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Die
Erfindung betrifft einen Trockenzylinder zur Trocknung einer Faserstoffbahn,
insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, in einer Maschine zur
Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn, der von innen
mit einem gasförmigen
Wärmeträgermedium
beheizbar ist und dessen Mantel an der Innenseite mit sich zumindest
im Wesentlichen radial nach innen erstreckenden Erhebungen versehen
ist, deren radiale Höhe
größer ist
als die mittlere radiale Dicke der sich im Betrieb an der Innenseite des
Zylindermantels bildenden Kondensatschicht, wobei Mittel vorgesehen
sind, um Kondensat aus dem die Bereiche zwischen den Erhebungen
umfassenden Kondensatraum abzuleiten,
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Bei
derartigen Trockenzylindern wird überwiegend Dampf als Heizmedium
eingesetzt. Durch den Wärmeentzug
während
der Trocknung der Faserstoffbahn kommt es zum Phasenübergang
und damit zur Kondensatbildung. Bei den üblichen Maschinengeschwindigkeiten
bildet sich infolge der Fliehkraft an der Innenseite des Zylindermantels
eine Kondensatschicht. Diese Kondensatschicht ist thermisch stark
isolierend und verschlechtert damit den Wärmeübergang vom Dampf zur Faserstoffbahn.
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Daher
wurden bereits Trockenzylinder mit radial verlaufenden Rillen vorgeschlagen,
deren Rippen geringfügig
aus dem Kondensat ragen. Ein solcher Trockenzylinder ist beispielsweise
aus der
EP 0 851 059
A1 bekannt. Bei diesem bekannten Trockenzylinder kann es
sich insbesondere um einen Yankee-Zylinder mit in Umfangsrichtung
laufenden Kondensatnuten handeln. Das Kondensat wird über Siphons
aus den Nuten direkt abgesaugt. Durch eine besondere Gestaltung
der Rippen soll ein möglichst stabiler
Aufbau erreicht werden.
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Ein
aus der
DE 10
2004 017 811 A1 bekannter Trockenzylinder besitzt einen
dünnschaligen Mantel
mit Versteifungselementen und zwei Mantelschichten, um trotz einer
dünnen
Wandstärke
eine Verformung zu vermeiden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Trockenzylinder
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bei einfach gehaltenem
Aufbau eine verbesserte Wärmeübertragung bzw.
eine höhere
Wärmestromdichte
gegeben und der insbesondere auch auf wirtschaftliche Weise herstellbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Kondensatraum oder wenigstens ein Kondensatteilraum in
hydraulischer Verbindung zu wenigstens einem stirnseitigen Zylinderendbereich
steht.
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Dabei
kann der Trockenzylinder insbesondere dampfbeheizt sein, wobei sich
der Dampfraum zumindest im Wesentlichen über den gesamten Innenraum
erstrecken oder nur aus einzelnen Kammern bestehen kann, wie dies
beispielsweise in der
DE
10 2004 017 811 A1 beschrieben ist.
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Bevorzugt
ist in zumindest einem stirnseitigen Zylinderendbereich wenigstens
eine Kondensatableitungseinrichtung vorgesehen.
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Bevorzugt
umfasst die Kondensatableitungseinrichtung eine Kondensatsammelrinne,
die vorteilhafterweise in Umfangsrichtung verläuft.
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Gemäß einer
zweckmäßigen praktischen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Zylinders ist
der Kondensatsammelrinne wenigstens ein Siphon zugeordnet. Dabei
kann die Ableitung des Kondensats z.B. über wenigstens einen Siphon
pro angeströmte
Seite erfolgen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet
sich dadurch aus, dass sich zur axialen Ableitung des Kondensats
axial an wenigstens ein Zylindermantelende ein Abschnitt mit einem
im Vergleich zum Zylindermantel größeren Innendurchmesser anschließt und am
Zylindermantel eine entsprechende Abdichtung vorgesehen ist. Das
Kondensat wird in diesem Fall auf den größeren Durchmesser geschleudert,
oder es läuft
bei Stillstand aus.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird die weiter oben genannte Aufgabe
dadurch gelöst,
dass sich in dem Kondensatraum oder in wenigstens einem Kondensatteilraum
zumindest ein Kondensatableitungselement zur Ableitung des Kondensats
befindet. Eine solche Maßnahme
ist alternativ oder zusätzlich
zu den den ersten Aspekt der Erfindung betreffenden Maßnahmen
denkbar.
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Bevorzugt
umfasst ein solches Kondensatableitungselement einen Siphon.
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In
bestimmten Fällen
kann es auch von Vorteil sein, wenn das Kondensatableitungselement
einen Röhrchensiphon,
d.h. röhrchenartigen
Siphon umfasst. Ein solcher Röhrchensiphon
ist als solcher bereits aus der
EP 0 851 059 A1 bekannt.
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Die
weiter oben angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß zudem
dadurch gelöst,
dass die Erhebungen zumindest teilweise in Form von Rippen vorgesehen
sind, zwischen denen Nuten gebildet sind, und dass das Verhältnis der
Nutbreite am radial äußeren Nutgrund
zur Rippenteilung größer als
etwa 0,1 und kleiner als etwa 0,95 ist. Auch diese einen weiteren
Aspekt der Erfindung betreffende Maßnahme kann wieder alternativ
oder in Kombination mit den Maßnahmen
wenigstens einer der zuvor beschriebenen Aspekte der Erfindung vorgesehen
sein.
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Bevorzugt
ist das Verhältnis
der Nutbreite zur Rippenteilung größer als etwa 0,3 und kleiner
als etwa 0,7.
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Insbesondere
bei einem aus Stahl gefertigten Zylinder liegt das Verhältnis der
Nutbreite zur Rippenteilung bevorzugt im Bereich von etwa 0,5 bis etwa
0,6.
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Die
Erhebungen können
zumindest teilweise insbesondere auch in Form von Bolzen vorgesehen sein.
In diesem Fall ist das Verhältnis
der kondensatberührten
Fläche
des Zylindermantels zu dessen inneren Gesamtfläche vorteilhafterweise größer als etwa
0,1 und kleiner als etwa 0,95.
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Gemäß einer
bevorzugten praktischen Ausführungsform
ist das Verhältnis
der kondensatberührten
Fläche
des Zylindermantels zu dessen inneren Gesamtfläche größer als etwa 0,3 und kleiner
als etwa 0,7. Insbesondere bei einem aus Stahl gefertigten Zylinder
liegt dieses Verhältnis
bevorzugt im Bereich von etwa 0,5 bis etwa 0,6.
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Die
Kondensatableitungsmittel umfassen vorteilhafterweise wenigstens
ein siphonartiges Element.
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Von
Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Erhebungen zumindest bereichsweise
eine solche Querschnittsform besitzen, dass der zwischen den beiden
Flanken einer jeweiligen Erhebung gebildete Winkel ≥ 0 und < 140° ist.
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Vorteilhafterweise
liegt der Schnittpunkt der an die beiden Flanken bzw. Flankenabschnitte
angelegten Steigungstangenten radial zwischen der jeweiligen Erhebung
und der Zylindermitte.
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Von
Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Erhebungen zumindest teilweise
eine zumindest im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform besitzen.
Denkbar ist insbesondere auch eine trapezförmige, parabolische oder dreieckige
Querschnittsform.
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Gemäß einer
zweckmäßigen praktischen Ausführungsform
sind die Erhebungen zumindest teilweise durchgängig. Denkbar sind jedoch insbesondere
auch solche Ausführungen,
bei denen die Erhebungen zumindest teilweise unterbrochen sind.
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Die
Erhebungen können
grundsätzlich
jedoch auch eine beliebige andere Querschnittsform besitzen. So
sind z.B. Kreisbögen
oder auch Evolventen oder Rechtecke denkbar. Generell besitzen sie
jedoch bevorzugt insgesamt eine im wesentlichen rechteckige oder
trapezförmige
Querschnittsform, und es können
beliebige Kurvenformen zur Abrundung und Überleitung vorgesehen sein.
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Eine
vorteilhafte praktische Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Zylinders
zeichnet sich dadurch aus, dass die Erhebungen zumindest teilweise
aus einzelnen Teilstücken
wie beispielsweise radialen bolzenartigen Teilstücken, radialen stabartigen
Teilstücken
und dergleichen bestehen. Die betreffenden Teilstücke können z.B.
die Wände
zueinander stützen
und/oder z.B. auch in Längsrichtung angeordnete
Profile.
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Die
Erhebungen besitzen vorteilhafterweise zumindest teilweise jeweils
eine radiale Höhe > 2 mm. Dabei kann deren
radiale Höhe
insbesondere > 3 mm,
zweckmäßigerweise > 5 mm und bevorzugt > 10 mm sein.
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Die
optimale radiale Höhe
der Erhebungen ist abhängig
von deren Breite, d.h. beispielsweise der Rippenbreite, und der
radialen Kondensatschichtdicke in der Vertiefung bzw. Nut. Dabei
ist die radiale Höhe
des aus der Kondensatschicht nach innen vorspringenden Abschnitts
einer jeweiligen Erhebung bevorzugt größer oder gleich der halben
Breite der Erhebung.
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Die
mittlere radiale Kondensatschichtdicke beträgt beispielsweise etwa 3 mm.
Dabei handelt es sich bei dieser mittleren radialen Kondensatschichtdicke
um die sich über
die gesamte mit Kondensat beaufschlagte Innenfläche des Zylinders ergebende mittlere
Dicke.
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Die
Breite einer jeweiligen Erhebung beträgt zweckmäßigerweise etwa 6 mm.
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Insbesondere
bei einer solchen mittleren radialen Kondensatschichtdicke von etwa
3 mm und einer solchen Breite einer jeweiligen Erhebung von etwa
6 mm ist die radiale Höhe
einer jeweiligen Erhebung vorzugsweise 6 mm.
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Für einen
praktischen Einsatz sollte die radiale Höhe der Erhebungen für sämtliche
im Betrieb auftretenden Kondensatschichtdicken eine möglichst hohe
Wärmestromdichte
gewährleisten.
Dazu ist gemäß einer
bevorzugten praktischen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Trockenzylinders
die radiale Höhe
einer jeweiligen Erhebung größer oder gleich
der halben am radial äußeren Erhebungsfuß gemessenen
Breite der Erhebung zuzüglich
eines Wertes von etwa 1 mm.
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Bevorzugt
ist diese radiale Höhe
einer jeweiligen Erhebung größer oder
gleich der halben am radial äußeren Erhebungsfuß gemessenen
Breite der Erhebung zuzüglich
eines Wertes von etwa 3 mm.
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Insbesondere
bei einer mittleren radialen Kondensatschichtdicke von etwa 3 mm
und einer Breite der Erhebung von etwa 6 mm beträgt die radiale Höhe einer
jeweiligen Erhebung bevorzugt zumindest 6 mm.
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Insbesondere
bei einem einteiligen Aufbau des mit den Erhebungen versehenen Zylindermantels
ist es von Vorteil, wenn die radiale Höhe einer jeweiligen Erhebung < 18 mm ist. Damit
ist eine wirtschaftliche Herstellung durch z.B. spanabhebende Bearbeitung
der Erhebungen wie z.B. Fräsen
bei gleichzeitig guter Wärmestromdichte
möglich.
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Auch
bei einem zweiteiligen Aufbau ist bereits bei Erhebungshöhen < 18 mm, d.h. beispielsweise
bei einer solchen Höhe
wie bei einer Stahlausführung,
eine deutliche Verbesserung aufgrund der verbesserten Wärmeleitung
bei entsprechend guter Leitfähigkeit
des Materials möglich.
Man kann zwar eine größere Erhebungshöhe wählen, um
durch die noch größere Oberfläche noch
mehr Wärme
einzuleiten. Grundsätzlich
funktioniert es jedoch auch mit gleicher Höhe wie bei einer Stahlausführung. Erhebungshöhen > 18 mm können insbesondere
in dem Fall von Vorteil sein, dass die Erhebungen bzw. Rippen aus
einem Material höherer
Wärmeleitfähigkeit, d.h.
z.B. aus Kupfer, Aluminium, Legierungen usw. bestehen.
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Insbesondere
bei einteiliger Gussausführung ist
auch eine vorteilhafte Höhe
der Erhebung < 30 mm
unter Berücksichtigung
einer für
die Guss herstellung notwendigen größeren Teilung und größeren mittleren
Rippenbreite möglich.
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Die
Teilung der Erhebungen bzw. Rippen ist vorteilhafterweise < 100 mm, wobei sie
zweckmäßigerweise < 50 mm, insbesondere < 30 mm und vorzugsweise < 15 mm sein kann.
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Sind
die Erhebungen zumindest teilweise in Form von Rippen vorgesehen,
zwischen denen Nuten gebildet sind, so ist das Verhältnis der
mittleren Nutbreite zur Rippenteilung größer als etwa 0,1 und kleiner
als etwa 0,95. Dabei ist unter der mittleren Nutbreite die sich über die
radiale Erstreckung der Nut ergebende mittlere Breite gemeint.
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Bei
einer zweckmäßigen praktischen
Ausführungsform
ist dieses Verhältnis
der mittleren Nutbreite zur Rippenteilung größer als etwa 0,3 und kleiner
als etwa 0,7.
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Insbesondere
bei einem aus Stahl gefertigten Zylinder liegt dieses Verhältnis der
mittleren Nutbreite zur Rippenteilung zweckmäßigerweise im Bereich von etwa
0,5 bis etwa 0,7, bevorzugt im Bereich von etwa 0,66.
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Gemäß einer
vorteilhaften praktischen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Trockenzylinders
ist der Übergang
zwischen einer jeweiligen Erhebung und dem radial äußeren Grund
einer jeweils angrenzenden Vertiefung gerundet. Sind die Erhebungen
zumindest teilweise in Form von Rippen vorgesehen, zwischen denen
Nuten gebildet sind, ist der Übergang
zwischen einer jeweiligen Rippe und dem Nutgrund vorteilhafterweise
also gerundet. Indem der betreffende Übergangsbereich demzufolge
keine scharfe Kante aufweist, wird eine Kerbwirkung verhindert,
die an dernfalls auftreten würde,
nachdem es sich bei dem Zylinder um einen Druckbehälter handelt.
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Der
betreffende Übergang
besitzt vorteilhafterweise einen Radius > 1 mm, vorzugsweise > 2 mm.
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Sind
die Erhebungen zumindest teilweise in Form von Rippen vorgesehen,
zwischen denen Nuten gebildet sind, so können die Rippen bzw. Nuten vorteilhafterweise
zumindest teilweise axial oder auch in Umfangsrichtung verlaufen.
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Gemäß einer
zweckmäßigen praktischen Ausführungsform
verlaufen sämtliche
Rippen bzw. Nuten axial. Alternativ dazu kann es in bestimmten Fällen auch
von Vorteil sein, wenn sämtliche
Rippen bzw. Nuten in Umfangsrichtung verlaufen.
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Verlaufen
die Rippen bzw. Nuten zumindest teilweise in Umfangsrichtung, so
stehen die Nuten gemäß einer
weiteren zweckmäßigen Ausführungsform
zumindest teilweise über
Kanäle
miteinander in Verbindung.
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In
dem Fall, dass die Erhebungen zumindest teilweise in Form von Rippen
vorgesehen sind, zwischen denen Nuten gebildet ist, ist gemäß einer
bevorzugten praktischen Ausführungsform
jeder Nut jeweils wenigstens ein Kondensatableitungselement zugeordnet.
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Von
Vorteil ist insbesondere auch, wenn den betreffenden Nuten jeweils
wenigstens ein Siphon zugeordnet ist.
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Sind
die Erhebungen zumindest teilweise in Form von Rippen vorgesehen,
zwischen denen Nuten gebildet sind, so können die Rippen bzw. Nuten gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausführungsform zumindest
teilweise auch spiralförmig,
wendelförmig oder
gewindeartig verlaufen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher
erläutert;
in dieser zeigen:
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1 eine
schematische Querschnittsdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform
eines Trockenzylinders, dessen Mantel auf der Innenseite mit axial
verlaufenden Rippen versehen ist,
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2 einen
Ausschnitt des Mantels des Trockenzylinders gemäß 1, wobei
die Rippen eine trapezförmige
Querschnittsform besitzen,
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3 eine
mit der 2 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen eine rechteckige Querschnittsform besitzen,
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4 eine
mit der 2 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen ebenfalls wieder eine rechteckige Querschnittsform
besitzen, jedoch im Vergleich zu den Nuten eine geringere Breite
aufweisen,
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5 eine
mit der 2 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen eine parabolische Querschnittsform besitzen,
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6 eine
mit der 2 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen eine im Wesentlichen runde Querschnittsform besitzen,
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7 eine
mit der 2 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen eine dreieckige Querschnittsform besitzen,
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8 eine
mit der 2 vergleichbare Darstellung,
bei der der mit den Rippen versehene Zylindermantel jedoch einen
mehrteiligen Aufbau besitzt,
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9 eine
schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform
des Trockenzylinders, dessen Mantel auf der Innenseite mit in Umfangsrichtung
verlaufenden Rippen versehen ist,
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10 einen
Ausschnitt des Mantels des Trockenzylinders gemäß 9, wobei
die Rippen eine trapezförmige
Querschnittsform besitzen,
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11 eine
mit der 10 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen eine rechteckige Querschnittsform besitzen,
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12 eine
mit der 10 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen ebenfalls wieder eine rechteckige Querschnittsform
besitzen, jedoch im Vergleich zu den Nuten eine geringere Breite
aufweisen,
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13 eine
mit der 10 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen eine parabolische Querschnittsform besitzen,
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14 eine
mit der 10 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen eine im Wesentlichen runde Querschnittsform besitzen,
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15 eine
mit der 10 vergleichbare Darstellung,
bei der die Rippen eine dreieckige Querschnittsform besitzen,
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16 eine
mit der 10 vergleichbare Darstellung,
bei der der mit den Rippen versehene Zylindermantel jedoch einen
mehrteiligen Aufbau besitzt,
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17 eine
schematische Längsschnittdarstellung
eines Teils einer weiteren Ausführungsform eines
Trockenzylinders mit einer in einem stirnseitigen Zylinderendbereich
vorgesehenen Kondensatsammelrinne in Form einer auf der Mantelinnenseite ausgebildeten
Kondensatrille,
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18 eine
schematische Querschnittsdarstellung des stirnseitigen Zylinderendbereichs
des Trockenzylinders gemäß 17,
geschnitten entlang der Linie I-I in 17,
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19 eine
schematische Längsschnittdarstellung
eines Teils einer weiteren Ausführungsform eines
Trockenzylinders mit einem axial verlaufenden Kondensatsammelrohr,
in das mehrere Röhrchensiphons
münden,
die mit ihrem anderen Ende jeweils in eine an der Mantelinnenseite
vorgesehenen Nut ragen,
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20 eine
schematische Querschnittsdarstellung des Trockenzylinders gemäß 19,
geschnitten entlang der Linie I-I in 19,
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21 eine
mit der 2 bzw. 10 vergleichbare
Darstellung zur Veranschaulichung einer beispielhaften praktischen
Rippengeometrie,
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22 eine
mit der 21 vergleichbare Darstellung
einer beispielhaften anderen Rippengeometrie und
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23 eine
mit der 21 vergleichbare Darstellung
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.
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1 zeigt
in schematischer Querschnittsdarstellung eine beispielhafte Ausführungsform
eines Trockenzylinders 10 zur Trocknung einer Faserstoffbahn
in einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung der Faserstoffbahn.
Bei der Faserstoffbahn kann es sich insbesondere um einen Papier-,
Karton- oder Tissuebahn handeln.
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Der
Trockenzylinder 10 ist von innen mit einem gasförmigen Wärmeträgermedium
wie insbesondere Dampf beheizbar.
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Der
Zylindermantel 12 ist an der Innenseite mit sich zumindest
im Wesentlichen radial nach innen erstreckenden Erhebungen 14 versehen.
Die radiale Höhe
HE dieser Erhebungen 14 ist größer als
die mittlere radiale Dicke DK der sich im
Betrieb an der Innenseite des Zylindermantels 12 bildenden
Kondensatschicht 16 (vgl. insbesondere auch die 21 bis 23).
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Unter
mittlerer radialer Dicke DK der Kondensatschicht 16 ist
der Mittelwert der verschiedenen, sich im Betrieb über die
gesamte Innenfläche
des Zylindermantels 12 ergebenden Kondensatschichtdicken
gemeint.
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Es
sind weiter unten noch näher
zu beschreibende Mittel vorgesehen, um Kondensat aus dem die Bereiche
zwischen den Erhebungen 14 erfassenden Kondensatraum abzuleiten.
Der Kondensatraum kann durch einen einheitlichen Raum gebildet oder
in Kondensatteilräume
aufgeteilt sein. Das Kondensat wird durch Kondensatableitungselemente
aus diesem Kondensatraum bzw. diesen Kondensatteilräumen abgeführt.
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Dabei
steht vorteilhafterweise der Kondensatraum oder wenigstens ein Kondensatteilraum
in hydraulischer Verbindung zu wenigstens einem stirnseitigen Zylinderendbereich
(vgl. z.B. die 17 und 18).
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
sind die Erhebungen 14 durch axial verlaufende Rippen gebildet.
Entsprechend verlaufen auch die dazwischen liegenden Nuten in Axialrichtung.
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2 zeigt
einen Ausschnitt A des Mantels 12 des Trockenzylinders 10 gemäß 1.
Wie anhand dieser 2 zu erkennen ist, besitzen
die rippenartigen Erhebungen 14 im vorliegenden Fall beispielsweise
einen trapezförmige
Querschnittsform. Der Übergang
zwischen dem Boden der Nuten 18 und den rippenartigen Erhebungen 14 ist
gerundet und hier durch einen Radius r definiert.
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3 zeigt
eine mit der 2 vergleichbare Darstellung,
bei der die rippenartigen Erhebungen 14 jedoch beispielsweise
eine rechteckige Querschnittsform besitzen. Die Übergänge zwischen den Nuten 18 und
den rippenartigen Erhebungen 14 sind wieder gerundet.
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4 zeigt
eine weitere mit der 2 vergleichbare Darstellung.
Auch hier besitzen die rippenartigen Erhebungen 14 wieder
eine rechteckige Quer schnittsform. Dabei besitzen sie jedoch im
Vergleich zu den Nuten 18 eine geringere Breite B.
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5 zeigt
eine mit der 2 vergleichbare Darstellung,
bei der die rippenartigen Erhebungen 14 eine parabolische
Querschnittsform besitzen.
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Wie
anhand der 5 zu erkennen ist, liegt der
Schnittpunkt 22 der an die beiden Flanken angelegten Steigungstangenten 24 radial
zwischen der jeweiligen rippenartigen Erhebung 14 und der
Zylindermitte 26 (vgl. auch 1).
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6 zeigt
eine weitere mit der 2 vergleichbare Darstellung.
Im vorliegenden Fall besitzen die rippenartigen Erhebungen 14 jedoch
eine im Wesentlichen runde Querschnittsform.
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Dabei
können
auch die Übergänge zwischen den
Nuten 18 und den rippenartigen Erhebungen 14 wieder
gerundet sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Rundungen
am freien Ende der rippenartigen Erhebungen sowie die gerundeten Übergänge durch
verschieden Radien r1 bzw. r2 definiert.
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7 zeigt
eine mit der 2 vergleichbare Darstellung,
bei der die rippenartigen Erhebungen 14 eine dreieckige
Querschnittsform besitzen. Die Übergänge zwischen
den Nuten 18 und den rippenartigen Erhebungen 14 können wieder
gerundet sein, wobei sie im vorliegenden Fall durch den Radius r
definiert sind.
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Bei
den verschiedenen Ausführungsformen der 1 bis 7 besitzt
der mit den rippenartigen Erhebungen 14 versehene Zylindermantel 12 einen einteiligen
Aufbau.
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Demgegenüber zeigt
die 8 in einer mit der 2 vergleichbaren
Darstellung einen Ausschnitt eines Zylindermantels 12 mit
einem mehrteiligen Aufbau. Dabei sind die rippenartigen Erhebungen 14 getrennt
von der äußeren Mantelschale
ausgeführt.
Wie anhand der 8 zu erkennen ist, sind die
rippenartigen Erhebungen 14 an einer getrennt von der äußeren Mantelschale
ausgebildeten inneren Schale 28 vorgesehen.
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Die
rippenartigen Erhebungen 14 besitzen beispielsweise wieder
eine rechteckige Querschnittsform.
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9 zeigt
in schematischer Querschnittsdarstellung eine weitere Ausführungsform
des Trockenzylinders 10, dessen Mantel 12 auf
der Innenseite mit rippenartigen Erhebungen 14 versehen
ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
verlaufen diese rippenartigen Erhebungen 14 jedoch in Umlaufrichtung
U. Entsprechend besitzen auch die dazwischen liegenden Nuten 18 einen
Verlauf in Umlaufrichtung U.
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10 zeigt
einen Ausschnitt des Mantels 12 des Trockenzylinders 10 gemäß 10,
der hier einem Axialschnitt entspricht.
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Beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel
besitzen die rippenartigen Erhebungen 14 beispielsweise
eine trapezförmige
Querschnittsform. Die Übergänge zwischen
den Nuten 18 und den rippenartigen Erhebungen 14 sind
wieder gerundet und hier beispielsweise durch den Radius r definiert.
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11 zeigt
eine mit der 10 vergleichbare Darstellung,
bei der die rippenartigen Erhebungen 14 eine rechteckige
Querschnittsform besitzen. Die Übergänge zwischen
den Nuten 18 und den Erhebungen 14 sind wie der
gerundet, wobei die Rundungen jeweils wieder durch einen Radius
r definiert sind.
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12 zeigt
eine weitere mit der 10 vergleichbare Darstellung,
wobei die rippenartigen Erhebungen 14 wieder eine rechteckige
Querschnittsform besitzen. Im vorliegenden Fall weisen die Erhebungen 14 im
Vergleich zu den Nuten 18 jedoch eine geringere Breite
auf.
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13 zeigt
eine mit der 10 vergleichbare Darstellung,
bei der die rippenartigen Erhebungen 14 jedoch eine parabolische
Querschnittsform besitzen.
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Der
Schnittpunkt der an die beiden Flanken angelegten Steigungstangenten 24 liegt
wieder radial zwischen der jeweiligen Erhebung 14 und der
Zylindermitte 26 (vgl. 9).
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In 14 ist
eine weitere mit der 10 vergleichbare Darstellung
gezeigt. Im vorliegenden Fall besitzen die rippenartigen Erhebungen 14 wieder eine
im Wesentlichen runde Querschnittsform. Auch die Übergänge zwischen
den Nuten 18 und den Erhebungen 14 sind wieder
gerundet und hier beispielsweise durch einen jeweiligen Radius r
definiert.
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15 zeigt
eine weitere mit der 10 vergleichbare Darstellung,
bei der die rippenartigen Erhebungen 14 jedoch eine dreieckige
Querschnittsform besitzen. Die Übergänge zwischen
den Nuten 18 und den rippenartigen Erhebungen 14 sind
wieder gerundet, wobei die Rundungen beispielsweise wieder durch
einen Radius r definiert sind.
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Bei
den in den 9 bis 15 wiedergegebenen
beispielhaften Ausführungsformen
mit in Umlaufrichtung U (vgl. 9) verlaufenden
rippenartigen Erhebungen 14 und Nuten 18 besitzt
der mit den Erhebungen 14 versehene Zylindermantel 12 einen einteiligen
Aufbau.
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Demgegenüber zeigt
die 16 eine mit der 10 vergleichbare
Darstellung eines entsprechenden Ausschnitts aus einem Zylindermantel 12 mit
einem mehrteiligen Aufbau. Die rippenartigen Erhebungen 14 und
dazwischen liegenden Nuten 18 verlaufen auch hier wieder
in Umlaufrichtung U. Die Erhebungen 14 sind hier jedoch
an einer von einer Außenschale
getrennt ausgeführten
Innenschale 28 des Zylindermantels 12 vorgesehen.
Die rippenartigen Erhebungen 14 besitzen hier beispielsweise
wieder eine rechteckige Querschnittsform.
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17 zeigt
in einer schematischen Längsschnitt-Teildarstellung
eine weitere Ausführungsform eines
Trockenzylinders 10 mit einer in einem stirnseitigen Zylinderendbereich 20 vorgesehenen
Kondensatsammelrinne 30 in Form einer auf der Mantelinnenseite
ausgebildeten Kondensatrille. Wie anhand der 17 zu
erkennen ist, liegt der Rillenboden tiefer, d.h. radial außerhalb
des Grundes 32 der verschiedenen Nuten 18 (vgl.
beispielsweise auch 1).
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Die
rippenartigen Erhebungen 14 verlaufen hier beispielsweise
wieder axial. Die in wenigstens einem Zylinderendbereich 20 an
der Mantelinnenseite vorgesehene Kondensatsammelrinne bzw. -rille 30 verläuft in Umlaufrichtung.
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Wie
anhand der 17 zu erkennen ist, münden die
zwischen den rippenartigen Erhebungen 14 gebildeten Nuten 18 (vgl.
beispielsweise auch 1) in die Kondensatsammelrinne 30.
Aus dieser wird das Kondensat beispielsweise über einen stehenden oder drehenden
Siphon 34 bei einem oder mehreren Siphonköpfen 36 abgeleitet.
Dabei wird das Kondensat 38 seitlich aus dem Trockenzylinder 10 herausgeführt.
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Wie
bereits erwähnt,
kann ein solches hier beispielsweise einen Siphon oder mehrere Siphons umfassendes
Kondensatableitungselement nur in einem oder auch in beiden Zylinderendbereichen 20 vorgesehen
sein. Insbesondere bei einem rotierenden Siphonsystem können zweckmäßigerweise mehrere
Siphons in einer Kondensatrille am Zylinderende vorgesehen sein.
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In
der 17 ist lediglich ein oberer linker Abschnitt des
Trockenzylinders 10 dargestellt, der sich vom linken Zylinderendbereich 20 bis
zur Mittelebene 40 erstreckt.
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18 zeigt
eine Querschnittsdarstellung des stirnseitigen Zylinderendbereichs 20 des
Trockenzylinders gemäß 17,
geschnitten entlang der Linie I-I in 17. Wie
anhand dieser 18 zu erkennen ist, besitzen
die rippenartigen Erhebungen 14 beispielsweise wieder einen
trapezförmigen
Querschnitt.
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19 zeigt
in schematischer Längsschnitt-Teildarstellung
eine weitere Ausführungsform des
Trockenzylinders 10 mit einem axial verlaufenden Kondensatsammelrohr 42,
in das mehrere Röhrchensiphons 44 münden, die
mit ihrem anderen Ende jeweils in eine an der Mantelinnenseite vorgesehene Nut 18 (vgl.
auch 20) ragen.
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Im
vorliegenden Fall sind axial verlaufende durchgehende rippenartige
Erhebungen 14 vorgesehen. Entsprechend verlaufen auch die
dazwischen liegenden Nuten 18 (vgl. 20) in
Axialrichtung.
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In
eine jeweilige Nut 18 können
ein oder auch mehrere Röhrchensiphons 44 hineinragen,
um Kondensat abzuleiten und in das Kondensatsammelrohr 42 abzuführen. Bevorzugt
ist jeder Nut 18 jeweils wenigstens ein Röhrchensiphon 44 zugeordnet.
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20 zeigt
eine schematische Querschnittsdarstellung des Trockenzylinders 10 gemäß 19 geschnitten
entlang der Linie I-I in 19. Wie
anhand der 20 zu erkennen ist, ist im vorliegenden
Fall jeder Nut 18 jeweils ein radial verlaufender, in das
axiale Kondensatsammelrohr 42 mündender Röhrchensiphon 44 zugeordnet.
Diese Röhrchensiphons 44 können auch
in Axialrichtung verteilt angeordnet sein (vgl. 19).
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Die
Erhebungen 14 können
also zumindest teilweise in Form von Rippen vorgesehen sein, zwischen
denen Nuten 18 gebildet sind. Vorteilhafterweise ist nun
das Verhältnis
der Nutbreite BN G am
radial äußeren Nutgrund
zur Rippenteilung TR größer als etwa 0,1 und kleiner
als etwa 0,95, vorzugsweise größer als
etwa 0,3 und kleiner als etwa 0,7 (vgl. beispielsweise die 21).
Bei einem aus Stahl gefertigten Trockenzylinder 10 liegt
dieses Verhältnis
der Nutbreite BNG zur Rippenteilung TR vorzugsweise im Bereich von 0,5 (vgl. beispielsweise 22).
-
21 zeigt
eine mit der 2 bzw. 10 vergleichbare
Darstellung zur Veranschaulichung einer beispielhaften praktischen
Rippengeometrie. Dabei kann das Verhältnis der Nutbreite BN G zur Rippenteilung
TR also wie bereits erwähnt vorteilhafterweise größer als
etwa 0,1 und kleiner als etwa 0,95, und bevorzugt größer als
etwa 0,3 und kleiner als etwa 0,7 sein.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
besitzt eine jeweilige rippenartige Erhebung 14 mit einem
zumindest im Wesentlichen trapezförmigen Quer schnitt an der Basis
eine Breite BEB von beispielsweise etwa
6 mm und eine Breite BEE am freien Ende
von beispielsweise etwa 2 mm. Die Nutbreite BN G am radial äußeren Nutgrund beträgt beispielsweise
etwa 6 mm. Die Übergänge zwischen
den Nuten 18 und den rippenartigen Erhebungen 14 können beispielsweise
wieder gerundet sein. Im vorliegenden Fall sind die Rundungen beispielsweise
durch einen Radius r = 2,5 mm definiert. Grundsätzlich sind jedoch auch andere
Radien denkbar. Die radiale Höhe
HE der rippenförmigen Erhebungen 14 liegt
beispielsweise in einem Bereich von etwa 5 bis etwa 10 mm. Die Teilung
TR der rippenartigen Erhebungen 14 beträgt beispielsweise
12 mm. Der radial äußere Basisabschnitt 46 des
Zylindermantels 12, an dem sich radial nach innen die rippenartigen
Erhebungen 14 anschließen,
besitzt beispielsweise eine radiale Höhe HB in
einem Bereich von etwa 20 bis etwa 25 mm.
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22 zeigt
eine mit der 21 vergleichbar Darstellung
einer beispielhaften anderen Rippengeometrie. Im vorliegenden Fall
besitzen die rippenartigen Erhebungen 14 beispielsweise
eine rechteckige Querschnittsform. Die Nutbreite BNG am
radial äußeren Nutgrund
beträgt
hier beispielsweise etwa 50 mm. Die radiale Höhe HE einer
jeweiligen rippenartigen Erhebung 14 liegt beispielsweise
im Bereich von 25 mm. Die Teilung TR der
rippenartigen Erhebungen 14 beträgt beispielsweise etwa 100
mm.
-
Im
vorliegenden Fall liegt das Verhältnis
der Nutbreite BNG zur Rippenteilung TR also beispielsweise bei 0,5, was insbesondere
bei einem aus Stahl gefertigten Trockenzylinder 10 von
Vorteil ist.
-
23 zeigt
eine mit der 21 vergleichbare Darstellung
einer weiteren beispielhaften Ausführungsform, wobei die rippenartigen
Erhebungen 14 beispielsweise wieder eine rechteckige Querschnittsform
besitzen.
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Die
Breite einer jeweiligen Erhebung 14 ist mit "BE" und die radiale
Höhe einer
jeweiligen Erhebung 14 wieder mit "HE" angegeben. Die radiale
Dicke der sich an der Innenseite des Zylindermantels 12 bildenden
Kondensatschicht ist mit "DK" angegeben.
-
Dabei
soll für
die angegebenen Größen insbesondere
für eine
Verrippung aus Stahl bevorzugt die folgende Beziehung gelten:
-
Stahl
besitzt im Vergleich zu Aluminium oder Kupfer einen sehr schlechten
Wärmeübergang.
Eine große
Rippenhöhe
macht daher in diesem Fall nicht viel Sinn. Es ist jedoch eine bestimmte
Rippenbereite erforderlich, um die Energie durchzuschleusen.
-
Bei
der radial gemessenen Dicke DK der Kondensatschicht 16 kann
es sich insbesondere wieder um die mittlere Dicke der Kondensatschicht
handeln.
-
- 10
- Trockenzylinder
- 12
- Zylindermantel
- 14
- Erhebung
- 16
- Kondensatschicht
- 18
- Nut
- 20
- Zylinderendbereich
- 22
- Schnittpunkt
- 24
- Steigungstangente
- 26
- Zylindermitte
- 28
- innere
Schale
- 30
- Kondensatsammelrinne
- 32
- Nutgrund
- 34
- Kondensatableitungseinrichtung,
Kondensatableitungsele
-
- ment,
Siphon
- 36
- Siphonkopf
- 38
- Kondensat
- 40
- Mittelebene
- 42
- Kondensatsammelrohr
- 44
- Kondensatableitungseinrichtung,
Kondensatableitungsele
-
- ment,
Röhrchensiphon
- 46
- Basisabschnitt
- BE
- Breite
- BEB
- Breite
einer Erhebung an der Basis
- BEE
- Breite
einer Erhebung am freien Ende
- BNG
- Nutbreite
am Nutgrund
- DK
- mittlere
Dicke der Kondensatschicht
- HB
- radiale
Höhe der äußeren Mantelbasis
- HE
- radiale
Höhe einer
Erhebung
- TR
- Teilung
der rippenartigen Erhöhung
- U
- Umlaufrichtung
- r
- Radius