DE102018002073A1 - Düsenkasten für eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Gipsplatten - Google Patents
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Abstract
Ein Düsenkasten (7, 7') ist in einer Trocknungsvorrichtung in Querrichtung zu einer in der Trocknungsvorrichtung mittels Trocknungsluft zu trocknenden Platte (8) angeordnet. Der Düsenkasten (7, 7') weist wenigstens in einer zu der Strömungsrichtung der Trocknungsluft in dem Düsenkasten (7, 7') senkrechten Richtung eine konische Form und eine mit Düsen (18) versehene, der Platte (8) zugewandte Trocknungsfläche auf, wobei die Trocknungsluft aus einer Mehrzahl von in Reihen in der Trocknungsfläche angeordneten Düsen (18) auf die Platte (8) strömt. Der Düsenkasten (7, 7') ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Summe der Öffnungen der Düsen (18) je Quadratmeter zu der Trocknungsfläche weniger als 1,1 % beträgt.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Düsenkasten, der in einer Trocknungsvorrichtung in Querrichtung zu einer in der Trocknungsvorrichtung mittels Trocknungsluft zu trocknenden Platte angeordnet ist, der in wenigstens einer zu der Strömungsrichtung der Trocknungsluft in dem Düsenkasten senkrechten Richtung eine konische Form aufweist und der eine mit Düsen versehene, der Platte zugewandte Trocknungsfläche aufweist, wobei die Trocknungsluft aus einer Mehrzahl von in Reihen in der Trocknungsfläche angeordneten Düsen auf die Platte strömt.
- Eine Trocknungsvorrichtung dient zum Trocknen von Platten, die in Etagen durch einen von der Trocknungsvorrichtung umfassten Trocknungsraum führbar sind, wobei die Platten in der Trocknungsvorrichtung durch in einem Deckenkasten erzeugte und anschließend über einen Druckraum in Düsenkästen eingeleitete Trocknungsluft zum Trocknen in Kontakt bringbar sind und die Trocknungsluft nach Aufnahme von Feuchtigkeit aus den Platten über einen Saugraum abführbar ist.
- Das Trocknen plattenartiger Materialien wie Gipsplatten erfolgt vorzugsweise durch einen überwiegend konvektiven Wärmeübergang in der Form des Überströmens von erwärmter Luft. Die in der Regel über mehrere Etagen angeordneten Platten werden mit Hilfe von Fördereinrichtungen wie Rollenbahnen oder Siebbändern durch den Trockner geführt. Nach dem Stand der Technik werden Trocknungsanlagen meist im Umluftbetrieb betrieben. Die Trocknungsluft wird hierbei mehrfach an die Platten herangeführt und nach jedem Kontakt erneut erwärmt. Die Luft reichert sich auf diese Weise zunehmend mit Feuchtigkeit an, nur ein kleiner Teil der Trocknungsluft wird an die Umgebung als Abluft abgegeben, um Feuchtigkeit und Rauchgase in die Umgebung abzuführen. Ein Unterscheidungsmerkmal verschiedener Trocknerbauarten bildet die Art der Luftführung über dem Trocknungsgut. Die Luft kann im Wesentlichen in der Form einer Querbelüftung, einer Längsbelüftung, oder einer so genannten Prallstrahlbelüftung an die Platte geführt werden.
- Bei der Querbelüftung wird die Trocknungsluft von der Seite, quer zur Förderrichtung des plattenartigen Materials, über das Trocknungsgut geführt. Da sich die Trocknungsluft bei ihrem Weg über das Trocknungsgut zunehmend abkühlt, ergeben sich dadurch über die Breite unterschiedliche Trocknungsgeschwindigkeiten. Deshalb wird dieses Verfahren bei empfindlichen Materialien wie Gipskartonplatten nicht angewendet. Bei der Längsbelüftung wandert die Trocknungsluft über einen langen Weg entlang der Längsachse des Trockners, überströmt dabei die Platte, trocknet diese und kühlt dadurch stark ab. Die Trocknungsluft kann somit bei niedrigen Temperaturen, energetisch besonders günstig nahe dem Taupunkt der Trocknungsluft, abgeführt werden. Zur Erwärmung von Frischluft mit Hilfe eines Wärmetauschers kann dann gezielt Kondensationswärme genutzt werden.
- Bei der Prallstrahlbelüftung wird die Trocknungsluft von der Seite der Trocknungsanlage in auch als Trocknungskammern bezeichneten Düsenkästen, herangeführt und über Luftaustrittsdüsen senkrecht auf die Oberfläche des Trocknungsguts geblasen. Von dort strömt diese Luft zur gegenüber liegenden Seite der Trocknungsanlage. Nach ähnlichem Aufbau arbeitende Trockner sind mittlerweile weltweit verbreitet. Zu ihren Vorzügen zählen, dass durch den Aufbau aus vielen, relativ kurzen Trocknungskammern, welche jeweils einzeln belüftet und beheizt werden können, die gewünschte Trocknungstemperatur und das Klima über die Länge des Trockners frei gewählt werden können. Somit können die Trocknungsbedingungen an die Bedürfnisse des Trocknungsguts angepasst werden. Der Trockner ist zudem, z. B. bei Produktwechseln, ausgezeichnet regelbar. Durch den guten Wärmeübergang bei der Prallstrahlanströmung können solche Trockner deutlich kürzer gebaut werden als vergleichbare mit Längsbelüftung überströmte Trockner. Durch Verstellen der Düsenkastenneigung kann zudem eine sehr gleichmäßige Trocknung über die Breite des Trocknungsgutes erzielt werden. Die Abluft jeder Kammer wird einzeln abgeleitet und gesammelt. Da hierunter auch Kammern mit verfahrensbedingt hohen Trocknungstemperaturen gehören, ergibt sich eine insgesamt hohe Ablufttemperatur. Auch unter Verwendung eines Wärmetauschers kann die in der Abluftfeuchte enthaltene Kondensationswärme kaum sinnvoll genutzt werden kann.
- Eine solche Anlage wird in der
DE 19 46 696 A zur Trocknung von Gipsplatten beschrieben. Eine Trocknerkammer ist so gestaltet, dass ein möglichst hoher Wärmeeintrag und eine möglichst gleichmäßige Trocknung über die Breite des Trocknungsgutes gewährleistet werden. - Aus der
DE 26 13 512 A1 ist eine Trocknungsanlage bekannt, bei der ein zweistufiges Trocknungsverfahren zum Einsatz kommt. Hierbei wird die zweite Trocknungsstufe unter Zwischenschaltung eines Wärmetauschers aus der Abluft der ersten Trocknerstufe beheizt. Die Platten sollen in der ersten Trocknerstufe mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchte und in der zweiten Trocknerstufe mit relativ niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchte getrocknet werden. Die erste Stufe ist hierbei längsbelüftet, die zweite Stufe querbelüftet. - Aus
DE 10 2009 059 822 B4 ist ein Verfahren zum Trocknen von Platten bekannt, die in Etagen durch eine in Trocknungskammern aufgeteilte Vorrichtung geführt werden, wobei die Platten in einer Trocknungsvorrichtung mittels Prallstrahlbelüftung mit der Trocknungsluft in Kontakt gebracht werden und wobei die Prallstrahlbelüftung mittels querbelüfteter Düsenkästen gewährleistet wird. Hierbei ist die Trocknungsvorrichtung eine Haupttrocknungsstufe oder eine Endtrocknungsstufe in einer Trocknungsanlage. Eine Trocknungsanlage kann eine Mehrzahl von nach dem Prinzip der Prallstrahlbelüftung funktionierenden Trocknungszonen aufweisen, wie ausDE 10 2005 017 187 B4 bekannt ist. - Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den bekannten Düsenkasten so zu verbessern, dass bei gleicher Ventilatorleistung eine intensivere Trocknung erreicht wird und dass die Verwendung niedrigerer Trocknungstemperaturen ermöglicht wird, um Energie einzusparen.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wie in Patentanspruch 1 angegeben.
- Bei einer Verringerung des Verhältnisses der Summe der Öffnungen der Düsen je Quadratmeter zu der Trocknungsfläche auf einen Wert von weniger als 1,1 %, wie dies gemäß der Erfindung vorgesehen ist, ergibt sich zwar eine Verschlechterung der Trocknungsleistung. Bei gleicher Luftmenge ergibt sich jedoch eine höhere Luftaustrittsgeschwindigkeit, die mit einer Intensivierung der Trocknung verbunden ist. Damit steigt aber gleichzeitig auch der Druckverlust an den Düsen, was zwar die Luftverteilung begünstigt, aber den Stromverbrauch erhöht. Eine Reduzierung der Luftmenge ließe als Einzelmaßnahme eher eine Verschlechterung der Trocknung erwarten. Überraschenderweise zeigt sich aber, dass sich durch eine Reduzierung der Umluftmenge bei Verringerung des nach dem Stand der Technik üblichen Wert des Verhältnisses der Summe der Öffnungen der Düsen je Quadratmeter zu der Trocknungsfläche ein Betrieb der Trocknung einstellen lässt, bei dem der Stromverbrauch nicht höher ist als bei einem Trocknungsverfahren nach dem Stand der Technik, die Trocknung aber trotzdem noch deutlich intensiver ist wie bei der Standardausführung. Somit wird bei gleichbleibendem Stromverbrauch eine bessere Trocknung erreicht.
- Der Druckverlust an der Düse ist höher und die Strömung im gesamten Trocknungsfeld wegen der geringeren Luftmenge ruhiger. Beide Umstände verbessern aber die Luftverteilung über die Anzahl an Etagen und über die Trocknerbreite, so dass im Ergebnis ein höherer Wirkungsgrad der Trocknungsluft erreicht wird.
- Als vorteilhaft an dem erfindungsgemäß ausgestalteten Düsenkasten erweist sich eine deutliche Reduzierung von zu stark erhitzten Zonen der Platten in deren Seitenbereich. Zusätzlich lässt sich eine mit erfindungsgemäß aufgebauten Düsenkästen ausgerüstete Trocknungsvorrichtung mit geringerem Aufwand in Betrieb nehmen als herkömmliche Trocknungsvorrichtungen. Auch der Wartungsaufwand reduziert sich. Zudem wird die Luftverteilung über den eine Mehrzahl von Etagen mit jeweils nebeneinander angeordneten Düsenkästen ausgebildeten Trocknerraum verbessert. Es wird ein höherer Druckverlust an den Düsen bewirkt; die Umluft der Trocknungsluft wird reduziert.
- Insgesamt wird somit eine effizientere Trocknung eines plattenförmigen Guts, insbesondere von Gipsplatten, erreicht wird; es wird eine gleichmäßigere Verteilung der Trocknungsluft auf den zu trocknenden Platten erzielt.
- Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich plattenförmige Materialien mit einem im Vergleich zum Stand der Technik geringeren Aufwand an Energie mittels Prallstrahlbelüftung schonend trocknen.
- Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Mit Vorteil trägt zu einer gleichmäßigen Strömung der Trocknungsluft auch bei, wenn die Umluftmenge pro Quadratmeter Trocknungsfläche weniger als 0,13 m3 / m2 beträgt
- Wenn die Düsen einen Durchmesser von weniger als 10 mm haben, wird ebenfalls eine gleichmäßige Trocknung begünstigt.
- In vorteilhafter Weise beträgt die Geschwindigkeit der aus den Düsen austretenden Trocknungsluft zwischen 17 und 21 m/s.
- Auch durch die Wahl eines Abstands von mehr als 60 mm zwischen den Düsen wird die Luftströmung vergleichmäßigt.
- Mit Vorteil sind die Düsen in drei, in Längsrichtung des Düsenkastens verlaufenden Reihen angeordnet sind.
- Vorzugsweise haben die Reihen einen Abstand von 55 mm bis 80 mm haben.
- Alternativ sind die Düsenkästen nur in der senkrechten Raumrichtung konisch gebaut, oder sie sind zusätzlich auch in einer weiteren, zur Strömungsrichtung der Trocknungsluft in den Düsenkästen konisch aufgebaut.
- Zur Erzielung einer besseren Ausrichtung der Wärmestrahlung des Düsenkastens auf die zu trocknende Platte ist zusätzlich an seinen beiden Längsseiten seitlich der Düsenreihen in Richtung zu der zu trocknenden Platte jeweils ein Strahlungsblech angeordnet. Dadurch verbessern sie die Trocknung im Seitenbereich des Düsenkastens, weil sie die Strahlungswärme des Düsenkastens in Richtung zu der Gipsplatte bündeln.
- Vorzugsweise beträgt der Abstand der Düsen zu der Platte wenigstens 22 mm und erreicht einen maximalen Wert von 50 mm.
- Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Platten, die in Etagen durch einen von der Trocknungsvorrichtung umfassten Trocknungsraum führbar sind, wobei die Platten in der Trocknungsvorrichtung durch in einem Deckenkasten erzeugte und anschließend über einen Druckraum in Düsenkästen eingeleitete Trocknungsluft zum Trocknen in Kontakt bringbar sind und die Trocknungsluft nach Aufnahme von Feuchtigkeit aus den Platten über einen Saugraum abführbar ist, wobei die Trocknungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Mehrzahl von Düsenkasten aufweist, die aufgebaut sind, wie oben angegeben.
- Nachstehend wird der erfindungsgemäße Düsenkasten anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt einer Trocknungsvorrichtung mit einem Druckraum, einem Trocknungsraum sowie einem Saugraum, -
2 eine seitliche Ansicht zweier Düsenkästen gemäß1 , die übereinander zwischen jeweils zu trocknenden Platten angeordnet sind, -
3 eine Draufsicht auf die einer zu trocknenden Platte zugewandte Seite eines doppeltkonischen Düsenkastens und -
4 eine isometrische Ansicht des einem Saugraum der Trocknungsvorrichtung zugewandten Endbereichs des Düsenkasten gemäß2 . - In einer Trocknungsvorrichtung (
1 ) eines querbelüfteten Gipsplattenkühlers strömt Trocknungsluft, deren Strömungsrichtung durch Pfeile bezeichnet ist. Vorgewärmte Frischluft wird einem Brenner1 als Verbrennungsluft2 zugeführt. Die Weiterleitung der durch den Brenner1 erhitzten Luft erfolgt über einen Umluftventilator4 in einen Druckraum5 . Der Druckraum5 dient der gleichmäßigen Verteilung der Luft in die einzelnen Etagen eines Trocknungsraumes6 . Die Luft wird dabei zunächst in Düsenkästen7 gedrückt, von welchen sie über Lochdüsen, welche an der Ober- bzw. Unterseite der Düsenkästen angeordnet sind, senkrecht auf Gipsplatten8 oder andere, zu trocknende Platten geblasen wird. Die Platten8 liegen auf Tragrollen auf und werden mittels einer (hier nicht näher erläuterten) Transporteinrichtung senkrecht zur Betrachtungsebene von1 gefördert. Die Tragrollen sind zwischen und leicht oberhalb der Düsenkästen7 angeordnet, so dass die Trocknungsluft zwischen den Tragrollen auf die Platten8 strömt. - Um eine optimale Strömung und Einbringung der Trocknungsluft aus einem Deckenkasten
11 in den Druckraum5 und aus diesem über die Düsenkästen7 entlang den Platten8 in einen Saugraum9 zu gewährleisten, ist die Breite des Druckraums5 im Verhältnis zu der Breite des Saugraums9 größer. Zur Führung des Luftstroms können Leitbleche12 ,13 ,14 und15 vorgesehen sein; zur Vergleichmäßigung des Luftstroms ist ferner ein Luftgleichrichter16 vorhanden. - Ein Teil der Trocknungsluft, welcher in der Summe im Wesentlichen den Verbrennungsgasen, der Frischluft, sowie dem durch die Trocknung erzeugten Wasserdampf entspricht, entweicht über eine Abluftableitung
10 . An dem Brenner1 schließt sich der Umluftkreis. - Zwei Düsenkästen
7 (2 ) sind jeweils zwischen zwei zu trocknenden Platten7 angeordnet. An der dem Saugraum9 zugewandten Seite sind sie durch ein zur Befestigung dienendes Element17 voneinander beabstandet.3 zeigt einen doppeltkonischen Düsenkasten7' , der sich im Unterschied zu den Düsenkästen7 auch in der mit Düsen18 versehenen Ebene, aus der die Luft zu der zu trockenden Platte8 strömt, ebenfalls zu der Seite des Saugraums9 hin verjüngt. - Auf der jeweils einer Platte
8 zugewandten Seite ist jeder Düsenkasten7 mit in jeweils drei Reihen angeordneten Düsen18 versehen, aus denen die Trocknungsluft zu der jeweiligen Platte8 strömt. - An der dem Saugraum
9 zugewandten Seite weisen die Düsenkästen7 oberhalb bzw. unterhalb eines Schließblechs19 (4 ) einen Schlitz20 auf, durch den Verschmutzungen aus dem Düsenkasten7 entfernt werden können. Zusätzlich sind Strahlungsbleche21 an jeder Längsseite der Fläche der Düsenkästen7 angeordnet, die der zu trocknenden Platte8 zugewandt ist. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 1946696 A [0006]
- DE 2613512 A1 [0007]
- DE 102009059822 B4 [0008]
- DE 102005017187 B4 [0008]
Claims (12)
- Düsenkasten (7, 7'), der in einer Trocknungsvorrichtung in Querrichtung zu einer in der Trocknungsvorrichtung mittels Trocknungsluft zu trocknenden Platte (8) angeordnet ist, der in wenigstens einer zu der Strömungsrichtung der Trocknungsluft in dem Düsenkasten (7, 7') senkrechten Richtung eine konische Form aufweist und der eine mit Düsen (18) versehene, der Platte (8) zugewandte Trocknungsfläche aufweist, wobei die Trocknungsluft aus einer Mehrzahl von in Reihen in der Trocknungsfläche angeordneten Düsen (18) auf die Platte (8) strömt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Summe der Öffnungen der Düsen (18) je Quadratmeter zu der Trocknungsfläche weniger als 1,1 % beträgt.
- Düsenkasten (7, 7') nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umluftmenge pro Quadratmeter Trocknungsfläche weniger als 0,13 m3 / m2 beträgt. - Düsenkasten (7, 7') nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen Öffnungen mit einem Durchmesser von weniger als 10 mm haben. - Düsenkasten (7, 7') nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der aus den Düsen austretenden Trocknungsluft zwischen 17 und 21 m/s beträgt. - Düsenkasten (7, 7') nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen einen Abstand von mehr als 60 mm zueinander haben. - Düsenkasten (7, 7') nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen in drei, in Längsrichtung des Düsenkastens verlaufenden Reihen angeordnet sind. - Düsenkasten (7, 7') nach
Anspruch 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reihen einen Abstand von 55 mm bis 80 mm haben. - Düsenkasten (7) nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass er nur in der senkrechten Raumrichtung konisch gebaut ist. - Düsenkasten (7, 7') nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass er an seinen beiden Längsseiten seitlich der Düsenreihen in Richtung zu der Platte (8) jeweils ein Strahlungsblech (21) aufweist. - Düsenkasten (7, 7') nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Düsen (18) zu der Platte (8) wenigstens 22 mm beträgt. - Düsenkasten (7') nach einem der
Ansprüche 1 bis10 , dadurch gekennzeichnet, dass er eine doppeltkonische Form aufweist. - Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Platten (8), die in Etagen durch einen von der Trocknungsvorrichtung umfassten Trocknungsraum (6) führbar sind, wobei die Platten (8) in der Trocknungsvorrichtung durch in einem Deckenkasten (11) erzeugte und anschließend über einen Druckraum (5) in Düsenkästen (7, 7') eingeleitete Trocknungsluft zum Trocknen in Kontakt bringbar sind und die Trocknungsluft nach Aufnahme von Feuchtigkeit aus den Platten (8) über einen Saugraum (9) abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Mehrzahl von Düsenkasten (7, 7') nach einem der
Ansprüche 1 bis11 aufweist.
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