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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf ein
Gerät zum
Herstellen eines kompakten Wabenkörpers, und insbesondere auf
ein Verfahren und auf ein Gerät
zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers, die in geeigneter Weise bei
einem Verfahren und bei einem Gerät zum Trocknen eines kompakten
Wabenkörpers
zum Gebrauch bei einem Katalysatorträger oder einem Filter anwendbar
sind, wie zum Beispiel bei einer Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine.
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Im
Stand der Technik wurde bereits ein keramischer Warenstrukturkörper als
ein Katalysatorträger
oder Filter einer Abgasreinigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine verwendet.
Der keramische Warenstrukturkörper
kann dadurch hergestellt werden, dass ein Kordierit bildendes Rohmaterial
wie zum Beispiel Talk und ein Bindemittel oder dergleichen gemischt
werden, das als ein Formhilfsmittel dient, um ein Rohmaterialgemisch
auszubilden, dass das Rohmaterialgemisch zu einem kompakten Wabenkörper extrudiert
wird, dass der kompakte Wabenkörper
getrocknet wird und dass nachfolgend Selbiger in einem Formofen
wie zum Beispiel ein Gasofen oder dergleichen gebrannt wird.
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Während eines
derartigen Trocknungsschritts ist es wahrscheinlich, dass Risse
oder Verzug bei dem kompakten Wabenkörper (nachfolgend auch als
ein „Werkstück” bezeichnet)
an dessen Außenumfang
auftreten (nachfolgend auch als ein Außenumfangshautabschnitt bezeichnet).
Um einen derartigen Umstand zu behandeln, wurden bis jetzt verschiedene
Ansätze
gemacht, wie dies in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP-2002-283331 A offenbart
ist.
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Bei
dem Stand der Technik, der in dieser Patentoffenlegungsschrift diskutiert
wird, wird ein weiches Werkstück
durch Extrudieren vorgesehen und dann einer sehr feuchten Atmosphäre mit einer Feuchtigkeit
von mehr als 70% ausgesetzt. In einem derartigen Zustand wird das
Werkstück
mit einer elektromagnetischen Wellenenergie von Mikrowellen mit
einer Frequenz im Bereich von 300 MHz bis 30 GHz bestrahlt, wodurch
ein schnell trocknender Zustand des Werkstücks verhindert wird, der zu
einer Verformung eines Außenumfangs
des Werkstücks führen würden. Bei
einer derartigen Technik wurde ein Ansatz gemacht, einen Trocknungsschritt
beim Erwärmen
des Werkstücks
durchzuführen,
das einen Wassergehalt von 10 bis 20% vor einem Trocknungsschritt
hat, und zwar durch Mikrowellen in einem Trocknungsbad in einer
sehr feuchten Atmosphäre, um
dadurch das Werkstück
zu trocknen. Danach wurde das Werkstück in einen Bereich außerhalb
des Trocknungsbads umgesetzt, um einen anderen Trocknungsschritt
zum Trocknen des Werkstücks
unter Verwendung eines heißen
Luftstroms durchzuführen,
und zwar für
einen getrockneten Zustand bei einem Wassergehalt mit einem Wert
von weniger als 5%.
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Bei
einem derartigen Trocknungsverfahren gemäß dem Stand der Technik wird
eine Vielzahl weiche Werkstücke
kontinuierlich zu dem Trocknungsbad geliefert, wobei eine Transfermaschine
verwendet wird, die aus einer Fördervorrichtung
wie zum Beispiel einem Riemen oder dergleichen besteht, bei der
eine Vielzahl Werkstücke
getrocknet und dann aus dem Trocknungsbad entfernt werden.
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Wenn
das Extrudieren durchgeführt
wird, werden des Weiteren die Werkstücke mit verschiedenen Extrusionsgeschwindigkeiten
in Abhängigkeit von
einem Zustand ausgebildet, in dem das Rohmaterialgemisch gemischt
und geknetet wird. Dies führt zu
einer Änderung
der Maße
des Werkstücks,
wobei ein Abschneiden wie zum Beispiel ein Drahtschneiden, das heißt eine Änderung
der Länge
des Werkstücks
auftritt. Daher tritt eine Änderung
des Gewichts des Werkstücks
an sich auf, das zu dem Trocknungsbad zugeführt wird.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik tritt jedoch die Änderung
des Gewichts (das heißt
der Wärmekapazität des Werkstücks) auf. Somit
tritt ein Problem bei einem Zustand auf, in dem das Werkstück getrocknet
ist, wobei einige Werkstücke
wahrscheinlich aufgrund einer überschüssigen Energiemenge übertrocknet
werden, wie dies vorstehend beschrieben ist.
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Darüber hinaus
zeigt die Druckschrift
DE
696 12 608 T2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung
einer feuchten Schicht unter Einsatz von Mikrowellen. Dabei wird
ein Mikrowellen absorbierendes Mittel in die Kammer eingeführt, um
eine gleichmäßige Trocknung
der feuchten Schicht zu ermögliche.
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Die
Druckschrift
US 3 528
179 A ist auf ein Verfahren zur schnellen und effizienten
Trocknung körnigen
Materials in einer Wirbelschicht mittels Mikrowellen gerichtet.
Dabei wird überschüssige Energie
von durchströmten
Röhren
absorbiert.
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Ferner
offenbart die Druckschrift
DE
102 01 300 A1 ein Verfahren zur Anfertigung eines Wabenkörpers gemäß dem Oberbegriff
der Patentansprüche
1 und 9.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der vorstehend geschilderten
Umstände
geschaffen, und es ist die Aufgabe, ein Verfahren und ein Gerät zum Herstellen
eines kompakten Wabenkörpers
vorzusehen, um eine Übertrocknung
des kompakten Wabenkörpers
aufgrund einer überschüssigen Energie
zum Trocknen desselben zu verhindern.
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Es
gehört
auch zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen
eines kompakten Wabenkörpers,
das ein Übertrocknen
des kompakten Wabenkörpers
aufgrund einer überschüssigen Energie
zum Trocknen desselben verhindert, während ein Energieverlust bei
einer erhöhten Produktivität unterdrückt wird,
und ein Trocknungsgerät
zum Gebrauch bei einem derartigen Herstellungsverfahren vorzusehen.
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Um
die vorstehend genannte Aufgabe zu lösen, sieht ein erster Aspekt
der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers mit
den folgenden Schritten vor: Ausbilden eines kompakten Wabenkörpers, das
ein Mischen eines Keramik bildenden Rohmaterials, eines Formhilfsmittels
und Wasser zum Ausbilden eines Gemisches und ein Kneten des Gemisches
zu einer Wabenform zum Ausbilden des kompakten Wabenkörpers beinhaltet;
und Trocknen des kompakten Wabenkörpers bei Bestrahlung mit Mikrowellen
zu dem kompakten Wabenkörper
in einer sehr feuchten Atmosphäre.
Der Schritt zum Trocknen des kompakten Wabenkörpers beinhaltet ein Zirkulieren
eines Flüssigkeitsstroms
durch ein Übertrocknungsschutzelement,
das in einem Strahlungsbereich der Mikrowellen platziert ist.
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Bei
einem derartigen Verfahren wird der Flüssigkeitsstrom durch das Übertrocknungsschutzelement
hindurch zirkuliert, das in dem Bestrahlungsbereich der Mikrowellen
platziert ist, wodurch es möglich
ist, dass das Übertrocknungsschutzelement eine überschüssige Energie
der Mikrowellen absorbiert. Dies verhindert ein Übertrocknen des kompakten Wabenkörpers durch
eine überschüssige Energie der
Mikrowellen zum Trocknen.
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Des
Weiteren weist das Übertrocknungsschutzelement
einen Kanal auf, durch den der Flüssigkeitsstrom hindurch strömt, wobei
das Übertrocknungsschutzelement
eine Dielektrizitätskonstante oder
einen dielektrischen Verlustkoeffizienten für die Mikrowellen aufweist,
die die Beziehung erfüllen, welche
als „nicht
getrockneter kompakter Wabenkörper > Kanal > kompakter Wabenkörper mit
einem Wassergehalt eines vorgegebenen Wertes, der ein vollständiges Trocknen
darstellt” ausgedrückt wird.
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Durch
das Übertrocknungsschutzelement, das
mit einer derartigen Beziehung ausgestattet ist, kann das Übertrocknungsschutzelement
eine überschüssige Energie
der Mikrowellen absorbieren, die auf den kompakten Wabenkörper gestrahlt
werden, wobei es die dielektrische Konstante oder den dielektrischen
Verlustkoeffizienten aufweist, der kleiner ist als bei einem kompakten
Wabenkörper
mit einem Wassergehalt eines vorgegebenen Wertes, der die Beendigung
des Trocknens darstellt und voreingestellt ist. Auch wenn eine Änderung
der Wärmekapazität der kompakten
Wabenkörper
auftritt, was durch ihre Produktionstoleranz in einer Phase vor
dem Durchführen
des Trocknungsschritts verursacht wird, kann dementsprechend das Übertrocknen
des kompakten Wabenkörpers
aufgrund einer überschüssigen Energie
zum Trocknen in wirksamer Weise verhindert werden.
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Bei
dem Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers kann
der Kanal vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial wie zum Beispiel „Teflon” (Marke)
mit einer Wärmebeständigkeit
bestehen.
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Bei
dem Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers kann
der Kanal vorzugsweise in einem Trocknungsbad platziert werden,
in dem der kompakte Wabenkörper
platziert ist, wobei der Flüssigkeitsstrom
in dem Trocknungsbad zumindest in einer Richtung strömt.
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Bei
einer derartigen Anordnung kann der Kanal, in dem der Flüssigkeitsstrom
zirkuliert, in dem Trocknungsbad angeordnet werden, ohne dass eine Ausbildung
des Kanals mit einer komplizierten Rohrstruktur erforderlich wird.
Dies unterdrückt
einen Energieverlust, der aus dem Übertrocknungsschutzelement
resultiert, das die Mikrowellenbestrahlung auf den kompakten Wabenkörper beeinträchtigt,
der in dem Trocknungsbad platziert ist, während eine einfache Anordnung
des Übertrocknungsschutzelementes
in einer Art und Weise vorgesehen wird, die eine Absorption einer überschüssigen Energie
zum Trocknen ermöglicht.
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Bei
dem Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers kann
das Trocknungsbad vorzugsweise in einer Beschickungsbauart ausgeführt sein.
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Im
Allgemeinen wird das Trocknungsbad in einer so genannten kontinuierlichen
Bauart (Förderbauart),
bei der nicht getrocknete kompakten Wabenkörper kontinuierlich zu dem
Trocknungsbad geliefert oder kontinuierlich aus diesem entnommen
werden, und einer so genannten Beschickungsbauart klassifiziert,
bei der eine Vielzahl nicht getrockneter, kompakter Wabenkörper in
einem Trocknungsbad gleichzeitig platziert wird, und nach dem Trocknen
werden die kompakten Wabenkörper
aus dem Trocknungsbad entnommen.
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Zum
Beispiel ist es bei dem Trocknungsbad wahrscheinlich, das in der
kontinuierlichen Förderbauart
unter Verwendung des Riemens aufgebaut ist, dass das Übertrocknungsschutzelement
die Mikrowellen nicht absorbiert, dass aber die Fördervorrichtung
die Mikrowellen absorbiert. Bei einem derartigen Trocknungsbad der
kontinuierlichen Bauart werden die nicht getrockneten, kompakten
Wabenkörper (nachfolgend
auch als ein „Werkstück" bezeichnet) kontinuierlich
zu dem Trocknungsbad befördert,
wobei die Änderung
der Wärmekapazität beibehalten wird.
Dies führt
zu einer Ungleichmäßigkeit
der getrockneten Zustände
der jeweiligen Werkstücke.
Zusätzlich
bleiben die jeweiligen Werkstücke,
die in dem Trocknungsbad getrocknet werden, in getrockneten Zuständen mit
der Änderung
der Wärmekapazität der nicht
getrockneten Werkstücke,
was eine Schwierigkeit hervorruft, die Abgaben der Mikrowellen zu
steuern, die auf die Werkstücke
zu strahlen sind, die in dem Trocknungsbad platziert sind.
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Bei
dem Trocknungsgerät
des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
ist das Trocknungsbad im Gegensatz dazu in der Beschickungsbauart
aufgebaut, und eine begrenzte Anzahl Werkstücke wird in dem Trocknungsbad
gleichzeitig platziert. In diesem Fall kann die Abgabesteuerung
der Mikrowellen in einfacher Weise auf der Grundlage der Anzahl
der Werkstücke
durchgeführt
werden. Dies ermöglicht es,
dass das Übertrocknungsschutzelement
die Trocknungszustände
des Werkstücks
vereinheitlicht, was wiederum ermöglicht, dass Werkstücke mit
weiter vereinheitlichten Trocknungszuständen erhalten werden.
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Bei
dem Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
kann das Trocknungsbad vorzugsweise mit einem Drehkörper versehen
sein, an dem eine Vielzahl kompakte Wabenkörper platziert wird, um die
vielen kompakten Wabenkörper
drehend anzutreiben; wobei der Drehkörper mit einer Vielzahl Durchgangslöcher ausgebildet
ist, durch die ein Dampfstrom durch die vielen kompakten Wabenkörper eingelassen
wird.
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Im
Allgemeinen hat der kompakte Wabenkörper im Inneren eine große Anzahl
an sich axial erstreckende Zellen, die mit Trennwänden ausgestattet sind,
die mit einer Wabenkonfiguration angeordnet sind. Daher besteht
die Gefahr, dass ein Mangels der Atmosphäre in dem Trocknungsbad auftritt,
die zum Beispiel in das Innere der Zellen in einem mittleren Bereich
des kompakten Wabenkörpers
einzuführen ist,
und zwar im Gegensatz zu jener Atmosphäre, die in die Zellen in einem
Umfangsflächenbereich
einzuführen
ist. Falls der Mangel auftritt, entsteht dann eine Verzögerung einer
Trocknungsgeschwindigkeit eines Basismaterials des kompakten Wabenkörpers.
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Bei
dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung strömt der Dampfstrom,
der die sehr feuchte Atmosphäre bildet,
in den kompakten Wabenkörper
durch die Durchgangslöcher
hindurch, die in dem Drehkörper
ausgebildet sind. Dies führt
zu einer Fähigkeit
des Dampfstroms, in einfacher Weise das Basiselement des kompakten
Wabenkörpers
zu durchdringen, wodurch eine schnelle Trocknung des Basismaterials
ermöglicht
wird.
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Bei
dem Verfahren zum Herstellen des kompakten Wabenkörpers des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
kann der Trocknungsschritt vorzugsweise Folgendes beinhalten: Einen
ersten Trocknungsschritt zum Strahlen der Mikrowellen auf die vielen
kompakten Wabenkörper,
um Selbigen zu trocknen; und einen zweiten Trocknungsschritt zum Aufbringen
eines heißen
Luftstroms auf die vielen kompakten Wabenkörper, die durch die Mikrowellen bestrahlt
und getrocknet werden, um Selbigen weiter zu trocknen; wobei der
zweite Trocknungsschritt ein Einführen des Stroms in das Trocknungsbad
und ein Auslassen des Dampfstroms aus dem Trocknungsbad beinhaltet.
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Falls
ein Ansatz gemacht wird, die Mikrowellen auf den kompakten Wabenkörper zum
vollständigen
Verdampfen und Beseitigen von Feuchtigkeit zu strahlen, die in dem
kompakten Wabenkörper
enthalten ist, hat im Allgemeinen ein keramisches Rohmaterial des
kompakten Wabenkörpers
eine Neigung, die Mikrowellen zu absorbieren. Dies führt zu einem ungünstigen
Trocknungsprozess, der ein überschüssiges Trocknen
des kompakten Wabenkörpers
hervorruft.
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Bei
dem Verfahren des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
wird im Gegensatz dazu der zweite Trocknungsschritt einschließlich des
Schritts zum Aufbringen eines heißen Luftstroms auf das Trocknungsbad
durchgeführt,
während
der Dampfstrom ausgelassen wird. Somit wird der erste Trocknungsschritt
unter Verwendung der Mikrowellen beim Trocknen beendet, und danach
wird der zweite Trocknungsschritt durchgeführt, wobei der sehr feuchte
Atmosphärenstrom
beseitigt wird. Somit kann der kompakte Wabenkörper in wirksamer Weise unter
Verwendung der heißen
Luft getrocknet werden.
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Bei
dem Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
kann der Trocknungsschritt vorzugsweise Abgabereguliermittel zum
Regulieren einer Strahlungsabgabe der Mikrowellen während eines
Prozesses beinhalten, bei dem nicht getrocknete, kompakte Wabenkörper getrocknet
werden; wobei die Abgabereguliermittel die Strahlungsabgaben der
Mikrowellen beim Verstreichen eines vorgegebenen Zeitintervalls
nach dem Beginn des Trocknens der kompakten Wabenkörper verringern.
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Falls
bei einem derartigen Herstellungsverfahren das Trocknen des kompakten
Wabenkörpers begonnen
wird und ein vorgegebenes Zeitintervall verstrichen ist, wird die
Strahlungsabgabe der Mikrowellen verringert. Dies ermöglicht eine
Abschwächung
der Abgabe der Mikrowellen in einem Zustand, in dem die jeweiligen
kompakten Wabenkörper
bei dem Trocknungsschritt bis zu einem vorgegebenen Maß getrocknet
werden. Dies unterdrückt
in wirksamer Weise eine Übertrocknung
der jeweiligen kompakten Wabenkörper.
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Des
Weiteren können
die kompakten Wabenkörper,
die bei dem Verfahren zum Herstellen des kompakten Wabenkörpers gemäß der vorliegenden Erfindung
getrocknet werden, ohne irgend eine Rissbildung oder Verzug getrocknet
werden, die bei den kompakten Wabenkörpern auftreten, während das Auftreten
der Übertrocknungszustände verhindert wird.
Daher kann das Verfahren zum Herstellen des kompakten Wabenkörpers gemäß der vorliegenden Erfindung
in geeigneter Weise auf ein Verfahren zum Herstellen eines keramischen
Wabenstrukturkörpers angewendet
werden, das durch einen Schritt zum Brennen der kompakten Wabenkörper charakterisiert ist,
die bei dem Trocknungsschritt getrocknet werden.
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Vor
dem Durchführen
des Brennschrittes haben die kompakten Wabenkörper keine Defekte wie zum
Beispiel Risse oder Verzug, und es treten keine Übertrocknungszustände bei
den kompakten Wabenkörpern
auf. Dies unterdrückt
das Auftreten der Rissbildung oder der Verformung, die dann auftreten würden, wenn
Additive oder dergleichen wie zum Beispiel Formhilfsmittel (Binder)
beseitigt werden.
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Ein
zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht ein Trocknungsgerät zum Trocknen
eines kompakten Wabenkörpers
vor, wobei Mikrowellen auf den kompakten Wabenkörper in einer sehr feuchten
Atmosphäre
gestrahlt werden, charakterisiert durch: Ein Trocknungsbad zum Aufnehmen
des kompakten Wabenkörpers;
eine Befeuchtungsvorrichtung zum Befeuchten des Trocknungsbads in
einer sehr feuchten Atmosphäre;
eine Mikrowellenerzeugungseinheit zum Zuführen der Mikrowellen zu dem kompakten
Wabenkörper,
der in dem Trocknungsbad platziert ist; und ein Übertrocknungsschutzelement, das
in dem Trocknungsbad so angeordnet ist, dass im Inneren ein Flüssigkeitsstrom
zirkuliert.
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Bei
einem derartigen Trocknungsgerät
ist das Übertrocknungsschutzelement
in dem Trocknungsbad so vorgesehen, dass ein Flüssigkeitsstrom zirkuliert.
Dies ermöglicht
es, dass das Übertrocknungsschutzelement
eine überschüssige Mikrowellenenergie
absorbiert, die auf den kompakten Wabenkörper in dem Trocknungsbad zum
Trocknen gestrahlt wird.
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Das Übertrocknungsschutzelement
vorzugsweise weist einen Kanal auf, durch den der Flüssigkeitsstrom
hindurch strömt;
wobei der Kanal eine dielektrische Konstante oder einen dielektrischen
Verlustkoeffizient aufweist, die zumindest in einem Zustand vor
dem Trocknen kleiner sind als bei dem kompakten Wabenkörper.
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Bei
dem Trocknungsgerät
mit einer derartigen Struktur kann der Kanal einen Energieverlust
unterdrücken,
der aus dem Übertrocknungsschutzelement
resultiert, das eine Bestrahlung der Mikrowellen auf den kompakten
Wabenkörper
beeinträchtigt,
der in dem Trocknungsbad platziert ist, während es ermöglicht wird,
dass eine überschüssige Energie
zum Trocknen absorbiert wird.
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Bei
dem Trocknungsgerät
des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Kanal vorzugsweise
aus einem Kunststoffmaterial mit einer Wärmebeständigkeit wie zum Beispiel „Teflon” (Marke)
geschaffen sein. Dies ermöglicht
es, dass der Kanal, der in dem Trocknungsbad platziert ist, aus
einem wärmebeständigen Kunststoffmaterial
geschaffen ist, wodurch es möglich
ist, dass der aus dem Kunststoffmaterial geschaffene Kanal in dem
Trocknungsbad mit einer Konfiguration angeordnet ist, die zu einem
verfügbaren
Raum in dem Trocknungsbad passt. Dies ermöglicht es, dass das Übertrocknungsschutzelement
an einer Position angeordnet ist, die eine Unterdrückung des
Energieverlustes ermöglicht, der
aus dem Übertrocknungsschutzelement
resultiert, das die Bestrahlung der Mikrowellen auf den kompakten
Wabenkörper
beeinträchtigt,
der in dem Trocknungsbad platziert ist, während es ermöglicht wird,
dass die übermäßige Energie
zum Trocknen absorbiert wird.
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Bei
dem Trocknungsgerät
des zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung kann das Trocknungsbad
vorzugsweise eine Beschickungsbauart sein, und es kann vorzugsweise
einen Drehkörper aufweisen,
an dem eine Vielzahl kompakte Wabenkörper platziert ist, um die
vielen kompakten Wabenkörper
drehend anzutreiben; wobei der Drehkörper mit einer Vielzahl Durchgangslöcher ausgebildet
ist, durch die ein Dampfstrom durch die vielen kompakten Wabenkörper eingelassen
wird.
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Bei
einer derartigen Struktur wird der Dampfstrom, der die sehr feuchte
Atmosphäre
bildet, zu dem Inneren der kompakten Wabenkörper über die Durchgangslöcher eingelassen,
die in dem Drehkörper
ausgebildet sind. Der Dampfstrom kann in einfacher Weise durch die
Basismaterialien der kompakten Wabenkörper hindurch treten, wodurch
es möglich
ist, dass die Basismaterialien schnell getrocknet werden.
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Bei
dem Trocknungsgerät
des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung können die Durchgangslöcher jeweils
vorzugsweise eine kleinere Größe als der
kompakten Wabenkörper
haben. Diese ermöglicht
es, dass eine sich ändernde
Anzahl kompakte Wabenkörper
an dem Drehkörper
platziert wird, der mit den Durchgangslöchern ausgebildet ist, die
jeweils mit einer kleineren Größe als die
jeweiligen kompakten Wabenkörper
ausgebildet sind.
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Bei
dem Trocknungsgerät
des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der Drehkörper vorzugsweise
einen plattenartigen Körper
aufweisen, der in einen Gleitkontakt mit dem kompakten Wabenkörper gehalten
werden kann, der während
eines Trocknungsschritts gedehnt oder zusammen gezogen wird, damit
Luft den kompakten Wabenkörper durchdringt.
Bei einer derartigen Struktur kann Luft durch den kompakten Wabenkörper dringen,
und dieser wird an dem plattenartigen Körper platziert, der in einem
Gleitkontakt mit dem kompakten Wabenkörper gehalten werden kann,
der sich beim Trocknen dehnt oder zusammen zieht. Auch wenn der
kompakten Wabenkörper
aufgrund des Trocknens gedehnt oder zusammen gezogen wird, kann
somit eine Reibung zwischen dem kompakten Wabenkörper, der sich dehnt oder zusammen
zieht, und dem plattenartigen Körper
minimiert werden, wodurch die Verformung des kompakten Wabenkörpers an
sich unterdrückt wird.
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Dementsprechend
kann der Dampfstrom in einfacher Weise durch das Basismaterial des
kompakten Wabenkörpers
hindurch treten, um zu ermöglichen,
dass das Basismaterial schnell getrocknet wird. Zusätzlich führt eine
verringerte Reibung zwischen dem kompakten Wabenkörper, der
sich dehnt oder zusammen zieht, und dem plattenartigen Körper zu
einer Fähigkeit
zum Minimieren der Verformung des kompakten Wabenkörpers an
sich.
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Bei
dem Trocknungsgerät
des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung kann der plattenartige
Körper
vorzugsweise einen porösen
Körper
mit einer Fläche
aufweisen, die einer Endfläche
des kompakten Wabenkörpers
zugewandt ist und teilweise mit einer Kunststofflage ausgebildet
ist.
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Bei
dem plattenartigen Körper,
der aus dem porösen
Körper
ausgebildet ist, ist es möglich,
dass Luft durch den kompakten Wabenkörper hindurch tritt. Zusätzlich hat
der plattenartige Körper
eine Fläche,
die der einen Endfläche
des kompakten Wabenkörpers
zugewandt ist und teilweise aus der Kunststofflage ausgebildet ist.
Auch wenn der kompakte Wabenkörper
seine Größe aufgrund
der Dehnung oder des Zusammenziehens ändert, kann somit eine Reibungskraft minimiert
werden, die zwischen der Endfläche
des kompakten Wabenkörpers
und der Kunststofflage wirkt und aus der Änderung der Größe des kompakten
Wabenkörpers
resultiert. Dies ermöglicht
es, dass die Verformung des kompakten Wabenkörpers an sich in wirksamer
Weise minimiert wird.
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1 zeigt
eine übliche
Strukturansicht des Trocknungsgerätes für einen kompakten Wabenkörper eines
ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie II-II in der 1.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in der 1.
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4 zeigt
ein Flussdiagramm eines Herstellungsprozesses, und sie zeigt ein
Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines keramischen Strukturkörpers, auf
den ein Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers des
ersten Ausführungsbeispiels
angewendet wird.
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5 zeigt
eine perspektivische Ansicht des kompakten Wabenkörpers, auf
dem das Verfahren zum Herstellen des kompakten Wabenkörpers des ersten
Ausführungsbeispiels
angewendet wird, und sie zeigt ein Beispiel des keramischen Strukturkörpers.
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang einer Linie VI-VI in der 5.
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7 zeigt
eine Längsschnittansicht
eines Inneren des keramischen Strukturkörpers, der in der 5 gezeigt
ist.
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8 zeigt
eine vergrößerte Ausschnittsansicht
einer Wanddicke einer Zellwand, die einen Teil des kompakten Wabenkörpers bildet,
der in der 5 gezeigt ist.
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9 zeigt
eine darstellende Ansicht eines Beispiels eines Trocknungszustands,
der bei einem Trocknungsprozess eines zweiten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, und sie stellt ein Trocknungsschema dar.
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10 zeigt
eine übliche
Ansicht eines Beispiels eines Trocknungsgerätes eines dritten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung, die Ströme
von Dampf und heißer
Luft darstellt, die einem Trocknungsbad zugeführt werden.
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Nun
werden ein Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers und
ein Trocknungsgerät
für ein
derartiges Verfahren nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
im Einzelnen beschrieben, die ein Beispiel darstellen, welches ein
Verfahren zum Herstellen eines Wabenstrukturkörpers konkretisiert. Jedoch
ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein derartiges, nachfolgend
beschriebenes Ausführungsbeispiel
beschränkt,
und die technische Lehre der vorliegenden Erfindung kann in Kombination
mit anderen bekannten Techniken oder mit einer anderen Technik implementiert
werden, die Funktionen aufweist, die äquivalent zu derartigen bekannten
Techniken sind.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Die 1 zeigt
eine Längsschnittansicht
eines üblichen
Trocknungsgerätes
für einen
kompakten Wabenkörper
eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die 2 zeigt eine übliche Querschnittsansicht
entlang einer Linie II-II in der 1. Die 3 zeigt
eine übliche
Querschnittsansicht entlang einer Linie III-III in der 1. Die 4 zeigt
ein Flussdiagramm einer Hauptsequenz von Herstellungsschritten,
die ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstellen eines Wabenstrukturkörpers darstellt,
auf den ein Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers des
gegenwärtigen
Ausübungsbeispieles
angewendet wird. Die 5 zeigt eine perspektivische
Ansicht eines Beispiels eines kompakten Wabenkörpers, der einen keramischen
Wabenstrukturkörper
bildet, auf dem das Verfahren zum Herstellen des kompakten Wabenkörpers des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
angewendet wird. Die 6 zeigt eine Querschnittsansicht
entlang einer Linie VI-VI in der 5. Die 7 zeigt
eine Längsschnittansicht
eines Inneren des keramischen Wabenstrukturkörpers, der in der 5 gezeigt
ist. Die 8 zeigt eine ausschnittartige,
vergrößerte Draufsicht
einer Dicke einer Zellwand des kompakten Wabenkörpers.
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Die 1 zeigt
eine Längsschnittansicht
des Trocknungsgeräts
bei Betrachtung aus einer Richtung, die durch Pfeile I-I in der 2 gezeigt
sind. Außerdem
ist in der 3 die Darstellung des kompakten
Wabenkörpers
zur vereinfachten Darstellung weggelassen.
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Bei
dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel wird
ein Wabenstrukturkörper 1,
der aus einer Keramik besteht, bei einem Träger einer Abgasreinigungsvorrichtung
für ein
Motorfahrzeug eingesetzt. Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel richtet sich auf
ein Verfahren zum Herstellen des keramischen Wabenstrukturkörpers 1,
der aus einem kompakten Wabenkörper 10 besteht.
Wie dies in der 5 gezeigt ist, hat der kompakte
Wabenkörper 10 eine
große
Anzahl sich axial erstreckende Zellen 11 in der Gestalt
von Durchgangslöchern,
die durch Trennwände
(nachfolgend als „Zellwände” bezeichnet) 3 getrennt
sind. Die Zellen 11 haben ein erstes und ein zweites Zellende 11a, 11b,
wobei die ersten Zellenden 11a offen sind und die zweiten
Zellenden 11b schachbrettartig geschlossen sind, und zwar
jeweils an einer oberen und unteren Endfläche 12.
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Der
kompakte Wabenkörper 10,
der eine Bedeutung als ein Objekt hat, auf das das Herstellungsverfahren
der vorliegenden Erfindung angewendet wird, ist ein nicht getrockneter
kompakter Wabenkörper
zum Erhalten des keramischen Wabenstrukturkörpers 1. Der hierbei
verwendete Begriff „nicht
getrockneter kompakter Wabenkörper” bezieht
sich auf einen Wabenstrukturkörper,
der durch Mischen eines Keramik bildenden Rohmaterials und Wasser,
durch Kneten des resultierenden Gemisches und durch Formen des Wabenstrukturkörpers zu
einer Wabenform durch Extrudieren unter Verwendung des resultierenden,
gekneteten Materials hergestellt wird, und auf einen gestapelten
Wabenkörper,
der beim Extrudieren von einem oder mehreren Wabensegmenten hergestellt
wird, die jeweils durch viele Zellen ausgebildet sind, wobei die
vielen Wabensegmente zu einem Stück
gestapelt werden und die vielen gestapelten Wabensegmente zu einer
einheitlichen Struktur aneinander gefügt werden, um den gestapelten
Wabenkörper
auszubilden.
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Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung beschrieben, wie sie auf den kompakten
Wabenkörper 10 angewendet
wird, der aus dem Wabenstrukturkörper
zusammen gesetzt ist, der zu der Wabenstruktur durch Extrudieren
ausgebildet wird.
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Beim
Herstellen des kompakten Wabenkörpers 10 werden
ein Keramik bildendes Rohmaterial, ein Binder, der als ein Formhilfsmittel
dient, und ein Additiv wie zum Beispiel eine brennbare Substanz oder
dergleichen mit einem vorgegebenen Mischverhältnis vorbereitet. Das Keramik
bildende Rohmaterial, der Binder und die brennbare Substanz werden gemischt,
und eine geeignete Wassermenge wird zu dem resultierenden Gemisch
zum Vermischen hinzugefügt.
Das resultierende Gemisch wird dann geknetet, um ein geknetetes
Rohmaterial zu bilden. Dann wird das geknetete Rohmaterial einer
bekannten Wabenextrudiermaschine zugeführt und ein Extrudierschritt
wird durchgeführt,
wie er durch einen Schritt S100 in der 4 gezeigt
ist, wodurch ein weicher, kompakter Wabenkörper 10 erhalten wird.
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Dann
wird ein Schneidschritt S200 durchgeführt, wie dies in der 4 gezeigt
ist, um den weichen, kompakten Wabenkörper 10 in einem vorgegebenen
Maß zu
schneiden. Danach wird ein Trocknungsschritt S300 zum Trocknen des
weichen, kompakten Wabenkörpers 10 durchgeführt, wie
dies in der 4 gezeigt ist. Dies führt zu einem
relativ harten und brüchigen
kompakten Wabenkörper 10. Nachfolgend
werden Endflächen
des weichen, kompakten Wabenkörpers 10 in
einen Schlamm getaucht, um zu ermöglichen, dass die zweiten Zellenden 11b durch
ein Verschlussmaterial 4 verschlossen werden, wie dies
in der 5 gezeigt ist. Dann wird ein Brennschritt S400
durchgeführt,
wie dies in der 4 gezeigt ist, um den kompakten
Wabenkörper 10 zu
brennen, wodurch der keramische Wabenstrukturkörper 1 erhalten wird.
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Das
Keramik bildende Rohmaterial (nachfolgend als ein „Formgebungsrohmaterial” bezeichnet) dient
als ein Hauptkomponentenrohmaterial für den keramischen Wabenstrukturkörper 1 in
der Gestalt eines gesinterten Körpers.
Auch wenn ein derartiges formgebendes Rohmaterial nicht besonders
beschränkt
sein soll, kann das formgebende Rohmaterial vorzugsweise ein Kordierit
bildendes Rohmaterial, Mullit, Aluminiumoxid, Kieselerde, Zirkonerde,
Siliziumcarbid und Siliziumnitrit, etc. beinhalten. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel
wird das Kordierit bildende Rohmaterial als das formgebende Rohmaterial
verwendet.
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Des
Weiteren kann das formgebende Rohmaterial zum Beispiel Talk als
eine wesentliche Komponente und ein anderes Rohmaterial beinhalten, das
aus einem Mischrohmaterial zusammengesetzt ist, das mit einem vorgegebenen
Mischverhältnis ausgebildet
ist, wie dies in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift
JP-9-77573 A offenbart
ist, die durch den Anmelder der vorliegenden Patentanmeldung eingereicht
wurde. Zum Beispiel werden Talk und Aluminiumhydroxid oder dergleichen
als ein Basisrohmaterial mit einem vorgegebenen Mischverhältnis so
gemischt, dass eine Kordieritzusammensetzung gebildet wird, die
45 bis 55 Gewichtsprozent SiO
2, 33 bis 42
Gewichtsprozent Al
2O
3,
12 bis 18 Gewichtsprozent MgO enthält. Darüber hinaus wird dem Basisrohmaterial
das Bindemittel und die brennbare Substanz in vorgegebenen Bereichen
zugefügt.
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Außerdem kann
das Additiv, das bei dem kompakten Wabenkörper 10 enthalten
ist, jene beinhalten, die Kohlenstoff wie zum Beispiel Graphit oder dergleichen
und eine Kohlenstoffkomponente wie zum Beispiel eine organische
Substanz oder dergleichen enthalten, die Kohlenstoff enthalten.
Kohlenstoff wie zum Beispiel Graphit oder dergleichen ist eine brennbare
Substanz. Somit wird Kohlenstoff dem Basisrohmaterial als ein Poren
bildendes Mittel (Porenerzeugungsmittel) hinzugefügt, das
Poren beim Hinterlassen einer Fehlstelle erzeugt, wenn der kompakte
Wabenkörper 10 gebrannt
wird.
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Der
hierbei verwendete Begriff „Wabe” des kompakten
Wabenkörpers 10 bezieht
sich auf eine Struktur, die äußerst dünne Zellwände 3 aufweist, wobei
die Zellen 11 getrennt sind, um sich axial erstreckende
Strömungskanäle zu bilden,
zum Beispiel wie eine Struktur des kompakten Wabenkörpers 10, wie
sie in den 6 und 8 gezeigt
ist. Eine Gesamtform des kompakten Wabenkörpers ist nicht auf die besondere
Form beschränkt,
und sie kann eine Struktur in der Gestalt zum Beispiel einer zylindrischen
Form annehmen, wie sie in der 6 gezeigt ist.
Alternativ kann der kompakte Wabenkörper eine andere Struktur wie
zum Beispiel eine quadratisch geformte Säule oder eine dreieckige Säule oder
dergleichen annehmen. Außerdem
ist die Zellform des kompakten Wabenkörpers nicht auf eine besondere Form
beschränkt,
und sie kann eine Zellform einer quadratischen Form, einer dreieckigen
Form oder einer sechseckigen Form oder dergleichen annehmen.
-
Des
Weiteren hat der kompakte Wabenkörper 10 bei
dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel einen
Außenumfangshautabschnitt 2 und
die Zellwände 3,
die mit einer einheitlichen Struktur ausgebildet sind. Die Zellwand 3 ist
so festgelegt, dass sie eine Wanddicke t1 aufweist, die kleiner
ist als eine Wanddicke t2 des Außenumfangshautabschnitts 2, was
als t2 > t1 ausgedrückt wird.
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Der
kompakte Wabenkörper 10 wird
in einer vorgegebenen Länge
bei dem Schneidschritt S200 gemäß der 4 geschnitten.
Der resultierende, kompakte Wabenkörper 10 wird bei einem
Trocknungsschritt S300 gemäß der 4 unter
Verwendung eines Mikrowellenerwärmungsprozesses
getrocknet. Dann werden die Endflächen 12 in einen Schlamm
getaucht, damit die zweiten Zellenden 11b durch ein Verschlussmaterial 4 verschlossen
werden. Danach wird der kompakte Wabenkörper 10 bei einem
Brennschritt S400 gemäß der 4 gebrannt, wodurch
der keramische Wabenstrukturkörper 1 erhalten
wird.
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Der
weiche, kompakte Wabenkörper 10,
der bei dem Extrudierschritt erhalten wird, wird unter Verwendung
des Trocknungsgerätes 5 getrocknet,
das in der 1 gezeigt ist.
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Wie
dies in den 1 und 2 gezeigt
ist, hat das Trocknungsgerät 5 ein
Trocknungsbad 50, bei dem eine Vielzahl kompakte Wabenkörper 10 platziert
ist, eine Befeuchtungsvorrichtung 53 mit einem Auslass 531,
der in das Trocknungsbad 50 mündet, um Selbiges mit einer
sehr feuchten Umgebung jenseits einer vorgegebenen Befeuchtungsrate
von zum Beispiel 70% bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel zu befeuchten,
Mikrowellenerzeugungseinheiten 52 zum Strahlen von Mikrowellen
auf die kompakten Wabenkörper 10,
die in dem Trocknungsbad 50 platziert sind, und ein Übertrocknungsschutzelement 55.
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Das
Trocknungsbad 50 ist so dimensioniert, dass es eine Kapazität zum Aufnehmen
einer Vielzahl kompakter Wabenkörper 10 (wobei
vier Stücke bei
dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel
aufgenommen werden) zum Trocknen der kompakten Wabenkörper 10 in
einer Beschickungsausführungsform aufweist.
Das Trocknungsbad 50 hat darin einen Aufnahmetisch 51,
der als ein Drehkörper
in der Gestalt eines Drehtisches konfiguriert ist. Der Aufnahmetisch 51 trägt daran
eine Vielzahl Trocknungsfächer 59,
die an Positionen befestigt sind, die in Umfangsrichtung voneinander
beabstandet sind, um die jeweiligen kompakten Wabenkörper 10 zu
stützen.
Der Aufnahmetisch 51 hat Anordnungsflächenbereiche, die in den jeweiligen
Trocknungsfächern 59 ausgebildet sind,
die mit sich vertikal erstreckenden Durchgangslöchern zur Belüftung ausgebildet
sind. Wie dies insbesondere in der 2 gezeigt
ist, hat der Aufnahmetisch 51 eine Außenumfangsfläche 51 mit
einem Bereich (nachfolgend als ein „Anordnungsbereich” bezeichnet) 512,
der dem Anordnungsflächenbereich entspricht,
der mit einer Vielzahl Durchgangslöcher ausgebildet ist.
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Jedes
Trocknungsfach 59 ist als ein plattenartiger Körper ausgebildet,
der aus einem porösen Körper mit
einer Luftdurchlässigkeit
gebildet ist, und es hat eine Anordnungsendfläche 59a, die größer ist als
der kompakte Wabenkörper 10.
Beim Anordnen der kompakten Wabenkörper 10 an dem Aufnahmetisch 51 unter
Verwendung von derartigen Trocknungsfächern 59 wird davon
ausgegangen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine besondere Struktur
des Anordnungsbereiches beschränkt
ist, der mit der Vielzahl Durchgangslöcher ausgebildet ist, und sie
kann in einer anderen Struktur implementiert werden, die zum Beispiel
mit einem einzigen Durchgangsloch ausgebildet ist, das für den gesamten
Anordnungsbereich gemeinsam ist.
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Des
Weiteren hat das Trocknungsfach 59 die Anordnungsendfläche 59a,
die vorzugsweise aus einer Kunststofflage ausgebildet sein kann,
die aus einem geeigneten Material wie zum Beispiel einem Kunststoff
geschaffen ist, das als „Teflon” (Marke)
bekannt ist, das in einem partiellen Bereich der Anordnungsendfläche 59a so
angeordnet ist, dass ein leichter Gleitkontakt der Endfläche des
kompakten Wabenkörpers 10 mit
der Kunststofflage gehalten werden kann. Auch wenn der kompakte
Wabenkörper 10 während des
Trocknungsschritts hinsichtlich seiner Größe gedehnt wird oder sich zusammen zieht,
was zu einer Änderung
der Größe des kompakten
Wabenkörpers 10 führt, kann
die Kunststofflage somit eine Reibungskraft auf ein relativ niedriges
Niveau minimieren, die aus der Änderung
der Größe resultiert,
und zwar zwischen der weichen Endfläche des kompakten Wabenkörpers 10 und
der Kunststofflage des Trocknungsfachs 59.
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Der
Ausdruck „die
Kunststofflage ist in einem partiellen Bereich der Anordnungsendfläche 59a ausgebildet” meint
die Tatsache, dass die Kunststoffbeschichtungslage, die aus „Teflon” (Marke)
besteht, an der Anordnungsendfläche 59a mit
einem Überkreuzmuster
ausgebildet ist, wobei ein Massenschwerpunkt der Anordnungsendfläche 59a für den kompakten
Wabenkörper 10 anzuordnen
ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein derartiges Layout für die Beschichtungslage
beschränkt,
und alternativ kann sie eine Vielzahl Beschichtungslagensegmente oder
Teflon Bandsegmente aufweisen, die an der Anordnungsendfläche 59a an
vielen Stellen davon haften.
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Der
Aufnahmetisch 51, der mit einer derartigen Struktur ausgebildet
ist, hat eine Innenumfangsfläche 513,
die mit einem Wandausschnittsabschnitt (dünner Wandabschnitt) 514 zur
Gewichtsreduzierung ausgebildet ist. Das Ausbilden des Aufnahmetischs 51 in
der Leichtbauweise führt
zu einer Reduzierung des Trägheitsmoments
des Aufnahmetischs 51. Auch wenn das Trocknungsgerät 5 eine
Antriebsquelle (nicht gezeigt) mit einer relativ niedrigen Antriebsabgabe
zum drehenden Antreiben des Aufnahmetischs 51 verwendet,
kann die Antriebsquelle daher den Aufnahmetisch 51 drehend
antreiben, wobei die kompakten Wabenkörper 10 platziert
sind.
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Wie
dies in den 2 und 3 gezeigt
ist, hat das Trocknungsbad 50 des Weiteren Seitenwände 505a bis 505d.
Von diesen Seitenwänden 505a bis 505d sind
die Seitenwände 505a bis 505c außer der
Seitenwand 505d, an der sich eine Tür 501 zum Transferieren
der kompakten Wabenkörper 10 in
das Trocknungsbad 50 befindet, mit jeweiligen Mikrowellenerzeugungseinheiten 52 versehen.
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Insbesondere
sind bei dem Trocknungsgerät 5 des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels,
das in der 2 gezeigt ist, drei Trocknungseinheiten 52 jeweils
an der linken und der rechten Seitenwand 505a, 505c angebracht,
und zwei Trocknungseinheiten 52 sind an der hinteren Seitenwand 505b gegenüber der vorderen
Seitenwand 505d angebracht, die mit der Tür 501 versehen
ist.
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Die
Mikrowellenerzeugungseinheiten 52 haben Wellenführungsrohre 520,
die zum Inneren des Trocknungsbads 50 münden, und sie haben Öffnungsabschnitte
(nachfolgend als Mikrowellenführungsöffnungen
bezeichnet) 521, aus denen die Mikrowellen auf die vielen
kompakten Wabenkörper 10 gestrahlt
werden, die in dem Trocknungsbad 50 platziert sind.
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Die
Befeuchtungsvorrichtung 53 hat eine Dampfzuführungsquelle,
die aus einem Boiler oder dergleichen besteht, die einen Dampfkanal 530 aufweist,
der sich von dem Boiler erstreckt und zu einem unteren Bereich des
Trocknungsbads 50 über
den Auslass (nachfolgend als ein „Dampfführungsanschluss” bezeichnet) 531 mündet, um
einen Dampfstrom mit hoher Temperatur zuzuführen. Bei dem Trocknungsgerät 5 des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
besteht der Dampfstrom mit hoher Temperatur aus einem Dampf mit
einer Temperatur von 80°C
bei einer Feuchtigkeit, die mehr als 70% beträgt.
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Das
Trocknungsgerät 5 hat
des Weiteren eine Heißlufterzeugungseinheit 54,
die mit dem Trocknungsgerät 5 über einen
Heißluftkanal 540 verbunden
ist, der einen Auslassanschluss 54 aufweist, aus dem ein
heißer
Luftstrom zu dem Inneren der vielen kompakten Wabenkörper 10 zugeführt wird,
die an dem Aufnahmetisch 51 in dem Trocknungsbad 50 platziert
sind. Der heiße
Luftstrom, der aus dem Auslassanschluss 541 ausgeblasen
wird, wird nämlich
in das Innere der vielen Zellen 11 verteilt, die sich jeweils
durch die vielen kompakten Wabenkörper erstrecken.
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Die
Heißlufterzeugungseinheit 54 beginnt die
Zufuhr des heißen
Luftstroms zu dem Trocknungsbad 50, nachdem das Trocknen
durch die Mikrowellen (erster Schritt S310 in der 4)
beendet wurde. Ein Trocknungsprozess der kompakten Wabenkörper 10 wird
nämlich
in einem ersten und in einem zweiten Schritt durchgeführt. Insbesondere
wird der erste Schritt in einem vorgegebenen Zeitintervall (T1)
zum Trocknen der kompakten Wabenkörper 10 beim Erwärmen durch
Mikrowellen durchgeführt,
und danach wird das Trocknen der Erwärmung durch Mikrowellen unterbrochen
und zu dem zweiten Schritt zum Trocknen durch ein Erwärmen mit
heißer
Luft umgeschaltet.
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Der
hierbei verwendete Begriff „das
Trocknen mit den Mikrowellen wurde beendet” bezieht sich auf einen Zustand,
in dem der kompakte Wabenkörper 10 einen
getrockneten Zustand mit einem Wassergehalt hatte, der einen Wertebereich
von 1 bis 3% markiert.
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Des
Weiteren dient das Übertrocknungsschutzelement 55 zum
Absorbieren von überschüssigen Energien
der Mikrowellen, die auf die kompakten Wabenkörper 10 zu deren Trocknung
zu strahlen sind. Das Übertrocknungsschutzelement 55 befindet sich
in einem Mikrowellenstrahlungsbereich, um einen Flüssigkeitsstrom
(Kühlwasser)
zu zirkulieren, um dadurch die überschüssigen Energien
der Mikrowellen zu absorbieren. Das Übertrocknungsschutzelement 55 ist
so ausgelegt, dass es zumindest eine dielektrische Konstante oder
einen dielektrischen Verlustkoeffizient aufweist, der einen Index
einer Fähigkeit
zum Erwärmen
durch die Mikrowellen darstellt, der die Beziehung erfüllt, welche
als „nicht
getrockneter kompakter Wabenkörper 10” > „übertrockneter kompakter Wabenkörper 10” ausgedrückt wird.
-
Darüber hinaus
kann das Übertrocknungsschutzelement 55 vorzugsweise
so strukturiert sein, dass das Übertrocknungsschutzelement 55 und
der kompakte Wabenkörper 10 dielektrische
Konstanten oder dielektrische Verlustkoeffizienten in einer Größenbeziehung
haben, die als „nicht
getrockneter kompakter Wabenkörper 10” > „übertrockneter kompakter Wabenkörper 10” > „kompakter Wabenkörper 10 mit
einem vorgegebenen Wassergehalt (in einem Wertebereich von 1 bis
3% bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel)
ausgedrückt
wird, was einen „vollständig durch
Mikrowellen getrockneten Zustand” darstellt. Dies ist dadurch
begründet,
dass die Erwärmung
durch die Mikrowellen mit einer dielektrischen Konstante eines zu
trocknenden Objektes bewirkt wird. Somit absorbiert das zu trocknende
Objekt mit einem großen
dielektrischen Verlustkoeffizienten (dielektrische Konstante) wahlweise
die Mikrowellen, und nur ein partieller Bereich (des Objektes) mit
einer wesentlichen Wirkung des dielektrischen Verlustkoeffizienten
(der dielektrischen Konstante) wird eigentlich erwärmt.
-
Das Übertrocknungsschutzelement 55 hat einen
Förderkanal 550,
der darin den Flüssigkeitsstrom
(Kühlwasser)
CW einlässt.
Der Förderkanal 550 kann
in ausreichender Weise eine Größenbeziehung
einer dielektrischen Konstante oder eines dielektrischen Verlustkoeffizienten
zwischen dem Förderkanal 550 und
dem kompakten Wabenkörper 10 durch
einen Wert haben, der jene Beziehung erfüllt, welche als „dielektrische
Konstante oder dielektrischer Verlustkoeffizient der kompakten Wabenkörper 10” > „dielektrische Konstante oder
dielektrischer Verlustkoeffizient des Förderkanals 550” ausgedrückt wird.
Außerdem
kann der Förderkanal 550 vorzugsweise
aus einem Kanal bestehen, der zumindest jene Beziehung erfüllt, die
als „dielektrische Konstante
oder dielektrischer Verlustkoeffizient der nicht getrockneten kompakten
Wabenkörper 10” > „dielektrische Konstante oder
dielektrischer Verlustkoeffizient des Förderkanals 550” > „kompakter Wabenkörper 10 mit
vorgegebenem Wassergehalt” ausgedrückt wird.
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Der
Förderkanal 550 kann
aus einem Kanal bestehen, der aus einem wärmebeständigen Kunststoffmaterial wie
zum Beispiel „Teflon” (Marke)
besteht.
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Des
Weiteren ist das Übertrocknungsschutzelement 55 in
einer ersten und in einer zweiten Ecke C1, C2 des Trocknungsbads 50 an
deren hinteren Bereich so angeordnet, dass der Flüssigkeitsstrom CW
in dem Trocknungsbad 50 in zumindest einer Richtung strömen kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel,
das in der 3 gezeigt ist, hat das Übertrocknungsschutzelement 55 den
Kanal 550, der aus dem ersten und dem zweiten Zweigkanal 552a, 552b besteht,
die sich diagonal an der ersten und der zweiten Ecke C1, C2 erstrecken.
Dies ermöglicht
es, dass die erste und die zweite Strömung F1, F2 der Flüssigkeit
CW in zwei Richtungen in dem Trocknungsbad 50 strömen. Bei
einer derartigen Struktur hat das Übertrocknungsschutzelement 55 keine
komplizierte Strömungsstruktur
zum Passieren der Flüssigkeitsströme, was
es ermöglicht,
dass das Trocknungsbad 50 eine relativ einfache Rohrstruktur aufweist.
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Wie
dies insbesondere in der 3 gezeigt ist, hat das Übertrocknungsschutzelement 55 einen Flüssigkeitskanaleinlass 551,
einen Flüssigkeitskanalauslass 553,
den ersten und den zweiten Kanal 552a, 552b, die
zwischen dem Flüssigkeitskanaleinlass 551 und
dem Flüssigkeitskanalauslass 553 miteinander
verbunden sind, die durch eine relativ einfache Rohrstruktur aufgebaut
sind, um den Strömungen
F1, F2 der Flüssigkeit
CW zu ermöglichen,
dass sie durch die jeweiligen Kanäle jeweils in einer Richtung
hindurch treten.
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Bei
dem Trocknungsgerät
des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels,
das vorstehend dargelegt ist, befindet sich das Übertrocknungsschutzelement 55,
das zum Zirkulieren des Flüssigkeitsstroms
CW wirksam ist, in dem Bestrahlungsbereich, in dem die Mikrowellen
aus der Mikrowellenerzeugungseinheit 52 dem Trocknungsbad 50 zum
Trocknen der kompakten Wabenkörper 10 zugeführt werden.
Dies ermöglicht
es, dass das Übertrocknungsschutzelement 55 überschüssige Energien
der Mikrowellen absorbiert, die auf die kompakten Wabenkörper 10 gestrahlt
werden. Dies verhindert eine Übertrocknung der
kompakten Wabenkörper 10 aufgrund
der überschüssigen Energien
der Mikrowellen zum Trocknen.
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Bei
dem Trocknungsgerät 5 des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
wird das ausgewählte
Erwärmen
unter Verwendung der Mikrowellen ausgeführt. Daher kann das Übertrocknungsschutzelement 55 vorzugsweise
die dielektrische Konstante oder den dielektrischen Verlustkoeffizienten
aufweisen, der in geeigneter Weise kleiner ist als jene der nicht getrockneten
kompakten Wabenkörper 10.
Anders gesagt kann der Förderkanal 550 des Übertrocknungsschutzelements 55 vorzugsweise
die dielektrische Konstante oder den dielektrischen Verlustkoeffizienten
aufweisen, der in geeigneter Weise kleiner ist als jene der nicht
getrockneten kompakten Wabenkörper 10.
Der Förderkanal 550,
der zum Beispiel aus einem Kunststoff besteht und den Flüssigkeitsstrom
im Inneren abdeckt, hat stärkere
dielektrische Verlustcharakteristika (dielektrische Konstante oder dielektrischer
Verlustkoeffizient) für
das zu trocknende Objekt, das durch die Mikrowellen zu erwärmen ist,
als die Flüssigkeit,
die in einem molekularen Zustand verbleibt.
-
Dies
minimiert einen Energieverlust der Mikrowellen, die auf die kompakten
Wabenkörper 10 gestrahlt
werden, der in dem Trocknungsbad 50 platziert wird, was
durch das Vorhandensein des Übertrocknungsschutzelements 55 beeinträchtigt wird, wodurch
es möglich
ist, eine überschüssige Energie zu
absorbieren, die zum Trocknen verwendet wird.
-
Bei
dem Trocknungsgerät
des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels,
das vorstehend dargelegt ist, kann der Förderkanal 550 des Übertrocknungsschutzelements 55 vorzugsweise
so strukturiert sein, dass das Übertrocknungsschutzelement 55 und
der kompakte Wabenkörper 10 dielektrische
Konstanten oder dielektrische Verlustkoeffizienten in einer Größenbeziehung
aufweisen, die als „nicht
getrocknete kompakte Wabenkörper 10” > „Förderkanal 550” > „kompakte Wabenkörper 10 mit
einem jeweils vorgegebenem Wassergehalt (in einem Wertebereich von 1
bis 3% bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel) ausgedrückt wird,
der den „vollständig getrockneten Zustand
auf der Grundlage der Mikrowellen” darstellt.
-
Somit
kann das Übertrocknungsschutzelement 55 in
wirksamer Weise die überschüssigen Energien
der Mikrowellen für
die kompakten Wabenkörper
absorbieren, die jeweils eine dielektrische Konstante oder einen
dielektrischen Verlustkoeffizienten aufweisen, die ein Risiko einer Übertrocknung
hervorrufen, die kleiner sind als jene der kompakten Wabenkörper 10,
die jeweils einen vorgegebenen Wassergehalt aufweisen, der einen
vorbestimmten Zustand einer Beendigung des Trocknens darstellt. Auch
falls eine Änderung
wie zum Beispiel eine Änderung
der Schnittmaße
während
des Schneidschritts auftritt, oder Änderungen der Wärmekapazitäten der
kompakten Wabenkörper 10,
was durch eine Toleranz der Produktion der kompakten Wabenkörper 10 vor
dem Durchführen
des Trocknungsschritts verursacht wird, kann daher das Übertrocknungsschutzelement 55 eine Übertrocknung
der kompakten Wabenkörper 10 verhindern,
was durch die zusätzlichen
Energien der Mikrowellen verursacht wird, die zum Trocknen verwendet
werden.
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Der
Förderkanal 550 des Übertrocknungsschutzelements 55 kann
vorzugsweise aus einem wärmebeständigen Kunststoffmaterial
wie zum Beispiel „Teflon” (Marke)
geschaffen sein. Dies ermöglicht
es, dass der im Inneren des Trocknungsbads 50 befindliche
Förderkanal 550 aus
einem wärmebeständigen Kunststoffmaterial
besteht, wodurch es möglich
ist, dass der Kunststoffkanal in einem Layout auszubilden ist, der
zu einem zulässigen
Raum in dem Trocknungsbad 50 passt. Dementsprechend kann
das Übertrocknungsschutzelement 55 in
einfacher Weise in einem Bereich platziert werden, der zum Absorbieren
von zusätzlichen
Energien der Mikrowellen zum Trocknen verfügbar ist, während ein Energieverlust minimiert
wird, der durch das Vorsehen des Übertrocknungsschutzelements 55 verursacht
wird.
-
Bei
dem Trocknungsgerät
des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels,
das vorstehend dargelegt ist, kann des Weiteren das Trocknungsbad 50 vorzugsweise
eine Beschickungsbehandlungs-Bauart sein.
-
Im
Allgemeinen wird ein Trocknungsbad in ein so genanntes kontinuierliches
System (Fördersystem),
bei dem nicht getrocknete kompakte Wabenkörper kontinuierlich zu einem
Trocknungsbad gefördert
und kontinuierlich heraus genommen werden und in ein Beschickungssystem
klassifiziert, bei dem mehrere nicht getrocknete kompakte Wabenkörper in
dem Trocknungsbad platziert werden, und danach werden die getrockneten
kompakten Wabenkörper
aus dem Trocknungsbad heraus genommen.
-
Bei
dem Trocknungsbad, das als kontinuierliches System strukturiert
ist, das zum Beispiel ein Riemensystem verwendet, werden keine Mikrowellen
durch das Übertrocknungsschutzelement 55 absorbiert,
und es besteht die Gefahr, dass die Mikrowellen durch den Riemen
absorbiert werden. Bei einem derartigen kontinuierlichen System
werden die nicht getrockneten kompakten Wabenkörper kontinuierlich zu dem
Trocknungsbad in einer Förderbauart befördert, wobei
die nicht getrockneten kompakten Wabenkörper mit unregelmäßigen Wärmekapazitäten verbleiben.
Somit tritt in einfacher Weise eine Änderung der Trocknungszustände der
jeweiligen Werkstücke
auf. Außerdem ändern sich
die Trocknungszustände
der kompakten Wabenkörper,
die in dem Trocknungsbad der Förderbauart
mit unterschiedlichen Qualitäten
getrocknet werden, was durch die Änderung der Wärmekapazitäten der
nicht getrockneten kompakten Wabenkörper verursacht wird, im Zusammenhang
mit ihren unterschiedlichen Wärmekapazitäten. Dies
führt zu
einer Schwierigkeit beim Steuern der Abgaben der Mikrowellen, die
auf die Objekte zu strahlen sind, welche in dem Trocknungsbad der
Förderbauart
platziert sind.
-
Bei
dem Trocknungsgerät
des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
ist das Trocknungsbad 50 in der Beschickungsbauart strukturiert,
wodurch es möglich
ist, dass eine begrenzte Anzahl der nicht getrockneten kompakten
Wabenkörper 10 in
dem Beschickungs-Trocknungsbad 50 gelegt werden. Somit ermöglicht die
begrenzte Anzahl der nicht getrockneten kompakten Wabenkörper 10,
dass die Abgaben der Mikrowellen einfach gesteuert werden. Somit kann
das Übertrocknungsschutzelement 55 in
dem Trocknungsbad 50 platziert werden, mit der Folge von
einheitlichen Trocknungszuständen
der kompakten Wabenkörper,
wobei die getrockneten Zustände der
kompakten Wabenkörper
in weiter konstanten Niveaus aufrechterhalten werden.
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Bei
dem Trocknungsgerät
des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels,
das vorstehend dargelegt ist, hat darüber hinaus das Übertrocknungsschutzelement 55 den
ersten und den zweiten Kanal 552a, 552b, die an
den Ecken C1, C2 des Trocknungsbads 50 an dessen hinteren
Bereichen platziert sind, um die Strömungen F1, F2 der Flüssigkeit
CW einzulassen, die durch das Trocknungsbad 50 hindurch
tritt. Bei einer derartigen Struktur hat das Trocknungsbad 50 eine
relativ einfache Rohrstruktur ohne eine komplizierte Strömungsstruktur
für den
Flüssigkeitsstrom,
der durch das Übertrocknungsschutzelement 55 hindurch
tritt, das heißt
für den
Flüssigkeitsstrom, der
durch den Kanal 550 hindurch tritt.
-
Bei
dem Kanal 550, der mit der einfachen Rohrstruktur ausgebildet
ist, hat das Übertrocknungsschutzelement 55 einen
relativ großen
Freiheitsgrad hinsichtlich des Layouts in dem Trocknungsbad 50.
Dies minimiert einen Energieverlust der Mikrowellen, die auf die
nicht getrockneten kompakten Wabenkörper 10 gestrahlt
werden, die durch das Vorhandensein des Übertrocknungsschutzelements 55 beeinträchtigt werden.
Dies ermöglicht
es, dass das Übertrocknungsschutzelement 55 in
einfacher Weise in einem geeigneten Bereich angeordnet wird, der
zum Absorbieren von überschüssigen Energien
der Mikrowellen zum Trocknen verfügbar ist.
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Bei
dem Trocknungsgerät
des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels,
das vorstehend dargelegt ist, kann außerdem das Beschickungs-Trocknungsbad 50 vorzugsweise
den Aufnahmetisch 51 aufweisen, der als der Drehkörper dient,
wie zum Beispiel ein so genannter Drehtisch, an dem die vielen nicht getrockneten
kompakten Wabenkörper 10 an
festen Positionen platziert werden, der drehend angetrieben wird.
Der Aufnahmetisch 51 kann vorzugsweise mit den Durchgangslöchern zum
Einlassen von Dampfströmen
in die nicht getrockneten kompakten Wabenkörper 10 ausgebildet
sein.
-
Im
Allgemeinen hat der kompakte Wabenkörper 10 eine große Anzahl
an sich axial erstreckende Zellen 11, die durch die Zellwände 3 getrennt
sind, die in einer Wabenstruktur ausgebildet sind. Daher besteht
eine Gefahr eines Mangels, das hinsichtlich der Atmosphäre in dem
Trocknungsbad 50 auftritt, die in das Innere der Zellen 11 in
einem mittleren Bereich (nachfolgend auch als ein „mittlerer
Bereich eines Basismaterials” bezeichnet) 101 einzulassen
ist, und zwar im Gegensatz zu der Atmosphäre, die zu einem Flächenbereich
eingelassen wird (nachfolgend auch als ein „Umfangsflächenabschnitt des Basismaterials” bezeichnet).
Falls ein derartiger Mangel auftritt, besteht dann eine Gefahr einer
Verzögerung,
die hinsichtlich einer Trocknungsgeschwindigkeit des Basismaterials
des kompakten Wabenkörpers 10 auftritt.
-
Bei
dem Trocknungsgerät 5 des
gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels
lassen im Gegensatz dazu die in dem Aufnahmetisch 51 ausgebildeten
Durchgangslöcher
den Dampfstrom ein, der in einer sehr feuchten Atmosphäre gebildet
wird, und zwar in das Innere des kompakten Wabenkörpers 10.
Dies ermöglicht
es, dass der Dampfstrom durch das Basismaterial des kompakten Wabenkörpers 10 hindurch tritt,
wodurch es möglich
ist, das Basismaterial in einer hohen Geschwindigkeit zu trocknen.
-
Außerdem kann
jedes Durchgangsloch, das in dem Aufnahmetisch 51 ausgebildet
ist, vorzugsweise mit einem Durchmesser ausgebildet sein, der kleiner
ist als der Durchmesser des kompakten Wabenkörpers 10. Dies ermöglicht es,
dass eine veränderliche
Anzahl der kompakten Wabenkörper 10 an dem
Aufnahmetisch 51 platziert wird, der mit den Durchgangslöchern ausgebildet
ist, die jeweils den Durchmesser aufweisen, der kleiner ist als
der Durchmesser des kompakten Wabenkörpers 10.
-
Des
Weiteren kann das Trocknungsgerät 5 vorzugsweise
die Trocknungsfächer 59 aufweisen, die
jeweils an dem Aufnahmetisch 51 in Übereinstimmung mit den entsprechenden
Durchgangslöchern 521 angeordnet
sind (siehe 10), die darin ausgebildet sind,
um einen Gleitkontakt mit dem kompakten Wabenkörper 10 zu halten,
der sich während
seiner Trocknung wahrscheinlich dehnt oder zusammen zieht, den der
heiße
Luftstrom durchdringt. Somit wird der kompakte Wabenkörper 10,
der sich wahrscheinlich während
seiner Trocknung dehnt oder zusammen zieht, an dem Trocknungsfach 59 in
einem Gleitkontakt in einem Zustand platziert, in dem der heiße Luftstrom
durch den kompakten Wabenkörper 10 dringt.
Auch falls eine Wahrscheinlichkeit vorhanden ist, dass sich der
kompakte Wabenkörper 10 aufgrund
des Trocknens dehnt oder zusammen zieht, kann somit eine Reibung
zwischen dem kompakten Wabenkörper 10,
der einer Dehnung oder einem Zusammenziehen ausgesetzt wird, und
dem Trocknungsfach 59 minimiert werden. Dies ermöglicht es, dass
die Verformung des kompakten Wabenkörpers 10 an sich unterdrückt wird.
-
Dementsprechend
kann der Dampfstrom in einfacher Weise in das Innere des Basismaterials eingelassen
werden, der den kompakten Wabenkörper 10 bildet,
während
es ermöglicht
wird, dass die Verformung unterdrückt wird, die durch den kompakten
Wabenkörper 10 an
sich verursacht wird, der beim Fortschreiten eines Trocknungszustands
des kompakten Wabenkörpers 10 gedehnt
wird oder sich zusammen zieht.
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Insbesondere
können
die Trocknungsfächer 59 vorzugsweise
aus porösen
Körpern
mit Anordnungsflächen
bestehen, die den Endflächen 12 der kompakten
Wabenkörper 10 zugewandt
sind, die entsprechend mit Kunststofflagen ausgebildet sind.
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Somit
ermöglichen
es die Trocknungsfächer 59,
die jeweils aus dem porösen
Körper
bestehen, dass der Dampfstrom in das Innere der kompakten Wabenkörper 10 eingelassen
wird. Während
dessen haben die kompakten Wabenkörper 10, die jeweils aus
dem porösen
Körper
bestehen, erhöhte
Reibungswiderstände.
Da jedoch die Trocknungsfächer 59 die
Anordnungsflächen
aufweisen, die teilweise durch die Kunststofflagen ausgebildet sind,
werden sie entsprechend in einem Gleitkontakt mit den Endflächen der
kompakten Wabenkörper 10 gehalten. Auch
wenn eine Änderung
hinsichtlich der Größe des kompakten
Wabenkörpers 10 in
den Dehn- oder Zusammenziehphasen aufgrund der Trocknungswirkungen
auftritt, minimiert somit jede Kunststofflage der Trocknungsfächer 59 eine
Reibungskraft zwischen der Endfläche
des kompakten Wabenkörpers 10 und
der Anordnungsfläche
des Trocknungsfachs 59. Dies führt zu einem wirksamen Unterdrücken der Verformung
des kompakten Wabenkörpers 10 an sich.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Ein
zweites Ausführungsbeispiel,
bei dem die vorliegende Erfindung implementiert wird, wird nachfolgend
im Einzelnen beschrieben. In der folgenden Beschreibung bezeichnen
dieselben Bezugszeichen außerdem ähnliche
oder entsprechende Teile, und die Beschreibung konzentriert sich
auf die unterschiedlichen Punkte.
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Bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel,
das in der 9 gezeigt ist, werden die Mikrowellenerzeugungseinheiten
so gesteuert, dass sie den Trocknungsschritt in einem ersten und
in einem zweiten Schritt (I) und (II) in einem Zeitintervall T1
so durchführen,
dass bei dem ersten Schritt (I) die Mikrowellen auf die kompakten
Wabenkörper 10 mit
Abgaben Q1 in einem Zeitintervall T0 bestrahlt werden, und danach
werden die Abgaben (nachfolgend als Strahlungsabgaben bezeichnet)
der Mikrowellen auf Werte Q2 reduziert.
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Die 9 zeigt
eine Ansicht eines Beispiels eines Trocknungszustands eines Trocknungsprozesses
bezüglich
des gegenwärtigen
Ausführungsbeispiels,
die ein Trocknungsschema darstellt. Die 10 zeigt
eine schematische Ansicht eines Trocknungsgerätes 5A bezüglich des
zweiten Ausführungsbeispiels,
und sie zeigt eine übliche
Ansicht von Strömen
von Dampf und heißer
Luft, die zu einem Trocknungsbad 50A gefördert werden.
In der 9 gibt die Ordinate die Mikrowellenabgabe an,
und die Abszisse gibt die Zeit (T) an.
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In
der 9 entspricht eine Periode des Zeitintervalls T1
dem ersten Schritt (I) (bei dem Schritt S310 in der 4)
auf der Grundlage des Erwärmens
durch Mikrowellen, und eine Periode des Zeitintervalls T2 entspricht
dem zweiten Schritt (II) (bei dem Schritt S320 in der 4)
auf der Grundlage des Erwärmens
durch heiße
Luft. Ein Zeitintervall T1 + T2 stellt eine Zeitperiode dar, in
der die kompakten Wabenkörper 10 dem
Trocknungsprozess ausgesetzt werden. Des Weiteren stellt ein Zeitintervall
T3 einen Kühlschritt
dar, bei dem der Trocknungsprozess auf der Grundlage des Erwärmens durch
Mikrowellen und des Erwärmens
durch heiße
Luft beendet wird, und Betriebe werden ausgeführt, um die Mikrowellen, den
Dampfstrom und den heißen
Luftstrom zu beseitigen.
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Jede
Mikrowellenerzeugungseinheit 52 hat eine Abgabereguliereinrichtung
(nicht gezeigt) zum Regulieren der Mikrowellenabgaben. Wie dies
in der 9 gezeigt ist, wirkt die Abgabereguliereinrichtung zum
variablen Verringern der Mikrowellenabgabe auf Niveaus Q1 bis Q3
in den entsprechenden Zeitintervallen T0 bis T2. auch wenn die Abgabereguliereinrichtung
als eine Vorrichtungskonfiguration beschrieben wurde, die in der
Mikrowellenerzeugungseinheit 52 eingebaut ist, ist die
vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige Struktur beschränkt. Alternativ kann
die Abgabereguliereinrichtung in einer Steuervorrichtung (nicht
gezeigt) eingebaut sein, die die Mikrowellenerzeugungseinheiten 52,
die Befeuchtungseinheit 53 und die Heißlufterzeugungseinheit 54 steuert.
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Bei
dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel wird
der zweite Schritt (II) beim Zuführen
nur eines heißen
Luftstroms zu dem Trocknungsbad 50A durchgeführt, wobei
ihm keine Mikrowellen zugeführt werden.
Daher wird bei einem gegenwärtigen
Trocknungsschritt die Mikrowellenabgabe Q3 auf ein Nullniveau festgelegt,
was als Q3 = 0 ausgedrückt
wird.
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Bei
einer derartigen Struktur, wie sie vorstehend beschrieben ist, wird
die Mikrowellenabgabe auf einen Wert Q2 reduziert, was durch die
Beziehung angegeben wird, welche als Q1 > Q2 ausgedrückt wird, da der erste Schritt
(I) durchgeführt
wird, wobei ein Trocknungsprozess unter Verwendung der Mikrowellen
mit der vorgegebenen Abgabe Q1 begonnen wird, und das vorgegebene
Zeitintervall T0 verstreicht. Dies ermöglicht es, dass die Mikrowellenabgaben
in einem Zustand verringert werden, bei dem die kompakten Wabenkörper 10 auf
ein gewisses Maß getrocknet
werden. Dies unterdrückt
in wirksamer Weise ein Übertrocknen
der kompakten Wabenkörper 10.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Nun
wird das Trocknungsgerät 5A des
dritten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden Erfindung
nachfolgend unter Bezugnahme auf die 10 beschrieben,
um darzustellen, wie ein Dampfstrom mit hoher Temperatur und ein
heißer Luftstrom
in das Trocknungsbad 50A eingelassen werden.
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Die 10 zeigt
eine Ansicht eines Beispiels des Trocknungsgeräts 5A des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels,
und sie stellt die Ströme
von Dampf und heißer
Luft dar. In der 10 sind die Mikrowellenerzeugungseinheit 52 und
das Übertrocknungsschutzelement 55 zur
vereinfachten Darstellung weggelassen.
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Das
dritte Ausführungsbeispiel
kann auf das erste und das zweite Ausführungsbeispiel angewendet werden.
In der folgenden Beschreibung wird das dritte Ausführungsbeispiel
nachfolgend unter Bezugnahme auf das Trocknungsschema bei dem Trocknungsprozess
beschrieben, das bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben
wurde, und zwar zur vereinfachten Beschreibung.
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In
der 10 hat die Befeuchtungsvorrichtung 53 einen
Auslass 53a, durch den ein Dampfstrom hindurch strömt, der
von einem Boiler (nicht gezeigt) zugeführt wird, und ein Umschaltventil 533, das
zwischen dem Auslass 53a und dem Trocknungsbad 50A angeschlossen
ist, um den Dampfstrom einzulassen oder zu blockieren, der zu dem Trocknungsbad 50A gefördert wird.
Somit wird der Dampfstrom, der von der Befeuchtungsvorrichtung 53 zugeführt wird,
wahlweise dem Trocknungsbad 50A über das Umschaltventil 533 zugeführt.
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Die
Heißlufterzeugungseinheit 54 hat
eine Einlassluftblasvorrichtung 543 zum Einziehen eines Umgebungsluftstroms,
eine Heizeinheit (nachfolgend als eine „Heizvorrichtung” bezeichnet) 544 zum
Erwärmen
des Umgebungsluftstroms, der durch die Blasvorrichtung 543 eingezogen
wird, einen Heißlufthauptkanal 540 zum
Zuführen
eines Stroms A0 von heißer
Luft zu dem Trocknungsbad 50A, eine erste bis dritte Steuerklappe 546, 547, 548 zum
Steuern der Ströme
A1, A2 der heißen
Luft, die zu dem Trocknungsbad 50A zugeführt werden,
und eine Abgasblasvorrichtung 549 zum Ausblasen eines Abgases zur
Außenseite.
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Die
Einlassluftblasvorrichtung 543 und die Abgasblasvorrichtung 549 sind
allgemein bekannte Blasvorrichtungen. Zusätzlich ist die Heizvorrichtung 44 als
eine Heizvorrichtung zum Erwärmen
von Luft bekannt.
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Der
Heißlufthauptkanal 540 verzweigt
zu einem ersten und einem zweiten Heißluftkanal 540a, 540b,
damit der Strom A0 der heißen
Luft, der von der Heißlufterzeugungseinheit
zugeführt
wird, die aus der Einlassluftblasvorrichtung 543 und der
Heizvorrichtung 544 besteht, in eine erste und eine zweite Strömung A1,
A2 der heißen
Luft verzweigt wird. Die erste Steuerklappe 546 schaltet
eine Richtung um, in der der Strom A0 der heißen Luft zu dem ersten und dem
zweiten Heißluftkanal 540a, 540b strömt.
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Der
erste Heißluftkanal 540a,
der mit der Abgasblasvorrichtung 549 in einer Fluidverbindung
ist, hat eine stromabwärtige
Seite, die mit dem Trocknungsbad 50A über einen fünften Heißluftkanal 540e verbunden
ist. In einer Situation, bei der die erste Steuerklappe 546 die
Strömungsrichtung
zu dem ersten Heißluftkanal 540a umschaltet,
das heißt wenn
die erste Steuerklappe 546 geschlossen bleibt, wird der
Strom A0 der heißen
Luft, der durch den Heißlufthauptkanal 540 hindurch
tritt, nicht zu dem Trocknungsbad 50A zugeführt, und
er wird zur Außenseite
durch das Abgasventil 549 ausgelassen. Falls im Gegensatz
dazu die erste Steuerklappe 546 geöffnet ist, wird der Strom A0
der heißen
Luft, der durch den Heißlufthauptkanal 540 hindurch
tritt, zu dem Trocknungsbad 50A durch den zweiten Heißluftkanal 540b zugeführt.
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Der
zweite Heißluftkanal 540b hat
einen ersten und einen zweiten Abblasanschluss 541a, 541b, die
in dem Aufnahmetisch 51 münden, der in dem Trocknungsbad 50A platziert
ist, um den ersten und den zweiten Strom A1, A2 der heißen Luft
zu einem Bereich unter dem Aufnahmetisch 51 zuzuführen. Der
Aufnahmetisch 51 ist mit einer Vielzahl Durchgangslöcher 512 in Übereinstimmung
mit den jeweiligen Anordnungsflächen
der kompakten Wabenkörper 10 ausgebildet.
Somit werden der erste und der zweite Strom A1, A2 der heißen Luft
in das Innere der kompakten Wabenkörper 10 durch die
jeweiligen Durchgangslöcher 512 eingelassen.
Der zweite Heißluftkanal 540b hat
einen mittleren Abschnitt, der mit einem dritten Heißluftkanal 540c versehen
ist, der zum Einführen
eines Stroms OA1 der Außenluft
in das Trocknungsbad 50A vorgesehen ist. Eine zweite Steuerklappe 547 ist
in dem dritten Heißluftkanal 540c angebracht,
um Selbigen wahlweise zu öffnen und
zu schließen.
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Des
Weiteren hat das Trocknungsbad 50A eine Seitenwand mit
einem oberen Bereich 505e, der mit einem vierten Heißluftkanal 540d versehen
ist, in dem eine dritte Steuerklappe 548 eingebaut ist,
um die Zufuhr eines Stroms A2 der Außenluft zu steuern, die als
ein Kühlluftstrom
für das
Trocknungsbad 50A dient.
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Nun
wird der Betrieb des Trocknungsgeräts 5A des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels
nachfolgend unter Bezugnahme auf die Ströme von Dampf und heißer Luft
mit dem Trocknungsschema des Trocknungsprozesses beschrieben. Bei
dem ersten Schritt (I), bei dem der Trocknungsschritt auf die Bestrahlung
mit Mikrowellen beruht, ist keine heiße Luft erforderlich, und somit
bleibt die erste Steuerklappe 546 in einer geschlossenen
Position 546a. Dabei strömt der Strom A0 der heißen Luft
durch den ersten Heißluftkanal 540 hindurch,
um durch die Abgasblasvorrichtung 549 zur Außenseite
ausgelassen zu werden, auch wenn der Strom A0 der heißen Luft aus
der Heißlufterzeugungseinheit
zugeführt
wird.
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Während dessen
wird ein Dampfstrom, der von der Befeuchtungsvorrichtung 53 zugeführt wird, durch
das Umschaltventil 533, das geöffnet ist, zu dem Trocknungsbad 50A als
ein Dampfstrom mit hoher Temperatur gefördert. Dabei ist die dritte
Steuerklappe 548, die in dem vierten Heißluftkanal 540d eingebaut
ist, in einem fluiddichten Modus geschlossen, wobei kein Strom OA2
der Außenluft,
die als die Kühlluft
dient, in das Trocknungsbad 50A hinein strömt. Somit
wird der Dampfstrom, der zu dem Trocknungsbad 50 befördert wird,
schnell in dem Trocknungsbad 50A gefüllt.
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Des
Weiteren ist die zweite Steuerklappe 547 in einem Modus
zum Einlassen einer Außenluftströmung geöffnet, wodurch
der Strom OA1 der Außenluft
in das Trocknungsbad 50 durch den ersten und den zweiten
Abblasanschluss 541a, 541b eingelassen wird, was
eine Konvektionskrümmung
in dem Dampfstrom hervorruft, der in dem Trocknungsbad 50A vorhanden
ist. Der Konvektionsstrom tritt bei dem Dampfstrom in dem Trocknungsbad 50A so
auf, dass sich der Dampfstrom zu einem Bereich unter dem Aufnahmetisch 59 orientiert.
Dies ermöglicht
es, dass der Dampfstrom in wirksamer Weise in die kompakten Wabenkörper 10 hinein
strömt.
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Darüber hinaus
wird der Aufnahmetisch 59 in einer vorstehend beschriebenen
Art und Weise drehend angetrieben, um zu ermöglichen, dass die Mikrowellen
auf die kompakten Wabenkörper 10 gestrahlt
werden, die an dem Aufnahmetisch 59 platziert sind, während es
ermöglicht
wird, dass die Dampfströme
einheitlich in die kompakten Wabenkörper 10 eintreten.
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Als
Nächstes
wird bei dem zweiten Schritt (II), bei dem der Trocknungsschritt
mit dem Strom der heißen
Luft durchgeführt
wird, die Zufuhr der Mikrowellen zu dem Trocknungsbad 50A unterbrochen, während die
Zufuhr der heißen
Luft zu dem Trocknungsbad 50A von der Heißlufterzeugungsquelle
begonnen wird.
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In
diesem Fall kann der Strom A0 der heißen Luft vorzugsweise zu dem
Trocknungsbad 50A befördert
werden, während
die Zufuhr des Dampfstroms dorthin unterbrochen wird. Somit wird
bei dem zweiten Schritt (II) der Strom A0 der heißen Luft
zu dem Trocknungsbad 50A befördert, und der Dampfstrom wird
aus diesem ausgelassen. Daher wird der erste Schritt (I) beendet,
um die kompakten Wabenkörper 10 durch
Mikrowellen zu trocknen, und danach wird der zweite Schritt (II)
durchgeführt,
wobei der Strom mit der sehr feuchten Atmosphäre aus dem Trocknungsbad 50A beseitigt
wird. Dies ermöglicht
es, dass die kompakten Wabenkörper 10 in
wirksamer Weise unter Verwendung des heißen Luftstroms getrocknet werden.
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Während des
Betriebs bei dem zweiten Schritt (II) wird die erste Steuerklappe 546 in
den geschlossenen Zustand versetzt. Daher wird der Strom A0 der
heißen
Luft zu dem zweiten Heißluftkanal 540b zugeführt, von
dem der Strom A0 in zwei Ströme
A1, A2 der heißen
Luft verzweigt wird, und zwar für
eine Zufuhr zu dem Trocknungsbad 50A über den ersten und den zweiten
Abblasanschluss 541a, 541b. Während einer derartigen Zufuhr
der Heißluftströme zu dem
Trocknungsbad 50A bleibt die zweite Steuerklappe 547 geschlossen.
Dies ermöglicht
es, dass der gesamte Strom A0 der heißen Luft, der von der Heißlufterzeugungsquelle
zugeführt
wird, in das Trocknungsbad 50A eingeführt wird, wodurch es möglich wird,
dass die Ströme
A1, A2 der heißen
Luft die kompakten Wabenkörper 10 sofort
erwärmen
und trocknen, die an dem Aufnahmetisch 51 platziert sind.
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Des
Weiteren wird in diesem Moment die dritte Steuerklappe 548 geöffnet, wobei
die Abgasblasvorrichtung 549 betrieben wird. Dabei lässt die Abgasblasvorrichtung 549 den
Dampfstrom aus dem Trocknungsbad 50A zur Außenseite
aus, während ein
Außenluftstrom
ohne einen Einschluss von Dampf mit hoher Temperatur in das Trocknungsbad 50A über den
vierten Heißluftkanal 549d eingezogen wird.
Dies beschleunigt das Auslassen des Stroms aus dem Trocknungsbad 50A.
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Bei
dem Kühlschritt
besteht dann kein Bedarf, den Trocknungsbetrieb durchzuführen, und
weder die Zufuhr der Mikrowellen noch der heißen Luft zu dem Trocknungsbad 50A wird
unterbrochen. Wenn die zweite und die dritte Steuerklappe 547, 548 geschlossen
beziehungsweise geöffnet
bleiben, lässt die
Abgasblasvorrichtung 549 die Ströme des Dampfes und der heißen Luft
aus dem Trocknungsbad 50A aus. Nachfolgend werden die getrockneten
kompakten Wabenkörper 10 aus
dem Trocknungsbad 50A durch die Tür 501 heraus genommen.
In diesem Moment werden die Ströme
des Dampfes und der heißen
Luft in dem Trocknungsbad 50A beseitigt oder minimiert.
Dies ermöglicht
es, dass die getrockneten kompakten Wabenkörper 10 sofort aus
dem Trocknungsbad 50A heraus genommen werden, während es
sofort ermöglicht
wird, dass die nicht getrockneten kompakten Wabenkörper 10 in
das Trocknungsbad 50A gelegt werden, wodurch die erhöhte Produktivität erreicht
wird.
-
(Anderes Ausführungsbeispiel)
-
Während das
spezifische Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vorstehend im Einzelnen beschrieben wurde,
so ist dem Fachmann offensichtlich, dass mannigfaltige Abwandlungen
und Alternativen zu diesen Einzelheiten angesichts der allgemeinen
Lehre der Offenbarung entwickelt werden können. Dementsprechend soll
die offenbart, besondere Anordnung nur der Darstellung dienen, und sie
beschränkt
nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung.
- (1)
Bei dem Trocknungsverfahren und dem Trocknungsgerät des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels,
das vorstehend dargelegt ist, können
die kompakten Wabenkörper 10,
die bei dem Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers der
vorliegenden Erfindung getrocknet werden, ohne ein Auftreten einer
Rissbildung oder Verzug getrocknet werden, während das Übertrocknen verhindert wird.
Somit kann die vorliegende Erfindung auch das Verfahren zum Herstellen
des kompakten Wabenkörpers
angewendet werden, das die Schritte zum Trocknen des kompakten Wabenkörpers 10 und
zum nachfolgenden Brennen des kompakten Wabenkörpers 10 beinhaltet.
Dies verhindert eine Übertrocknung
der kompakten Wabenkörper 10,
ohne dass irgendein Defekt, wie zum Beispiel eine Rissbildung oder Verzüge bei dem
kompakten Wabenkörper 10 in einer
Phase vor dem Brennschritt auftritt. Dies unterdrückt die
Rissbildung oder die Verformung, die bei dem kompakten Wabenkörper 10 dann
auftreten würden,
wenn Additive wie zum Beispiel ein Formhilfsmittel (Binder) bei
einem Trennprozess beseitigt werden.
- (2) Während
bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel der Kanal des Übertrocknungsschutzelements 55 unter
Bezugnahme auf eine Struktur beschrieben wurde, die aus „Teflon” (Marke)
besteht, ist die vorliegende Erfindung nicht auf ein derartiges
Material beschränkt,
und es kann irgendein anderes Kunststoffmaterial verwendet werden,
sofern das Kunststoffmaterial wärmebeständig ist.
- (3) Bei dem vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiel wurde der Flüssigkeitsstrom,
der durch das Übertrocknungsschutzelement 55 hindurch zirkuliert,
als der Kühlwasserstrom
beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine
derartige Flüssigkeit
beschränkt, und
es kann irgendeine andere Flüssigkeit
wie zum Beispiel Öl
oder dergleichen verwendet werden.
-
Ein
Verfahren zum Herstellen eines kompakten Wabenkörpers und ein Trocknungsgerät für ein derartiges
Herstellungsverfahren sind offenbart. Der kompakte Wabenkörper wird
durch Mischen eines Keramik bildenden Rohmaterials, eines Formhilfsmittels
und Wasser, durch Kneten des resultierenden Gemischs zu einer Wabenform,
um den kompakten Wabenkörper
auszubilden, und durch Trocknen des kompakten Wabenkörpers bei
einer Bestrahlung durch Mikrowellen in einer sehr feuchten Atmosphäre hergestellt.
Das Trocknungsgerät
hat ein Trocknungsbad, das darin den kompakten Wabenkörper aufnimmt,
und das ein Übertrocknungsschutzelement
aufweist, welches in einem Bestrahlungsbereich der Mikrowellen so
angeordnet ist, dass ein Flüssigkeitsstrom
hindurch zirkuliert.