseite des Strahlkörpers 15 der Anteil der als Abstrahlfläche dienenden Öffnungsfläche der Kanäle 20 an der Gesamtfläche der Vorderseite mindestens 30%, bevorzugt beträgt der Anteil der Öffnungsfläche mehr als 50% der Gesamtfläche der Vorderseite. Bevorzugt erweitern sich die Kanäle 20 zur abstrahlenden Vorderseite hin wie in Figur 3 dargestellt ist. Eine diffusorartige Erweiterung der Kanäle 20 bewirkt eine gleichmäßigere Wärmeverteilung und verhindert somit Spannungen im Strahlkörper 15.
Der Brennraum 14 gewährleistet, daß die Verbrennung auf der gesamten
Rückseitenfläche des Strahlkörpers 15 stattfindet. Die Flammen können sich seitlich fortpflanzen. Bei einer alternativen Ausführungsform ohne einen getrennten Brennraum 14 sind die Kanäle 20 an der Rückseite des Strahlkörpers 15 über querverlaufende Kanäle miteinander verbunden. Die Flammen brennen bei dieser Ausführungsform in den Eingangsteilen der Kanäle 20 an der Rückseite des Strahlkörpers 15, wobei die Querkanäle eine gleichmäßige Verteilung der Flammen auf der gesamten Rückseite des Strahlkörpers 15 gewährleisten. Bei dieser Ausführungsform beziehen sich die Angaben zu den Flächen- oder Längenverhältnissen der Kanäle auf deren flammenfreie Teile.
Bei allen in den Figuren dargestellten Strahlkörpern 15 ist die abstrahlende Vorderseite etwa 200 mm breit und etwa 150 mm hoch.
In den Figuren 2-7 sind verschiedene Ausführungsformen eines von röhrenförmigen Kanälen 20 durchzogenen Strahlkörpers 5 dargestellt: Der Querschnitt der Kanäle 20 ist entweder kreisförmig oder in Form eines regelmäßigen Polygons ausgebildet. Das Verhältnis der Länge zum maximalen Durchmesser der Kanäle im flammenfreien Bereich beträgt mehr als 3, bevorzugt ist es größer/gleich 5.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 und 3 sind die Kanäle so gestaltet, daß sie von einem kreisförmigen Querschnitt von ca. 4 mm Durchmesser sich auf eine quadratische Öffnungsfläche mit einer Seitenlänge von ca. 8 mm erweitern. Die Kanäle 20 sind in einem regelmäßigen Muster über- und nebeneinander so angeordnet, daß an der Vorderseite Stege von ca. 2 mm Breite verbleiben.
Bei der Ausführungsform nach Figur 4 sind die Mündungsöffnungen der Kanäle 20 kreisförmig mit einem Durchmesser von ca. 5 mm. Die Wandung um die Mündungsöffnungen der Kanäle 20 ist kreisförmig. Um die Kanäle 20 möglichst dicht packen zu können, sind diese flächenzentriert angeordnet. Bei der Ausführungsform nach Figur 5 erweitern sich die über ihre gesamte Länge im Querschnitt kreisförmigen Kanäle von einem Durchmesser von ca. 4 mm zu einem Mündungsdurchmesser von ca. 15 mm. Es sind somit weniger Kanäle 20 mit einem größeren Mündungsdurchmesser als bei der Ausführungsform nach Figur 4 vorhanden.
Die Figuren 6 und 7 zeigen Strahlkörper, bei denen die Kanäle im Querschnitt quadratisch (Figur 6) oder sechseckig sind. Der gesamte Strahlkörper 15 ist wabenförmig mit durchgehenden Kanälen 20 aufgebaut.
Die Figuren 8 und 9 zeigen einen Strahlkörper 15, der eine Reihe von schlitzförmigen Kanälen 20 aufweist. Die schlitzförmigen Kanäle 20 erstrecken sich bevorzugt über die gesamte Breite des Strahlkörpers 15. Sie werden bevorzugt so erzeugt, indem eine Reihe von Platten 21 aus Keramik mit Abstand voneinander angeordnet werden. Die Zwischenräume zwischen den Platten 21 bilden so die Kanäle 20. Bei dieser
Ausführungsform sind die Platten 21 so angeordnet, dass das Verhältnis der Höhe der Platten 21 zum Abstand zweier benachbarter Platten 21 im flammenfreien Bereich größer ist als 3, bevorzugt ist es größer/gleich 5. Die Höhe der Platten 21 ist dabei in Strahlungsrichtung definiert, also in Figur 1 von oben nach unten.
Der Aufbau eines Infrarot-Strahlers mit einem derartigen Strahlkörper 15 ist ausschnittsweise in Figur 9 dargestellt:
Das Gehäuse 11 besteht aus einem metallischen Halterahmen, der an jeder Längsseite jeweils eine Keramikleiste 22 hält. Jeweils an der Innenseite enthält jede Keramikleiste 22 schlitzförmige Öffnungen, in die jeweils eine Keramikplatte 21 mit ihrem seitlichen Ende eingesteckt ist und so gehalten wird. In der Ansicht nach Figur 9 sind die den Strahlkörper 15 bildenden Platten 21 über- und untereinander angeordnet. Der Strahlkörper 15 gibt die Infrarotstrahlung nach unten ab. Ein zweiter metallischer Halterahmen 23 hält die Brennerplatte 12, die in Figur 9 nur andeutungsweise gezeichnet ist. Die Brennerplatte 12 enthält eine Reihe von Bohrungen 13, die in einen Brennraum 14 münden, wie bei der Erläuterung der Figur 1 beschrieben.
Die Ausführungsform nach den Figuren 8 und 9 hat den Vorteil, dass die Kanäle von einfach gestalteten Platten 21 gebildet werden. Sie können so aus einem temperaturbeständigen und standfesten Material gefertigt werden, selbst wenn dieses schwer zu formen und/oder zu bearbeiten ist. Als besonders geeignetes Material für die Platten 21 hat sich Siliziumkarbid gezeigt, das mit Karbonfasern verstärkt ist.
Aufgrund ihrer Einsatzmöglichkeiten bei Temperaturen von oberhalb 1100°, ihrer hohen spezifischen Leistungsdichte und ihrer langen Standzeit sind die erfindungsgemäßen Infrarot-Strahler besonders zum Trocknen von bahnförmigen Materialien bei hohen Geschwindigkeiten geeignet. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Trocknung von laufenden Papier- oder Kartonbahnen in Papierfabriken, beispielsweise hinter Beschichtungsvorrichtungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1.
Als Flächenstrahler ausgebildeter Infrarot-Strahler mit einem Strahlkörper (15), der an seiner Rückseite von einem brennenden Fluid-Luftgemisch beheizt wird und dessen Vorderfläche die Infrarot-Strahlung abgibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkörper (15) eine Vielzahl von durchgehenden, als Hohlraumstrahler wirkende Kanäle (20) enthält, bei denen das Verhältnis Wandfläche/Querschnittsfläche im flammenfreien Bereich größer als 10, bevorzugt größer/gleich 20, ist.
2.
Infrarot-Strahler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (20) im Querschnitt kreisförmig oder in Form eines regelmäßigen Polygons ausgebildet sind, wobei das Verhältnis Länge/maximaler Durchmesser im flammenfreien Bereich größer als 3, bevorzugt größer/gleich 5, ist.
3.
Infrarot-Strahler nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkörper (15) aus einer Reihe von mit Abstand voneinander angeordneten Platten (21 ) aufgebaut ist, deren Zwischenräume die Kanäle (20) bilden, wobei das Verhältnis Höhe der Platten (21 )/Abstand zweier benachbarter Platten (21 ) im flammenfreien Bereich größer als 3, bevorzugt größer/gleich 5, ist.
4. Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Öffnungsfläche der Kanäle (20) an der Gesamtfläche der Vorderseite des Strahlkörpers (15) mindestens 30% bevorzugt mehr als 50%, beträgt.
5.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkörper (15) aus Keramik gefertigt ist.
6.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (20) eine Tiefe von weniger als 300 mm bevorzugt zwischen 10 mm und 100 mm aufweisen.
7.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (20) mit einem sich zur Vorderseite hin erweiternden Querschnitt ausgebildet sind.
8.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines Brennraumes (14) mit Abstand von dem Strahlkörper (15) eine Brennerplatte (12) angeordnet ist.
9.
Infrarot-Strahler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkörper (15) aus mit Karbonfasern verstärktem Siliziumkarbid gefertigt ist.
10. Verwendung eines Infrarot-Strahlers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Trocknung von bahnförmigen Materialien, insbesondere von Papier- oder Kartonbahnen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003069225A1 (de) * 2002-02-12 2003-08-21 Voith Paper Patent Gmbh Als flächenstrahler ausgebildeter infrarot-strahler
EP1476697B1 (de) * 2002-02-12 2010-10-20 Voith Patent GmbH Als flächenstrahler ausgebildeter infrarot-strahler
DE10222450A1 (de) * 2002-02-12 2003-08-21 Voith Paper Patent Gmbh Als Flächenstrahler ausgebildeter Infrarot-Strahler
FR2867263B1 (fr) * 2004-03-02 2006-05-26 Solaronics Irt Installation de sechage pour une bande defilante, notamment pour une bande de papier
US7926200B2 (en) 2004-03-02 2011-04-19 Nv Bekaert Sa Infrared drier installation for passing web
AT504398B1 (de) * 2006-10-24 2008-07-15 Windhager Zentralheizung Techn Porenbrenner, sowie verfahren zum betrieb eines porenbrenners
US20100104989A1 (en) * 2007-04-03 2010-04-29 Martin Assmann Burner arrangement
DE102008000010B4 (de) 2008-01-07 2010-10-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Plattenförmiger keramischer Wärmestrahlkörper eines Infrarot-Flächenstrahlers
DE102008000380A1 (de) 2008-02-22 2009-08-27 Voith Patent Gmbh Infrarot-Strahler
DE102008000678A1 (de) 2008-03-14 2009-09-17 Voith Patent Gmbh Infrarot-Strahler
DE102008040632A1 (de) 2008-07-23 2010-01-28 Voith Patent Gmbh Infrarotstrahler
DE102008042247A1 (de) 2008-09-22 2010-04-01 Voith Patent Gmbh Materialbahntrockneranordnung
DE102008042248A1 (de) 2008-09-22 2010-04-01 Voith Patent Gmbh Materialbahntrockneranordnung
JP5507966B2 (ja) * 2009-11-09 2014-05-28 東邦瓦斯株式会社 燃焼プレート
WO2011057897A1 (en) 2009-11-13 2011-05-19 Nv Bekaert Sa Multiscreen radiant burner
US20120301837A1 (en) * 2011-05-27 2012-11-29 Kazuyuki Akagi Plate type burner
US11047572B2 (en) * 2013-09-23 2021-06-29 Clearsign Technologies Corporation Porous flame holder for low NOx combustion
US10458646B2 (en) * 2014-09-25 2019-10-29 Selas Heat Technology Company Llc Low NOx, high efficiency, high temperature, staged recirculating burner and radiant tube combustion system
US11255538B2 (en) * 2015-02-09 2022-02-22 Gas Technology Institute Radiant infrared gas burner
US10488039B2 (en) * 2015-02-09 2019-11-26 Gas Technology Institute Method for surface stabilized combustion (SSC) of gaseous fuel/oxidant mixtures and a burner design thereof
US20170074509A1 (en) * 2015-09-11 2017-03-16 Green Air Burner Systems, LLC Hydrocarbon Burner
KR20180121600A (ko) * 2016-03-10 2018-11-07 셀라스 히트 테크놀로지 캄파니 엘엘씨 고강도 가스 연소 적외선 방출기
US11236903B2 (en) 2018-02-23 2022-02-01 Fulton Group N.A., Inc. Compact inward-firing premix fuel combustion system, and fluid heating system and packaged burner system including the same
WO2019165385A1 (en) * 2018-02-23 2019-08-29 Fulton Group N.A., Inc. Inward-firing premix fuel combustion burner
US11131462B2 (en) * 2018-08-21 2021-09-28 Prime Sear, LLC Handheld ceramic infrared burner
FR3117191B1 (fr) * 2020-12-03 2023-02-10 Solaronics Emetteur de rayonnement infra-rouge

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1082823A (en) * 1964-08-26 1967-09-13 Minnesota Mining & Mfg Radiant gas burner assembly
US3751213A (en) * 1971-11-19 1973-08-07 Du Pont High intensity radiant gas burner
US3857670A (en) * 1973-03-29 1974-12-31 Int Magna Corp Radiant burner
JPS5546361A (en) * 1978-09-29 1980-04-01 Rinnai Corp Gas infrared ray radiation combustion plate
DE3922539A1 (de) * 1989-07-08 1991-01-10 Sintec Keramik Gmbh Verfahren zur herstellung von hochpraezisen heizelementen aus c f c
DE3926699A1 (de) * 1989-08-12 1991-02-14 Kloeckner Waermetechnik Gasbrenner
DE4116898A1 (de) * 1990-05-25 1991-11-28 Schwank Gmbh Strahlungsbrenner
FR2678360B1 (fr) * 1991-06-28 1993-09-10 Applic Gaz Sa Appareil de chauffage avec bruleur catalytique.
DE4133251C2 (de) * 1991-10-08 1995-12-14 Luedi Roger Verfahren zum Herstellen eines Flammenhalters für einen Strahlungsbrenner und nach diesem Verfahren hergestellter Flammenhalter
GB2269892B (en) * 1992-08-18 1995-09-06 British Gas Plc Fuel fired burners
US5326257A (en) * 1992-10-21 1994-07-05 Maxon Corporation Gas-fired radiant burner
FR2699993B1 (fr) * 1992-12-29 1995-02-24 Gaz De France Appareil de séchage de matériaux en nappe tels que du papier par exemple.
GB2290608B (en) * 1994-06-16 1998-02-11 British Gas Plc Fuel fired burners
US6213757B1 (en) * 1995-06-07 2001-04-10 Quantum Group Inc. Advanced emissive matrix combustion
GB2302401B (en) * 1995-06-15 1999-08-04 British Gas Plc Fuel fired burners
US5989013A (en) * 1997-01-28 1999-11-23 Alliedsignal Composites Inc. Reverberatory screen for a radiant burner
DE69941535D1 (de) * 1998-12-18 2009-11-26 Panasonic Corp Katalytische verbrennungseinrichtung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0042356A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE19901145A1 (de) 2000-07-20
WO2000042356A1 (de) 2000-07-20
US6575736B1 (en) 2003-06-10

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