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Dokumentenidentifikation DE19623303A1 23.01.1997
Titel Vorrichtung zum Trocknen von Materialbahnen mit Frischluftvorwärung, wahlweise mit kompakten Umluftgebläsen und Leitdüsenstationen
Anmelder Deppe, Oliver, Dipl.-Ing., 85622 Feldkirchen, DE
Erfinder Deppe, Oliver, Dipl.-Ing., 85622 Feldkirchen, DE
DE-Anmeldedatum 11.06.1996
DE-Aktenzeichen 19623303
Offenlegungstag 23.01.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.01.1997
IPC-Hauptklasse F26B 13/10
IPC-Nebenklasse F26B 13/20   
Zusammenfassung Vorrichtung zum Trocknen durchlaufender Materialbahnen (B), dadurch gekennzeichnet, daß die für den Trocknungsprozeß notwendige Frischluft zunächst die Gebläsemotoren (1) der Trocknungseinrichtung kühlt, dabei Wärmeenergie aufnimmt und derart vorgewärmt entweder direkt in den Umluftbereich (N, H) geleitet wird oder Leitdüsenbalkenstationen oder sonstigen Bereichen der Trocknungseinrichtung zugeleitet wird, wahlweise auch mit kompakten Umluftgebläseeinheiten ausgerüstet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trocknen von Materialbahnen, bei der die Frischluft für den Trocknungsprozeß zunächst die Gebläsemotoren der Trocknungsvorrichtung kühlt und so Wärmeenergie in den Prozeß einbringt.

Der Nebenanspruch 7 nebst Unteranspruch 8 bezieht sich auf die Anwendung von freistehenden kompakten Gebläsen als Umluftgebläse, deren Einsatz durch die Anordnung in einer Frischluft-Vorwärmkammer auch für moderne Mehrzonentrockner auf einfache Weise möglich ist.

Der Nebenanspruch 9 nebst Unteranspruch 10 bezieht sich auf eine klare Trennung der Funktionen von Trocknung und Bahnführung durch Trocknungsfelder und Leitdüsenbalken, die ebenfalls mit Frischluft aus der im Hauptanspruch beschriebenen Vorwärmkammer beschickbar sind und bei deren Anwendung in Heißluftschwebetrocknern die Möglichkeit besteht im Trocknungssystem vorhandene Wärmeenergie optimal auf das zu trocknende Gut zu übertragen.

Vorrichtungen zum Trocknen durchlaufender Materialbahnen sind u. a. im Rollenoffset-Rotationsdruck in Form von Heißluft-Schwebetrocknern hinlänglich bekannt.

In diesem Zusammenhang wird auf folgende Patentschriften bzw. Offenlegungsschriften hingewiesen:

EP 00 66 661 Appareil de sechage de bandes par air chaud, DE 42 26 107 Trocknungsanlage mit integrierter TVA, DE 27 24 328 Trockner für Warenbahnen und Schwebedüse, PCT WO 95/14 199 Improvements relating to Web Drying.

In den Heißluft-Schwebetrocknern im Rollenoffset- oder Flexodruck wird aufgeheizte Luft mit Hilfe von Umluftgebläsen im Trockner umgewälzt und dabei mit hoher Geschwindigkeit durch Blasdüsen auf beiden Seiten auf die Papierbahn geblasen. Dabei werden Farbe und Papierbahn aufgeheizt und die Luft übernimmt die Lösungsmittel, die aus den Druckfarben entweichen.

Die Anreicherung der Umluft mit Lösungsmitteln ist naturbedingt durch Sättigung begrenzt. Weit unterhalb der Sättigungsgrenze liegt jedoch die aus sicherheitstechnischen Gründen vorgeschriebene Begrenzung des Lösungsmittelanteils in der Umluft und im übrigen Bereich des Trockners. Demzufolge muß eine bestimmte Menge Frischluft in den Trockner einfließen und eine entsprechende Menge lösungsmittelhaltiger Luft muß den Trockner wieder verlassen.

Dieser Luftdurchsatz durch das Innere des Trockners geschieht durch eine den Umluftkreisläufen übergeordnete Strömung, die mit dem Eintritt der Frischluft in den Trocknungs- und Umluftbereich einsetzt, und die mit dem Austritt der lösemittelbeladenen Luft am Auslaß des Trocknergehäuses ihren Weg durch den eigentlichen Trocknungsbereich abschließt; diese Strömung wird aufrechterhalten indem mittels Abluftgebläse über den Auslaß Luft abgesaugt wird, wodurch das Innere des Trocknergehäuses ständig unter Unterdruck steht.

Für den Trocknungsvorgang wird die Luft im Trockner mittels Gasbrenner erhitzt; dies geschieht entweder durch Flächenbrenner, die sich im inneren Strömungsbereich des Trocknergehäuses befinden, oder durch Brenner, denen zusätzlich Frischluft von außen zugeführt wird. Bei letzteren setzt sich die gesamte dem Trockner zugeführte Frischluft zusammen, aus einer relativ geringen Menge die den Brennern zugeleitet wird und der Frischluft, die an anderen Stellen in den Trocknungsbereich einfließt.

In allen führenden Industrieländern zumindest wird die aus dem Trocknungsbereich austretende, mit Lösungsmitteln beladene Luft mittels rein thermischer (TVA) oder katalytischer Verbrennung in die unschädlichen Hauptbestandteile CO2 und H2O umgewandelt. Diese Verbrennungsanlagen sind meistens außerhalb des Trockners angeordnet, können aber auch im Trocknergehäuse integriert sein. Bei den integrierten Systemen ist dabei eine Energierückführung aus dem Lösungsmittel-Verbrennungsprozeß vorgesehen; aber auch an Trocknern mit externen Verbrennungsanlagen gibt es Systeme, bei denen zum Zweck der Energieeinsparung gereinigte heiße Luft oder über Wärmetauscher erhitzte Frischluft in den Trocknungsprozeß eingebracht wird. Demzufolge sind schon Vorrichtungen mit energiesparenden Maßnahmen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs bekannt (DE 42 26 107).

Letztlich sind dies aber alles Energien, die aus der prozeßinternen Verbrennung von Primärenergie stammen und die außerdem CO2 erzeugen. Ferner steht die in den Trocknungsprozeß rückgeführte Energie an anderer Stelle, beispielsweise für die Erzeugung von Heißwasser an nachgeschalteten Wärmetauschern, nicht mehr zur Verfügung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sonstige vorhandene Wärmeenergie für den Trocknungsprozeß heranzuziehen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, durch die Nutzung der bei der Kühlung der Elektromotoren anfallenden Wärme, vornehmlich der leistungsstarken Umluftgebläsemotoren der Trockner.

Die bekannten Heißluftschwebetrockner wie beispielsweise der unter der europäischen Patentanmeldung EP 00 66 661 bekanntgewordene Trockner ohne integrierte Nachverbrennung und der mit der Offenlegungsschrift des deutschen Patentamtes DE 42 26 107 bekanntgewordene Trockner mit integrierter thermischer Verbrennungsanlage, sind als Mehrzonen- bzw. Mehrbereichstrockner ausgeführt. Sie haben in Bahnlaufrichtung gesehen also mindestens zwei Sektionen, von denen jede mit mindestens einem Umluftgebläse ausgestattet ist. Die Motoren dieser Umluftgebläse sind Kurzschlußläufer in Dahlanderschaltung, umschaltbar auf 1500 und 3000 U/min, mit einem Wirkungsgrad η bei Nennbelastung von ca. 85%.

Bekanntermaßen gibt der Wirkungsgrad eines Elektromotors an, wieviel % der aufgenommenen elektrischen Wirkleistung in mechanische Leistung umgesetzt wird. Die Verluste setzen sich zusammen aus Reibungsverlusten, Stromwärmeverlusten auch Kupferverluste genannt, sowie den Eisenverlusten, die aus Ummagnetisierungsverlusten und Wirbelstromverlusten bestehen; allesamt werden nahezu zu 100% in Wärme umgewandelt, die durch Kühlung abgeführt werden muß.

Zur Verdeutlichung der bei der Kühlung anfallenden Energie wird nachfolgend die Gebläseleistung von Trocknern der derzeit mittleren Leistungsklasse zugrundegelegt, wie sie für eine 16-Seiten- Rotationsanlage mit einer maximalen Bahngeschwindigkeit von etwa 10 m/s eingesetzt werden, mit einer effektiven Trocknerlänge von ca. 10 m und einer Nenn-Bahnbreite von 1020 mm. An einem solchen Trockner beträgt die Nennleistung der Gebläsemotoren je nach Hersteller und Trocknertyp bis zu 125 kW; auch wenn die Motoren in der Regel nicht voll ausgelastet sind, so beträgt die abgegebene Leistung aber im Mittel ca. 100 kW.

Unter Zugrundelegung dieser Werte ergibt sich für die Verlustleistung folgender Zusammenhang:



Im vorliegenden Fall ist für den Wirkungsgrad η ein Mittelwert von 85% angenommen. Die zugeführte elektrische Wirkleistung in kW ist demzufolge:



Die zugeführte Leistung ist somit um 17,5 kW höher als die an der Welle abgegebene Leistung. Diese Differenz von 17,5 kW fällt in Form von Wärmeenergie an.

Erfindungsgemäß wird diese Wärmeenergie direkt oder indirekt dem Umluft- und Trocknungsbereich des Trockners zugeführt und bleibt damit nahezu vollständig für den Trocknungsprozeß verfügbar.

Diese zurückgewonnene Verlustleistung von 17,5 kW bezieht sich wie beschrieben auf einen Trockner von 10 m Länge mit einer Bahnbreite von 1020 mm; bei entsprechend kleineren und größeren Trocknern sind die Leistungen natürlich auch entsprechend unterschiedlich.

Erfindungsgemäß ist die Trocknungsvorrichtung mit mindestens einer Kammer oder mit mindestens einem Kanal ausgerüstet in der bzw. in dem die Frischluft diese Wärmeenergie aus der Kühlung der Elektromotoren übernimmt.

Durch den Unterdruck im Trocknungs- und Umluftbereich gelangt die derart vorgewärmte Frischluft in den Trocknungsprozeß. Weitere Einzelheiten entsprechen im wesentlichen denen der bekannten Heißluft-Schwebetrockner und sind weiter vorn beschrieben.

Durch das Merkmal des Anspruchs 2 wird die Frischluft bereits beim Eintritt in die vorgenannte Kammer (bzw. Kanal) über die Motoren geleitet und nimmt so Wärmeenergie aus der Kühlung der Elektromotoren auf. Auch können einzelne Motoren so angeordnet sein und die Luftleitvorrichtungen so ausgeführt werden, daß die Frischluft an den Motoren entlangströmt und ohne durch eine Kammer zu fließen, direkt in den Trocknungs- und Umluftbereich des Trocknergehäuses geleitet wird, vorzugsweise in den Niedertemperaturbereich.

Durch das Merkmal des Anspruchs 3 wird völlig frische Luft gegen die Bahn geblasen, die keinerlei Lösungsmittel enthält und die somit in der Lage ist auch bei relativ niedriger Temperatur eine gewisse Lösungsmittelmenge aufzunehmen, ohne daß es zur Taupunktunterschreitung kommt.

Durch das Merkmal des Anspruchs 4 werden die Luftschleusen mit denen das Trocknergehäuse am Ein- und Auslauf der Bahn ausgerüstet sein kann, mittels Gebläse mit vorgewärmter Luft beschickt, die aus der Kühlung der Gebläsemotoren stammt. Die Beschickung von Luftschleusen mit vorgewärmter Luft ist spätestens durch EP-B1-0 066 661 bekannt. Bei der darin beschriebenen Trocknungseinrichtung wird die Vorwärmung der Frischluft durch Luft/Luft-Wärmetauscher erreicht, die sich im Inneren des Trocknergehäuses befinden. Die Energie zur Vorwärmung dieser Luft wird letztlich der Wärmeenergie aus der Beheizung des Trockners entzogen; diese Energie muß also im Trockner erzeugt werden.

Demgegenüber ist für die Beschickung der Luftschleusen mit vorgewärmter Frischluft entsprechend dem Anspruch 4 keinerlei Primärenergieeinsatz erforderlich.

Durch das Merkmal des Anspruchs 5 kann die durch Kühlung der Gebläsemotoren vorgewärmte Luft ganz oder teilweise einem oder mehreren Brennerluftgebläsen zugeführt werden, bei entsprechender Auslegung der Trocknerbeheizung.

Durch das Merkmal des Anspruchs 6 werden Umluft und Materialbahn beim Aufheizen schnell auf die gewünschte Betriebstemperatur gebracht.

Durch die innenliegende Wärmedämmung wird die aufzuheizende Masse gering gehalten; der sofortige Anstieg der Umluft auf Betriebstemperatur wird im wesentlichen nur durch die unmittelbare Wärmeenergieaufnahme der Blaskästen und Düsenbalken, sowie der Gebläse und Kanäle beeinträchtigt.

Ein weiterer Vorteil der innenliegenden Wärmedämmung ist die Geringhaltung der temperaturabhangigen Längenveränderung der Stahlkonstruktion des Trocknergehäuses.

Durch das Merkmal des Nebenanspruchs 7 ist es möglich, kompakte Gebläse als vergleichsweise leichte schwingungsarme Einheiten, vorzugsweise als Umluftgebläse einzusetzen.

Die Abwärme, die an den Außenflächen der Gebläsegehäuse anfällt, wird ähnlich wie die Wärmeenergie aus der Kühlung der Drehstromgebläsemotoren von der Frischluft, die durch den Vorwärmkanal strömt aufgenommen, bevor letztere in den Umluft- und Trocknungsbereich des Trocknergehäuses gelangt. Durch die Anordnung der Turbinen im Frischluft-Vorwärmkanal geht daher keine Energie verloren.

Eine solche energieerhaltende Maßnahme bedeutet gegenüber innenliegenden Umluftgebläsen, wie sie an den derzeitigen Heißluftschwebetrocknern eingesetzt werden, natürlich keinen nennenswerten Vorteil, da auch an deren Gebläsen kaum derartige Wärmeverluste entstehen, mit Ausnahme der Verluste, die durch die Wärmebrücken im Bereich der Gebläsechassis anfallen, welche an der Rückwand des Trockners oder an anderer Stelle am Trocknergehäuse angebracht sind.

Die derzeitigen Heißluft-Schwebetrockner sind Mehrzonentrockner mit in Bahnlaufrichtung gesehen mehreren Umluftzonen, mit in der Regel je einem oder zwei Umluftgebläsen pro Zone. Die Gebläsemotoren liegen dabei außen und die Gebläse selbst liegen in der jeweiligen Umluft- bzw. Trocknungszone. Es ist daher nicht möglich, die Gebläse als kompakte Einheiten zu bauen.

Die Motorstühle, Turbinenlager, Turbinen und gegebenenfalls die Keilriementriebe sind an diesen Trocknern in der Regel an der Rückwand angebracht, in jedem Fall aber am Trocknergehäuse.

Diese Anordnung bedingt eine äußerst stabile und somit kostspielige Konstruktion des Rahmengestells des Trocknergehäuses, da zusätzlich zu den erheblichen Gewichten dieser Antriebe, den Schwingungen besonders Rechnung getragen werden muß. Auch die Turbinentriebe selbst, die aus Drehstrommotor gegebenenfalls mit Motorstuhl und Keilriementrieb, sowie aus Gebläsechassis mit Grundplatte, Turbinenlager und Turbinenrad bestehen, werden mit enormem technischem Aufwand hergestellt, da schon bei geringer Unwucht erhebliche Kräfte auftreten.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch behoben, daß kompakte Gebläse an der Basis des Trockners oder am Boden angeordnet werden, vorzugsweise mit schwingungsdämpfenden Befestigungselementen.

Durch das Merkmal des Anspruchs 8 können die Kosten für die Umluftgebläse weiter gesenkt werden, das geeignete handelsübliche Gebläse aller Leistungsklassen in großen Stückzahlen gebaut und von vielen Herstellern angeboten werden.

Derlei Gebläse werden in der Frischluft-Vorwärmkammer angeordnet, können aber auch bei entsprechend starker Wärmedämmung ohne eine solche Vorrichtung aufgestellt werden.

Durch das Merkmal des Anspruchs 9 wird eine exakte berührungsfreie Bahnführung bei hoher Trocknerleistung erreicht. Die Funktion des berührungslosen Schwebens der Materialbahn wird von den in gewissen Abständen in Bahnlaufrichtung hintereinander im Trockner angeordneten Leitdüsenstationen übernommen, wo die Materialbahn zwischen den Profilflächen der sich gegenüberliegenden Leitdüsenbalken straff schwebend hindurchgeführt wird, wobei die Materialbahn auf ihrem Weg von einer Leitdüsenstation zur nächsten berührungslos schwebend durch Düsenfelder geführt wird, welche optimal auf die Trocknungsfunktion abgestimmt sind; d. h. sie haben in erster Linie die Funktion des Wärme- und Massenaustausches zu erfüllen indem sie, mit beheizter Luft aus den Umluftgebläsen beschickt, die Lösungsmittel aus der bedruckten Bahn austreiben.

Die Düsen und Profilflächen der Düsenfelder sind dabei weiter von der Materialbahnfläche entfernt als die Profilflächen der Leitdüsenstationen. Durch die aus den Leitdüsen austretenden Luftdüsenstrahlen wird natürlich auch der Trocknungsprozeß positiv beeinflußt.

Bezüglich der Ausführungsmöglichkeiten sei auch darauf hingewiesen, daß die Leitdüsenstationen mit gesonderten Gebläsen beschickbar sind und die Drücke der einzelnen Leitdüsen unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Ähnlich angeordnete Leitdüsenstationen sind nach DE 27 24 328 bekannt. In dieser Patentschrift sind Schwebedüsenpaare beschrieben, die unter anderem gekennzeichnet sind durch "einen Abstand voneinander, der ein Vielfaches ihrer Breite beträgt". (Patentanspruch 2, S. 1, Z. 20f).

Diese Schwebedüsenpaare werden vorzugsweise mit heißem Dampf beschickt. Sie sind vornehmlich in einem geschlossenen Gehäuse innerhalb des Trocknergehäuses untergebracht und auf der Materialbahnstrecke zwischen den in Bahnlaufrichtung hintereinanderliegenden Schwebedüsenpaaren wird die Bahn zwar durch eine feuchte und/oder relativ warme Zone geführt, die Bahn wird auf dieser Strecke aber nicht aktiv oder intensiv mit Wärmeenergie behandelt, so daß es sich bezüglich Wärmeenergieübertragung um eine vergleichsweise passive Zone handelt.

Entsprechend dem vorliegendem Anspruch, sind demgegenüber auf der Materialbahnstrecke zwischen den Leitdüsenstationen beiderseits der Bahn Düsenfelder angeordnet, über die mittels Gebläse heiße bis temperierte Luft mit vergleichsweise hohem Druck flächendeckend gegen die Bahn geblasen wird, so daß in dieser Zone ein besonders hoher Wärme- und Massenaustausch erreicht wird.

Durch das Merkmal des Anspruchs 10 ist es möglich u. a. Düsenfelder vorzusehen, die nicht breiter sind als die Leitdüsenstationen.

In diesem Zusammenhang wird auf die PCT-Publikation Nummer WO 95/14199 verwiesen. Damit ist eine Trocknungseinrichtung bekanntgeworden, bei der in Bahnlaufrichtung aufeinanderfolgend und auf jeder Seite der Materialbahn abwechselnd, einzelne Schwebedüsen und Blasdüsen angeordnet sind. Dabei liegt einem für die Trocknung und für die stabile Bahnführung vorgesehenen Schwebedüsenbalken auf der anderen Seite der Materialbahn je ein Düsenbalken gegenüber, der zusätzlich auf die Funktion der Wärme- und Masseübertragung zwischen Umluft und Materialbahn ausgerichtet ist, der aber für die Bahnführung von untergeordneter Bedeutung ist.

Von dieser Trocknungseinrichtung unterscheidet sich die Anordnung nach vorliegendem Anspruch durch eine klare Trennung von Leitdüsenstationen und Düsenfeldern. Die Leitdüsenstationen bilden jeweils eine kompakte Einheit mit beidseitig der Materialbahn angeordneten Düsenbalken, gefolgt von beidseitig der Bahn angeordneten, sich gegenüberliegenden Düsenfeldern, mit den weiter vorne beschriebenen Vorteilen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden durch die nachfolgende Zeichnung veranschaulicht:

Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Trocknungsvorrichtung bei der sich die Umluftgebläsemotoren gänzlich in einer Kammer befinden, die von der Frischluft durchströmt wird.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Längsschnitt mit Umluftgebläsemotoren, von denen jeder einzeln mit einem Teilstrom der in das System einfließenden Frischluft angeströmt wird.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Längsschnitt mit Umluftgebläsen und Motoren in der von Frischluft durchströmten Kammer, sowie einen Gebläsemotor, der von einem Teilstrom der in das System einfließenden Frischluft angeströmt wird.

Fig. 4 zeigt schematisch einen Längsschnitt mit kompakten motorisierten Umluftgebläsen, die an der Basis des Trocknergehäuses montiert sind und die sich gänzlich in einer Kammer befinden, die von der Frischluft durchströmt wird.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Trocknungsvorrichtung, in der neben Motoren in Frischluftstrom und Vorwärmkammer, die ebenfalls erfindungsgemäßen Leitdüsenstationen und Düsenfelder dargestellt sind.

Fig. 6 zeigt eine Trocknungsvorrichtung im Querschnitt als Ausführungsbeispiel für innenliegende Wärmedämmung.

Zu den Figuren ist zu bemerken, daß sich der Anspruch nicht auf die darin dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt; die in Fig. 1 dargestellte große Frischluft-Vorwärmkammer V kann beispielsweise in zwei oder mehr Kammern und Kanäle unterteilt werden (nicht dargestellt), u. a. um die in Strömungsrichtung gesehen letzten Motoren nicht zu überhitzen. Dies gilt sinngemäß für die zweckmäßige Ausgestaltung und Weiterbildung der übrigen Bereiche und Figuren.

Zu den Bezeichnungen ist folgendes zu bemerken:

Alle Teile und Begriffe mit gleicher Funktion haben in allen Figuren dasselbe Bezugszeichen, sofern sie die gleiche räumliche Anordnung bezüglich Kammer oder Zone haben. Die Frischluftkammer ist immer mit V bezeichnet, unabhängig davon ob sie ganz oder teilweise zur Vorwärmung, oder ob sie nur als Kanal zur Weiterleitung der vorgewärmten Frischluft dient.

Die Bezugszeichen H und N bezeichnen die Hoch- bzw. Niedertemperaturzonen; sie bilden zusammen den Umluft- und Trocknungsbereich.

Keine Bezugszeichen haben die Teile oder Begriffe, für die Symbole nach DIN 30 600 eingesetzt sind.

In Fig. 1 ist neben der Anordnung der Gebläsemotoren 1 in einer Frischluft-Vorwärmkammer V die Luftführung mittels Pfeilen vereinfacht ohne Klappen oder sonstige Stell- und Regelelemente dargestellt, mit einer Eintrittsöffnung E, durch die die Frischluft beispielsweise aus dem Drucksaal in die Vorwärmkammer V eintritt und diese durchströmt, bis sie am anderen Ende durch eine Austrittsöffnung A von der Vorwärmkammer in die Niedertemperaturzone N des Umluft- und Trocknungsbereiches gelangt und damit nicht mehr als Frischluft zu bezeichnen ist, denn hier nimmt sie beispielsweise Lösungsmittel der Farbe auf. Erfindungsgemaß ist dieser Teil vom Eintritt der Frischluft in die Vorwärmkammer V bis zu ihrem Eintritt in den Umluft- und Trocknungsbereich von besonderer Bedeutung, da die Luft auf dieser Strecke durch die Abwärme der Elektromotoren 1 erwärmt wird.

Im weiteren sind komplementär zu diesem Vorwärmkammerbereich wesentliche Einzelheiten des übrigen Trockners vereinfacht dargestellt:

In Bahnlaufrichtung R sind hintereinander mehrere Blasdüsenkästen 6 zum schwebenden Führen der Materialbahn B sowie deren Umluftgebläse 3 dargestellt; ferner ist im Hochtemperaturbereich eine Heizeinrichtung und oberhalb des Bahneinlaufes ein Abluftgebläse 10 angedeutet. Die Luft tritt als vorgewärmte Frischluft in die Niedertemperaturzone ein, wird dann von den Umluftgebläsen mehrere Male erfaßt und tritt endlich als Abgas am Luftgebläse aus.

In Fig. 2 ist ein typisches Ausführungsbeispiel entsprechend dem Anspruch 2 ohne Klappen und Regelungen für den Luftdurchsatz vereinfacht dargestellt, wobei die Luftführung mit Pfeilen angezeigt ist. Von Luftleitblechen 7 geführt, wird die Frischluft von außen kommend an den Elektromotoren 1 vorbeigeführt und erwärmt in die Kammer V geleitet und fließt durch diese hindurch bis sie durch die Öffnung A in den Umluft- und Trocknungsbereich gelangt. Der weitere Verlauf ist aus der Beschreibung zu Fig. 1 bekannt.

In Fig. 3 symbolisieren paarweise angeordnete Pfeile den Hauptfrischluftstrom, der auf dem Weg durch die Kammer V, die Abwärme der Umluftmotoren 1 und der Umluftgebläse 5 aufnimmt.

Einzelne dieser Umluftgebläse oder alle können auch mehr oder weniger wärmegedämmt ausgeführt sein.

Ferner ist ein Gebläse 4 mit einem Motor 2 dargestellt, der von einem Teilstrom der in die Kammer V einfließenden Frischluft angeströmt wird. Dieser Teilstrom wird mittels Leitblech 7 über den Motor geführt und dabei erwärmt.

Bei entsprechender Ausgestaltung ist es auch möglich einzelne oder alle Gebläsemotoren 1 der hier dargestellten Umluftgebläse 5 so anzuordnen wie Gebläsemotor 2, wobei der Frischlufteintritt entsprechend neu gestaltet werden muß.

Das in Fig. 3 dargestellte Gebläse 4 ist in seiner Funktion ein Ausführungsbeispiel entsprechend Anspruch 3. Mit diesem Gebläse wird die Frischluft aus der Kammer V über Düsenbalken direkt gegen die Bahn geblasen; die Mischung mit Umluft findet erst danach statt.

Im Zusammenhang mit dem Einbringen von Frischluft über Gebläse 4 in den Trocknungsbereich N, ist am Frischluftaustritt A eine Regelklappe angeordnet, die den vom Abluftgebläse 10 erzeugten Unterdruck im Umluft- und Trocknungsbereich N-H auf einem eingestellten Wert hält. Weitere Einstellmöglichkeiten für Luftdurchsatz und Unterdruck im Umluft- und Trocknungsbereich sind durch Drehzahlanpassung oder Regelklappen am Gebläse 4 realisierbar.

Nicht dargestellt sind sonstige zweckmäßige Regel- und Stellklappen für Luftdrücke und Luftdurchsatz, mit denen Trocknungseinrichtungen nach Fig. 3 und nach den anderen Figuren ausgerüstet sein können. Auch ist die Drehzahlregelung des Abluftgebläses 10 unter bestimmten Voraussetzungen denkbar.

In Fig. 4 ist ein typisches Ausführungsbeispiel der Ansprüche 7 und 8 vereinfacht dargestellt, mit schwingungsgedämpften am Boden des Trockners angeordneten kompakten Umluftgebläseeinheiten 1 mit 5, in der erfindungsgemäß abgebildeten Kammer V. Diese kompakten Gebläseeinheiten bestehen im wesentlichen aus Gebläse und Motor, gegebenenfalls mit einem Rahmengestell; sie können auch einen Riementrieb beinhalten.

Falls nur der Vorteil der schwingungssicheren Positionierung oder der Kompaktbauweise gewählt wird, so ist es ebenfalls möglich die Gebläse in der Kammer V zu belassen, während der motorische Teil der Einheit, nur durch eine Dämmplatte vom Gebläse entfernt, außen liegt.

Die in Fig. 5 dargestellten Leitdüsenstationen 8 sind ein Hauptmerkmal des Nebenanspruchs 9. In diesem schematischen Ausführungsbeispiel erfolgt die Beschickung der Leitdüsenstationen über Gebläse 11 mit Umluft aus den Kammern N bzw. H. Nicht dargestellt ist die Beschickung der Leitdüsenstationen mit Frischluft aus der Vorwärmkammer V, so wie in Anspruch 9 beschrieben. Danach kann diese Beschickung so erfolgen, wie in Fig. 3 dargestellt, wo der letzte Düsenkasten mittels Gebläse 4 unmittelbar mit Frischluft aus dem Vorwärmkanal V beschickt wird. Ferner zeigt Fig. 5 auf den Materialbahnstrecken zwischen zwei Leitdüsenanordnungen beidseitig der Materialbahn angeordnete flächendeckende Blasdüsenfelder 9, die über die Umluftgebläse 3 beschickt werden. Die Kammern N und H sind durch eine Abschottung voneinander getrennt, die nur durch einen Schlitz für die Papierbahn unterbrochen ist. An den beiden Frischluftöffnungen A befinden sich Klappen zur Regelung des Unterdrucks. In der Kammer N wird dieser Unterdruck dadurch aufgebaut, daß die beiden Gebläse 11 einen Teil der in Kammer N angesaugten Luft über die in Kammer H angeordneten Leitdüsen ausblasen, und in Kammer H wird der Unterdruck durch das Abluftgebläse 10 erzeugt.

Im unteren Bereich ist über die gesamte Trocknerlänge ein erfindungsgemäßer Vorwarmkanal V dargestellt, in dem die Luftströmungen mit Pfeilen angedeutet sind.

Auf der Materialbahnstrecke zwischen den ersten beiden Leitdüsenstationen ist ein Heißluftkasten 12 angedeutet, der die Wärmeenergie entweder wie hier dargestellt durch etwa 700°C heiße Luft aus einer TVA (Thermische Verbrennungsanlage) oder von Gasbrennern erhält.

Die der Materialbahn zugewandten erhitzbaren Flächen des Heißluftkastens, die aus mit Düsenlöchern versehenem feuerfestem Material bestehen, übertragen die Energie durch flächendeckende Wärmestrahlung auf das zu trocknende Gut, wobei der für den Energienachschub an der Innenseite der strahlenden Fläche notwendige Heißluftdurchsatz ganz oder teilweise mittels Düsenstrahlen ebenfalls gegen die Bahn gerichtet aus strömt und im weiteren Verlauf die Umluftkreisläufe mit Wärmeenergie versorgt. Anstelle des dargestellten Heißluftkastens 12 könnte natürlich auch ein weiteres Düsenfeld 9 bei entsprechender Heizvorrichtung angeordnet sein.

In Fig. 6 ist das Rahmengestell einer Trocknungsvorrichtung im Schnitt gezeichnet; unter anderem ist hier die innenliegende Wärmedämmung nach Anspruch 6 beispielhaft dargestellt.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Trocknen durchlaufender Materialbahnen, von denen beim Trocknen Lösungsmittel abgeschieden werden, bestehend aus u. a. einem Gehäuse, in dessen Innern mittels Gebläsen (3) und Blasdüsenkästen (6) je nach Temperaturzone heiße bis leicht temperierte Luft gegen die Bahn (B) geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Kammer (V) ausgestattet ist, in der u. a. die Umluftgebläsemotoren angeordnet sind und die mit Ein- und Auslaßöffnungen (E und A) versehen ist, in der Weise, daß die Frischluft diese Kammer durchströmt und die Wärmeenergie aus der Kühlung der Elektromotoren (1) aufnimmt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Eintritt oder an den Eintritten der Frischluft in die besagte Kammer oder innerhalb derselben Luftleitvorrichtungen (7) angeordnet sind mittels denen die Frischluft über die zu kühlenden Motoren geführt wird.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Frischluft aus der Kammer (V) mittels Gebläsen (4) vorzugsweise über Düsenbalken direkt gegen die Bahn geblasen wird, vorzugsweise in der Niedertemperaturzone (N).
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftschleusen, mit denen der Trockner am Ein- und Auslauf der Bahn ausgerüstet sein kann, gegebenenfalls mit der durch die Kühlung der Gebläsemotoren vorgewärmten Frischluft oder einem Teil derselben beschickt werden, und zwar direkt oder indirekt, beispielsweise über Wärmetauscher.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgewärmte Frischluft ganz oder teilweise einem oder mehreren Brennerluftgebläsen zugeführt wird oder unmittelbar im Bereich der Heizvorrichtung eingebracht wird, oder der Heißluft beigemischt wird, vorzugsweise wenn der Trockner mit Wärmeenergie aus einer Thermischen Verbrennungsanlage versorgt wird.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trocknergehäuse vornehmlich in der Heißzone (H), aber auch im übrigen Umluft- und Trocknungsbereich mit einer innenliegenden Wärmedämmung ausgestattet ist.
  7. 7. Vorrichtung zum Trocknen durchlaufender Materialbahnen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläse (5) oder die Gebläse mit Motor innerhalb einer oder mehrerer Frischluft-Vorwärmkammern angeordnet sind, vorzugsweise an der Basis des Trockners oder unterhalb des Trocknergehäuses oder ganz oder teilweise neben dem Trocknergehäuse, beispielsweise am Boden des Aufstellungsraumes, wobei sich Motoren und Gebläse auch in getrennten Kammern oder Kanälen befinden können.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Standardgebläse, beispielsweise handelsübliche Mitteldruckgebläse mit Drehstrommotoren in Form von kompakten Umluftgebläse-Einheiten eingesetzt werden.
  9. 9. Vorrichtung zum Trocknen durchlaufender Materialbahnen entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Bahnlaufrichtung (R) gesehen hintereinander folgend in Abständen von ca. 500 mm bis ca. 1500 mm Leitdüsenstationen im Trocknergehäuse angeordnet sind, jeweils bestehend aus auf der einen Seite der Materialbahn je einem oder einigen Düsenbalken (8), die quer zur Materialbahn verlaufen und von denen jeder eine der Materialbahnfläche zugewandte, mit Blasöffnungen versehene Profilfläche aufweist, sowie zentrisch gegenüber oder parallel versetzt gegenüber auf der anderen Seite der Materialbahn ebenfalls einem oder einigen solchen oder ähnlichen Düsenbalken (8), die allesamt mittels Gebläsen mit unter Überdruck stehender Frischluft aus dem Vorwärmkanal (V) beschickbar sind, so daß die Materialbahn (B) zwischen den Profilflächen der sich gegenüberliegenden Leitdüsenbalken (8) straff schwebend hindurchgeführt wird, mit zusätzlichen Düsenfeldern, die auf der Materialbahnstrecke zwischen je zwei Leitdüsenstationen angeordnet sind, bestehend aus beidseitig der Materialbahn angeordneten Düsenkästen, mit gegen die Materialbahnflächen gerichteten Blasöffnungen oder einer Reihe von Düsenbalken mit ebenfalls gegen die Materialbahn gerichteten Blasöffnungen, die mit unter Überdruck stehender Luft beispielsweise aus den Umluftkreisläufen beschickbar sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Bahnlaufrichtung gesehen die einzelnen Düsenfelder (9), die jeweils zwischen zwei Leitdüsenstationen liegen, ein bis zehn Mal so breit sind, wie eine dieser aus Leitdüsenbalken bestehenden Leitdüsenstationen.






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