DE102018219289B3

DE102018219289B3 - Method and device for loading a material web with a gas stream

Info

Publication number: DE102018219289B3
Application number: DE102018219289.8A
Authority: DE
Inventors: Daniel Eggerath
Original assignee: Fmp Tech Fluid Measurements & Projects GmbH; FMP Tech GmbH Fluid Measurements and Projects
Current assignee: Fmp Tech Fluid Measurements & Projects GmbH; FMP Tech GmbH Fluid Measurements and Projects
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2038-11-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beaufschlagung einer Materialbahn (5) mit einem Gasstrom. In diesem Verfahren wird die Materialbahn (5) entlang einer Transportrichtung (W) transportiert. Während dieses Transports richtet eine Strömungseinrichtung (1) den Gasstrom über eine Mehrzahl von Gasaustrittskörpern (2), die in Transportrichtung (W) nebeneinander angeordnet sind, auf eine Oberfläche der Materialbahn (5), um einen Wärmeaustausch zwischen dem Gasstrom und der Materialbahn (5) zu bewirken. Eine Oberfläche eines jeweiligen Gasaustrittskörpers (2) ist dabei eine Gasaustrittsfläche (3), welche der Oberfläche der Materialbahn (5) gegenüber liegt und über welche der Gasstrom aus dem jeweiligen Gasaustrittskörper (1) als laminare Strömung austritt. Der Gasstrom wird mittels der Strömungseinrichtung (1) nach dem Wärmeaustausch über einen oder mehrere Zwischenräume (7) abgeführt, wobei ein jeweiliger Zwischenraum (7) zwischen benachbarten Gasaustrittskörpern (2) ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Größe eines jeweiligen Zwischenraums (7), die Größe der Gasaustrittsfläche (3) eines jeweiligen Gasaustrittskörpers (2), die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms bei Austritt aus einem jeweiligen Gasaustrittskörper (2) über die Gasaustrittsfläche (3) sowie der Abstand zwischen der Gasaustrittsfläche (3) eines jeweiligen Gasaustrittskörpers (2) und der gegenüber liegenden Oberfläche der Materialbahn (5) derart eingestellt sind, dass an dem Übergang (U, U') eines jeweiligen Gasaustrittskörpers (2) zu jedem daran angrenzenden Zwischenraum (7) der Wärmeübertragungskoeffizient (α) zwischen Gasstrom und Materialbahn (5) zunimmt.The invention relates to a method for loading a material web (5) with a gas stream. In this method, the material web (5) is transported along a transport direction (W). During this transport, a flow device (1) directs the gas flow over a plurality of gas outlet bodies (2), which are arranged next to one another in the transport direction (W), onto a surface of the material web (5) in order to heat exchange between the gas stream and the material web (5 ) to effect. A surface of a respective gas outlet body (2) is a gas outlet surface (3) which lies opposite the surface of the material web (5) and via which the gas stream exits from the respective gas outlet body (1) as a laminar flow. The gas stream is removed by means of the flow device (1) after the heat exchange via one or more intermediate spaces (7), wherein a respective intermediate space (7) between adjacent gas outlet bodies (2) is formed. The inventive method is characterized in that the size of a respective intermediate space (7), the size of the gas outlet surface (3) of a respective gas outlet body (2), the average flow velocity of the gas stream at the exit from a respective gas outlet body (2) via the gas outlet surface ( 3) and the distance between the gas outlet surface (3) of a respective gas outlet body (2) and the opposite surface of the material web (5) are set such that at the transition (U, U ') of a respective gas outlet body (2) to each adjacent intermediate space (7) of the heat transfer coefficient (α) between gas flow and material web (5) increases.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beaufschlagung einer Materialbahn mit einem Gasstrom, insbesondere mit einem Trocknungsgasstrom zum Trocknen der Materialbahn.The invention relates to a method and a device for acting on a material web with a gas stream, in particular with a drying gas stream for drying the material web.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Materialbahnen mittels sog. Prallstrahldüsen zu trocknen. Dabei wird ein heißer Luftstrahl aus kleinen Schlitzen, die eine Breite von wenigen Millimetern aufweisen, mit einer Austrittsgeschwindigkeit von 20 bis 50 m/s auf eine zu trocknende Materialbahn gerichtet, die in einer vorgegebenen Transportrichtung transportiert wird. Mit diesem Trocknungsprinzip lassen sich sehr hohe Trocknungsraten mit guten Wärmeübergängen zwischen Luftstrahl und Materialbahn erreichen. Aufgrund der hohen Austrittsgeschwindigkeit der Strömung aus den schlitzförmigen Düsen kommt es jedoch zu unerwünschten lokalen Wärmeeintragungsspitzen. Darüber hinaus kann durch die hohe Austrittsgeschwindigkeit auch ein Verblasen des zu trocknenden fluiden Mediums der Materialbahn verursacht werden.From the prior art it is known to dry material webs by means of so-called. Impingement jet nozzles. In this case, a hot air jet is directed from small slits, which have a width of a few millimeters, with an exit velocity of 20 to 50 m / s on a material web to be dried, which is transported in a predetermined transport direction. With this drying principle, very high drying rates can be achieved with good heat transfer between air jet and material web. Due to the high exit velocity of the flow from the slot-shaped nozzles, however, undesirable local heat input peaks occur. In addition, due to the high exit velocity, blowing of the fluid medium to be dried of the material web can also be caused.

Zur Vermeidung der obigen Probleme wird in der Druckschrift WO 2015/ 107 154 A2 eine Trocknungsvorrichtung vorgeschlagen, welche eine Vielzahl von Trocknungsmodulen aufweist, mit denen der heiße Luftstrahl über eine Gasverteilungsplatte, wie z.B. eine Lochplatte oder eine Platte aus porösem Material, der zu trocknenden Materialbahn zugeführt wird. Die einzelnen Module sind in Transportrichtung der Materialbahn eng nebeneinander angeordnet und der heiße Luftstrahl wird über schmale Schlitze abgeführt, die benachbart zu den Gasverteilungsplatten ausgebildet sind. Mit einer solchen Trocknungsvorrichtung wird ein gleichmäßiger Wärmeeintrag in die Materialbahn erreicht, ohne dass es zu einem Verblasen des fluiden Mediums der Materialbahn kommt. Nachteilhaft ist jedoch, dass die Wärmeeinträge wesentlich geringer als bei Vorrichtungen sind, welche Prallstrahldüsen verwenden.To avoid the above problems is in the document WO 2015/107 154 A2 proposed a drying device having a plurality of drying modules, with which the hot air jet via a gas distribution plate, such as a perforated plate or a plate of porous material, the material to be dried web is supplied. The individual modules are arranged close to each other in the transport direction of the web and the hot air jet is discharged through narrow slits which are formed adjacent to the gas distribution plates. With such a drying device, a uniform heat input into the material web is achieved, without resulting in a blowing of the fluid medium of the material web. The disadvantage, however, is that the heat inputs are much lower than in devices which use impact jet nozzles.

Die Druckschrift WO 2015/ 071 058 A1 offenbart einen Trockner für flächige Materialien, bei dem eine poröse gasdurchlässige Metallplatte aus Metallschaum zur Anordnung im Abstand von dem zu trocknenden flächigen Material vorgesehen ist. Ferner enthält der Trockner ein Mittel zum Fördern eines gasförmigen Fluids durch die Metallplatte.The publication WO 2015/071 058 A1 discloses a dryer for sheet materials, in which a porous gas-permeable metal sheet of metal foam is provided for the arrangement at a distance from the sheet material to be dried. Further, the dryer includes a means for conveying a gaseous fluid through the metal plate.

Die Druckschrift US 2004 / 0 060 193 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Trocknen von gedrucktem Material unter der Verwendung von Düsen, die Trocknungsfluid auf das gedruckte Material richten. Die Düsen haben an ihrem Ausgang eine gekerbte Struktur, um eine turbulente Strömung zu erzeugen.The publication US 2004/0 060 193 A1 shows a device for drying printed material using nozzles which direct drying fluid to the printed material. The nozzles have a notched structure at their exit to create a turbulent flow.

Das Dokument US 3 629 952 A zeigt eine Düsenanordnung zur Trocknung von durch die Anordnung geführtem Gewebe. Die einzelnen Düsen der Anordnung umfassen einen Schlitz, an dem sich eine planare Führungsfläche anschließt, die sich im Wesentlichen parallel zum Gewebe erstreckt.The document US Pat. No. 3,629,952 A shows a nozzle assembly for drying tissue passed through the assembly. The individual nozzles of the assembly comprise a slot followed by a planar guide surface extending substantially parallel to the tissue.

In dem Dokument DE 101 46 032 A1 ist ein Verfahren zum Trocknen einer laufenden Materialbahn gezeigt, bei dem die Bahn zunächst in einem Infrarottrockner vorgetrocknet wird und anschließend in einem Lufttrockner mit Luft weiter getrocknet wird. In the document DE 101 46 032 A1 a process for drying a moving web is shown, in which the web is first predried in an infrared dryer and then further dried in an air dryer with air.

Der Lufttrockner wird so betrieben, dass der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen der Trocknungsluft und der Bahn in Bahnlaufrichtung ansteigend verläuft.The air dryer is operated so that the heat transfer coefficient between the drying air and the web in the web running direction increases.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beaufschlagung einer Materialbahn mit einem Gasstrom zu schaffen, mit denen ein verbesserter Wärmeaustausch zwischen Gasstrom und Materialbahn erreicht wird.The object of the invention is to provide a method and a device for acting on a material web with a gas stream, with which an improved heat exchange between the gas stream and the material web is achieved.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 14 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by the method according to claim 1 and the device according to claim 14. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Beaufschlagung einer Materialbahn mit einem Gasstrom, vorzugsweise mit einem Luftstrom. Insbesondere wird das Verfahren zum Trocknen der Materialbahn mit einem Trocknungsgasstrom genutzt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gasstrom um einen warmen Gasstrom, dessen Temperatur höher als die Temperatur der Materialbahn ist. Insbesondere liegt die Temperatur des Gasstroms oberhalb von Zimmertemperatur, vorzugsweise bei 70 °C oder höher. Einige Anwendungen erfordern eine Temperatur des Gasstromes von in etwa Zimmertemperatur. Gegebenenfalls kann der Gasstrom auch lediglich zur Erwärmung der Materialbahn genutzt werden.The method according to the invention serves for loading a material web with a gas stream, preferably with an air stream. In particular, the method is used for drying the material web with a drying gas stream. Preferably, the gas stream is a warm gas stream whose temperature is higher than the temperature of the material web. In particular, the temperature of the gas stream is above room temperature, preferably at 70 ° C or higher. Some applications require a gas flow temperature of about room temperature. Optionally, the gas stream can also be used only for heating the material web.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Materialbahn entlang einer Transportrichtung mittels einer Transporteinrichtung bewegt, wobei die Transportgeschwindigkeit vorzugswese zwischen 1 bis 1600 m/min liegt. Zum Beispiel kann die Bewegung über ein Förderband mit entsprechenden Walzen erfolgen. Während dieses Transports der Materialbahn erzeugt eine Strömungseinrichtung den Gasstrom, den sie über eine Mehrzahl von Gasaustrittskörpern auf eine Oberfläche der Materialbahn richtet, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Gasstrom und der Materialbahn zu bewirken. Dabei ist eine Oberfläche eines jeweiligen Gasaustrittskörpers eine Gasaustrittsfläche, welche der oben genannten Oberfläche der Materialbahn in einem Abstand gegenüber liegt und über welche der Gasstrom aus dem jeweiligen Gasaustrittskörper als laminare Strömung, d.h. ohne Turbulenzen bzw. Verwirbelungen, mit einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit austritt. Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit ist dabei der Mittelwert der Strömungsgeschwindigkeiten über die gesamte Gasaustrittsfläche hinweg. Der Gasaustrittskörper unterscheidet sich gegenüber Prallstrahldüsen, bei denen der Gasaustritt über Schlitze erfolgt, ohne dass eine Oberfläche eines Gasaustrittskörpers die Gasaustrittsfläche bildet.In the context of the method according to the invention, the material web is moved along a transport direction by means of a transport device, the transport speed preferably being between 1 and 1600 m / min. For example, the movement can take place via a conveyor belt with corresponding rollers. During this transport of the material web, a flow device generates the gas flow, which it directs via a plurality of gas outlet bodies onto a surface of the material web in order to effect a heat exchange between the gas flow and the material web. In this case, a surface of a respective gas outlet body is a gas outlet surface, which lies opposite the above-mentioned surface of the material web at a distance and over which the Gas flow from the respective gas outlet body as a laminar flow, ie without turbulence or turbulence, with an average flow rate exits. The mean flow velocity is the mean value of the flow velocities over the entire gas outlet surface. The gas outlet body differs from impact jet nozzles, in which the gas outlet occurs via slots, without a surface of a gas outlet body forming the gas outlet surface.

Je nach Ausführungsform kann ein jeweiliger Gasaustrittskörper unterschiedlich ausgestaltet sein. Insbesondere kann ein jeweiliger Gasaustrittskörper einen porösen Körper, z.B. aus Metallschaum, und/oder eine Textilgewebeschicht und/oder ein Lochblech und/oder ein Gitter umfassen. Vorzugsweise ist ein jeweiliger Gasaustrittskörper entweder ein poröser Körper oder eine Textilgewebeschicht oder ein Lochblech oder ein Gitter, wobei die Gasaustrittskörper untereinander auch verschieden ausgebildet sein können. Im Falle, dass der Gasaustrittskörper einen porösen Körper umfasst, liegt die Permeabilität dieses porösen Körpers vorzugsweise zwischen 10^-12 bis 10^-7 m². Die Permeabilität ist dabei eine dem Fachmann hinlänglich bekannte Größe zur Beschreibung der Durchlässigkeit eines porösen Mediums.Depending on the embodiment, a respective gas outlet body may be configured differently. In particular, a respective gas outlet body may comprise a porous body, for example made of metal foam, and / or a textile fabric layer and / or a perforated plate and / or a grid. Preferably, a respective gas outlet body is either a porous body or a textile fabric layer or a perforated plate or a grid, wherein the gas outlet body can also be formed differently with each other. In the case that the gas outlet body comprises a porous body, the permeability of this porous body is preferably between 10 ^-12 to 10 ^-7 m ² . The permeability is a well-known to the expert size for describing the permeability of a porous medium.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der Gasstrom mittels der Strömungseinrichtung nach dem Wärmeaustausch über einen oder mehrere Zwischenräume abgeführt, wobei ein jeweiliger Zwischenraum zwischen in Transportrichtung benachbarten Gasaustrittskörpern ausgebildet ist. Der Zwischenraum ist somit ein Leerraum, der zwischen einander gegenüber liegenden Seiten von benachbarten Gasaustrittskörpern vorgesehen ist.In the method according to the invention, the gas stream is removed by means of the flow device after the heat exchange via one or more intermediate spaces, wherein a respective intermediate space between adjacent in the transport direction gas outlet bodies is formed. The gap is thus a void space provided between opposing sides of adjacent gas outlet bodies.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Größe eines jeweiligen Zwischenraums, die Größe der Gasaustrittsfläche eines jeweiligen Gasaustrittskörpers, die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms bei Austritt aus einem jeweiligen Gasaustrittskörper über die Gasaustrittsfläche sowie der Abstand zwischen der Gasaustrittsfläche eines jeweiligen Gasaustrittskörpers und der gegenüber liegenden Oberfläche der Materialbahn derart eingestellt und in diesem Sinne aufeinander abgestimmt sind, dass an dem Übergang eines jeweiligen Gasaustrittskörpers zu jedem daran angrenzenden Zwischenraum der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen Gasstrom und Materialbahn zunimmt. Mit anderen Worten erhöht sich der Wärmeübertragungskoeffizient an jedem Übergang in Richtung hin zu dem Zwischenraum, zu dem übergegangen wird. Der Wärmeübertragungskoeffizient ist dabei eine dem Fachmann bekannte Größe in der Form eines Leistungswerts pro Fläche und Temperatur (SI-Einheit W/(m²·K)). Der Wärmeübertragungskoeffizient beschreibt den Wärmeübertrag an der Grenzfläche zwischen zwei Medien, im vorliegenden Fall zwischen dem Gasstrom und der Materialbahn. Es gilt dabei folgender Zusammenhang: $Q = α \cdot A \cdot (T_{1} - T_{2}) \cdot Δ t .$

The inventive method is characterized in that the size of a respective intermediate space, the size of the gas outlet surface of a respective gas outlet body, the average flow velocity of the gas stream at the exit from a respective gas outlet body via the gas outlet surface and the distance between the gas outlet surface of a respective gas outlet body and the opposite Surface of the web are set and matched in this sense to one another, that increases at the transition of a respective gas outlet body to each adjoining gap, the heat transfer coefficient between the gas stream and the material web. In other words, the heat transfer coefficient at each transition increases toward the gap to be transitioned to. The heat transfer coefficient is a quantity known to the person skilled in the art in the form of a power value per area and temperature (SI unit W / (m ² .K)). The heat transfer coefficient describes the heat transfer at the interface between two media, in the present case between the gas stream and the material web. The following relationship applies:

Q = α \cdot A \cdot (T_{1} - T_{2}) \cdot Δ t,

Dabei ist Q die übertragene Wärmemenge zwischen den Medien, α ist der Wärmeübertragungskoeffizient, A ist die betrachtete Kontaktfläche, T₁ und T₂ sind die Temperaturen der beteiligten Medien und Δt ist das betrachtete Zeitintervall. Wie sich aus obiger Formel ergibt, ist der Wärmeübertrag umso größer, je größer der Wärmeübertragungskoeffizient ist.It is Q the amount of heat transferred between the media, α is the heat transfer coefficient, A is the considered contact surface, T ₁ and T ₂ are the temperatures of the involved media and .delta.t is the considered time interval. As can be seen from the above formula, the greater the heat transfer coefficient, the greater the heat transfer.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es durch geeignete Abstimmung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms mit der Größe und Positionierung der Gasaustrittskörper möglich ist, einen deutlich verbesserten Wärmeübertrag im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen, wie beispielsweise in der Druckschrift WO 2015/ 107 154 A2 beschrieben, zu erreichen. Im Besonderen wurde dabei erkannt, dass die obigen Parameter derart gewählt werden können, dass es an den Übergängen von den jeweiligen Gasaustrittskörpern zu den angrenzenden Zwischenräumen zu einem Umschlag von laminarer zu turbulenter Strömung kommt. Dies führt zu der Zunahme des Wärmeübertragungskoeffizienten und hierdurch zu einem besseren Wärmeübergang. Dieser überraschende Effekt war bis dato nicht bekannt. Vielmehr ist man immer davon ausgegangen, dass hohe Wärmeübergänge immer mit sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten einhergehen müssen. The invention is based on the finding that it is possible by suitable coordination of the flow velocity of the gas stream with the size and positioning of the gas outlet body, a significantly improved heat transfer compared to known devices, such as in the document WO 2015/107 154 A2 described, reach. In particular, it was recognized that the above parameters can be chosen such that it comes at the transitions from the respective gas outlet bodies to the adjacent interstices to an envelope of laminar to turbulent flow. This leads to the increase of the heat transfer coefficient and thereby to a better heat transfer. This surprising effect was not known until now. Rather, it has always been assumed that high heat transitions must always be accompanied by very high flow velocities.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt der Abstand zwischen den gleichen Bezugspunkten der Gasaustrittskörper jedes Paars von benachbarten und vorzugsweise identischen Gasaustrittskörpern zwischen 100 mm und 500 mm, insbesondere zwischen 300 mm und 500 mm, und besonders bevorzugt bei 350 mm. Hierdurch wird ein besonders guter Wärmeübertrag zwischen Gasstrom und Materialbahn erreicht. Der obige Abstand ist vorzugsweise über alle Paare von Gasaustrittskörpern konstant und stellt somit eine Intervalllänge dar, mit der sich die Gasaustrittskörper in Transportrichtung wiederholen.In a particularly preferred embodiment, the distance between the same reference points of the gas outlet body of each pair of adjacent and preferably identical gas outlet bodies between 100 mm and 500 mm, in particular between 300 mm and 500 mm, and particularly preferably 350 mm. As a result, a particularly good heat transfer between the gas stream and the material web is achieved. The above distance is preferably constant over all pairs of gas outlet bodies and thus represents an interval length with which the gas outlet bodies repeat in the transport direction.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nimmt die Breite eines jeweiligen Gasaustrittskörpers, die sich in der Transportrichtung der Materialbahn erstreckt, einen oder mehrere Werte zwischen 30 mm und 150 mm, insbesondere zwischen 70 mm und 100 mm, an.In a further preferred embodiment, the width of a respective gas outlet body, which extends in the transport direction of the material web, assumes one or more values between 30 mm and 150 mm, in particular between 70 mm and 100 mm.

Die Breite eines jeweiligen Gasaustrittskörpers, die sich in der Transportrichtung der Materialbahn erstreckt, kann gegebenenfalls für einen jeweiligen Gasaustrittskörper in Richtung senkrecht zur Transportrichtung variieren. Vorzugsweise ist die Breite jedoch in Richtung senkrecht zur Transportrichtung konstant und nimmt somit nur einen einzelnen Wert an. Ein praktikabler Wert für die Breite ist 90 mm.The width of a respective gas outlet body, which extends in the transport direction of the material web, may optionally be perpendicular to a respective gas outlet body in the direction vary to the transport direction. Preferably, however, the width is constant in the direction perpendicular to the transport direction and thus assumes only a single value. A practicable value for the width is 90 mm.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform nimmt die Breite eines jeweiligen Zwischenraums, die sich in der Transportrichtung der Materialbahn erstreckt, einen oder mehrere Werte zwischen 50 mm und 500 mm, insbesondere zwischen 100 mm und 300 mm, an.In a further, particularly preferred embodiment, the width of a respective intermediate space extending in the transport direction of the material web increases to one or more values between 50 mm and 500 mm, in particular between 100 mm and 300 mm.

Die Breite eines jeweiligen Zwischenraums, die sich in der Transportrichtung der Materialbahn erstreckt, kann gegebenenfalls für einen jeweiligen Zwischenraum in Richtung senkrecht zur Transportrichtung variieren. Vorzugsweise ist diese Breite jedoch konstant und nimmt somit einen einzelnen Wert an. Ein praktikabler Wert für die Breite ist 260 mm. Die obigen Werte für die Breite der Gasaustrittskörpers bzw. der Zwischenräume ermöglichen einen sehr guten Wärmeübertrag zwischen Gasstrom und Materialbahn. Vorzugsweise sind die Breiten für alle Gasaustrittskörper und/oder Zwischenräume gleich gewählt.The width of a respective gap which extends in the transport direction of the material web may optionally vary for a respective gap in the direction perpendicular to the transport direction. Preferably, however, this width is constant and thus assumes a single value. A practicable value for the width is 260 mm. The above values for the width of the gas outlet body or the interstices allow a very good heat transfer between gas flow and material web. Preferably, the widths are the same for all gas outlet body and / or spaces.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung nimmt der Abstand zwischen der Gasaustrittsfläche eines jeweiligen Gasaustrittskörpers und der gegenüber liegenden Oberfläche der Materialbahn einen oder mehrere Werte zwischen 3 mm und 15 mm an. Mit solchen Abstandswerten wird der Wärmeübertrag zwischen Gasstrom und Materialbahn weiter optimiert.In a further preferred embodiment, the distance between the gas outlet surface of a respective gas outlet body and the opposite surface of the material web assumes one or more values between 3 mm and 15 mm. With such distance values, the heat transfer between gas flow and material web is further optimized.

Der Abstand zwischen der Gasaustrittsfläche eines jeweiligen Gasaustrittskörpers und der gegenüber liegenden Oberfläche der Materialbahn kann über den jeweiligen Gasaustrittskörper hinweg variieren. Vorzugsweise ist der Abstand jedoch konstant und nimmt einen einzelnen Wert an. Ein praktikabler Wert für den Abstand ist 5 mm. Vorzugsweise sind die Abstände für alle Gasaustrittkörper gleich groß gewählt.The distance between the gas outlet surface of a respective gas outlet body and the opposite surface of the material web can vary over the respective gas outlet body. Preferably, however, the distance is constant and assumes a single value. A practicable value for the distance is 5 mm. Preferably, the distances for all gas outlet body are the same size.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms bei Austritt aus einem jeweiligen Gasaustrittskörper über die Gasaustrittsfläche zwischen 1 m/s und 10 m/s, insbesondere zwischen 2 m/s und 8 m/s, und besonders bevorzugt zwischen 4 m/s und 6 m/s. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auch bereits bei sehr niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten, die deutlich unter den Strömungsgeschwindigkeiten von Prallstrahldüsen liegen, sehr gute Wärmeübergänge erreicht werden können. Insbesondere sind dabei auch bessere Wärmeübergänge als bei der Verwendung von Prallstrahldüsen möglich. Vorzugsweise sind die mittleren Strömungsgeschwindigkeiten für alle Gasaustrittskörper gleich groß gewählt.In a further embodiment of the method according to the invention, the mean flow velocity of the gas stream at the exit from a respective gas outlet body over the gas outlet surface is between 1 m / s and 10 m / s, in particular between 2 m / s and 8 m / s, and particularly preferably between 4 m / s and 6 m / s. This embodiment is based on the finding that even at very low flow velocities, which are significantly below the flow velocities of impingement jet nozzles, very good heat transfer can be achieved. In particular, better heat transfer is possible than with the use of impact jet nozzles. Preferably, the mean flow velocities for all gas outlet bodies are chosen to be the same.

In einer weiteren bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms bei Austritt aus einem jeweiligen Gasaustrittskörper in Richtung senkrecht zur Transportrichtung im Wesentlichen konstant. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass ein gleichmäßiger Wärmeübergang entlang der gesamten Breite der Materialbahn stattfindet. Demgegenüber kann gegebenenfalls eine Variation der Strömungsgeschwindigkeit entlang der Gasaustrittsfläche in Transportrichtung der Materialbahn auftreten.In a further preferred variant of the method according to the invention, the flow velocity of the gas stream at the outlet from a respective gas outlet body in the direction perpendicular to the transport direction is substantially constant. In this way it is ensured that a uniform heat transfer takes place along the entire width of the material web. In contrast, a variation of the flow velocity along the gas outlet surface in the transport direction of the material web may possibly occur.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein jeweiliger Zwischenraum an seinem entfernt zur Materialbahn gelegenen Ende durch eine gasdurchlässige Materialschicht begrenzt. In Analogie zu dem Gasaustrittskörper kann es sich bei dieser Materialschicht um einen porösen Körper, eine Textilgewebeschicht, ein Lochblech, ein Gitter und dergleichen handeln.In a further preferred embodiment, a respective intermediate space is delimited at its end remote from the material web by a gas-permeable material layer. By analogy with the gas outlet body, this material layer may be a porous body, a textile fabric layer, a perforated plate, a grid and the like.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Gasstrom über die jeweiligen Zwischenräume in Richtung senkrecht zu der Oberfläche der Materialbahn abgeführt. Ebenso ist es möglich, dass der Gasstrom über die jeweiligen Zwischenräume entlang der Oberfläche der Materialbahn, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung der Materialbahn, abgeführt wird.In a further variant of the method according to the invention, the gas stream is discharged via the respective intermediate spaces in the direction perpendicular to the surface of the material web. It is also possible that the gas flow over the respective spaces along the surface of the material web, preferably substantially perpendicular to the transport direction of the material web, is removed.

Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Beaufschlagung einer Materialbahn mit einem Gasstrom, insbesondere mit einem Trocknungsgasstrom zum Trocknen der Materialbahn. Diese Vorrichtung umfasst eine Transporteinrichtung, die dazu konfiguriert ist, die Materialbahn entlang einer Transportrichtung zu transportieren.In addition to the method described above, the invention relates to a device for acting on a material web with a gas stream, in particular with a drying gas stream for drying the material web. This device comprises a transport device which is configured to transport the material web along a transport direction.

Ferner beinhaltet die Vorrichtung eine Strömungseinrichtung, die dazu konfiguriert ist, während des Transports der Materialbahn den Gasstrom zu erzeugen und über eine Mehrzahl von Gasaustrittskörpern, die in Transportrichtung nebeneinander angeordnet sind, auf eine Oberfläche der Materialbahn zu richten, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Gasstrom und der Materialbahn zu bewirken. Eine Oberfläche eines jeweiligen Gasaustrittskörpers ist dabei eine Gasaustrittsfläche und im Betrieb der Strömungseinrichtung liegt diese Gasaustrittsfläche der oben genannten Oberfläche der Materialbahn in einem Abstand gegenüber. Ferner tritt der Gasstrom im Betrieb der Strömungseinrichtung über die Gasaustrittsfläche aus dem jeweiligen Gasaustrittskörper als laminare Strömung mit einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit aus. Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit ist dabei der Mittelwert der Strömungsgeschwindigkeiten über die gesamte Gasaustrittsfläche hinweg.Furthermore, the device includes a flow device which is configured to generate the gas flow during the transport of the material web and to direct a plurality of gas outlet bodies, which are arranged side by side in the transport direction, on a surface of the material web to heat exchange between the gas stream and to effect the web. A surface of a respective gas outlet body is a gas outlet surface and during operation of the flow device, this gas outlet surface of the above-mentioned surface of the material web is located at a distance. Furthermore, during operation of the flow device, the gas flow exits the respective gas outlet body via the gas outlet surface as a laminar flow with an average flow velocity. The mean flow velocity is the mean of the Flow velocities over the entire gas outlet surface.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung existieren eine oder mehrere Zwischenräume, welche dazu vorgesehen sind, dass über diese Zwischenräume der Gasstrom nach dem Wärmeaustausch mittels der Strömungseinrichtung abgeführt wird, wobei ein jeweiliger Zwischenraum zwischen in Transportrichtung benachbarten Gasaustrittskörpern ausgebildet ist.In the device according to the invention, there are one or more intermediate spaces which are provided in such a way that the gas flow is discharged via the heat exchangers via the intermediate spaces, wherein a respective intermediate space is formed between adjacent gas outlet bodies in the transport direction.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Größe eines jeweiligen Zwischenraums, die Größe der Gasaustrittsfläche eines jeweiligen Gasaustrittskörpers, die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms bei Austritt aus einem jeweiligen Gasaustrittskörper über die Gasaustrittsfläche sowie der Abstand zwischen der Gasaustrittsfläche eines jeweiligen Gasaustrittskörpers und der gegenüber liegenden Oberfläche der Materialbahn derart eingestellt sind, dass im Betrieb der Vorrichtung an dem Übergang eines jeweiligen Gasaustrittskörpers zu jedem daran angrenzenden Zwischenraum der Wärmeübertragungskoeffizient zwischen Gasstrom und Materialbahn zunimmt.The device according to the invention is characterized in that the size of a respective intermediate space, the size of the gas outlet surface of a respective gas outlet body, the average flow velocity of the gas stream at the exit from a respective gas outlet body via the gas outlet surface and the distance between the gas outlet surface of a respective gas outlet body and the opposite Surface of the web are set such that increases in the operation of the device at the transition of a respective gas outlet body to each adjoining gap, the heat transfer coefficient between the gas stream and the material web.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgestaltet, dass eine oder mehrere bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens mit dieser Vorrichtung durchführbar sind.In a preferred embodiment, the device according to the invention is designed such that one or more preferred variants of the method according to the invention can be carried out with this device.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.An embodiment of the invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Form einer Trocknungsvorrichtung;
2 eine Detailansicht des in 1 schematisch wiedergegebenen Trocknungsmoduls; und
3 ein Diagramm, welches den Verlauf des Wärmeübertragungskoeffizienten für den Betrieb einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit unterschiedlichen Betriebsparametern zeigt.

Show it:

1 a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention in the form of a drying device;
2 a detailed view of the in 1 schematically reproduced drying module; and
3 a diagram showing the course of the heat transfer coefficient for the operation of an embodiment of the device according to the invention with different operating parameters.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand einer Trocknungsvorrichtung beschrieben, mittels der eine Materialbahn über einen Gasstrom in der Form eines Luftstroms getrocknet wird. Die Vorrichtung kommt dabei insbesondere zur Trocknung eines Fluidfilms auf einem Substrat zum Einsatz. Zum Beispiel kann mit der Vorrichtung Lack oder Klebstoff auf einem Substrat in der Form einer Folie, wie z.B. einer Kunststofffolie, getrocknet werden. Ebenso kann ein Fluidfilm auf einem Substrat aus Papier getrocknet werden. Neben Lack oder Klebstoff kann der Fluidfilm auch ein Lösungsmittel mit darin gelöstem Feststoff sein. Bei dem Feststoff kann es sich beispielsweise um Graphit oder Polymermaterial handeln. Das Lösungsmittel kann z.B. Wasser, Aceton, Ethanol und dergleichen sein.An embodiment of the invention will now be described with reference to a drying apparatus by means of which a material web is dried via a gas stream in the form of an air stream. The device is used in particular for drying a fluid film on a substrate. For example, with the device, paint or adhesive may be applied to a substrate in the form of a film, such as a film. a plastic film, to be dried. Likewise, a fluid film may be dried on a paper substrate. In addition to paint or adhesive, the fluid film may also be a solvent with solid dissolved therein. The solid may be, for example, graphite or polymeric material. The solvent may e.g. Water, acetone, ethanol and the like.

Die Trocknungsvorrichtung der 1 umfasst eine Strömungseinrichtung 1 mit einem Trocknungsmodul 8. Im Betrieb der Trocknungsvorrichtung wird eine Materialbahn 5 durch das Trocknungsmodul 8 transportiert, welches einen Luftstrom zur Trocknung der Materialbahn auf diese richtet. Die Materialbahn wird über eine geeignete Transportvorrichtung in die Transportrichtung W transportiert. In 2 ist diese Transportvorrichtung durch zwei Walzen 6 angedeutet. Die Breite der Materialbahn in Richtung senkrecht zur Blattebene der 1 kann unterschiedlich gewählt sein und liegt üblicherweise im Bereich von in etwa 0,1 m bis 3 m.The drying device of 1 includes a flow device 1 with a drying module 8th , In operation of the drying device is a material web 5 through the drying module 8th transported, which directs an air flow to dry the web on this. The material web is transported via a suitable transport device in the transport direction W. In 2 this transport device is by two rollers 6 indicated. The width of the material web in the direction perpendicular to the page plane 1 may be chosen differently and is usually in the range of about 0.1 m to 3 m.

Das Trocknungsmodul 8 ist oberhalb der Materialbahn 5 angeordnet und beinhaltet eine Vielzahl von Gasaustrittskörpern 2, die in Transportrichtung W nebeneinander angeordnet sind. Zwischen benachbarten Gasaustrittkörpern befinden sich dabei Zwischenräume 7. In 1 sind aus Übersichtlichkeitsgründen nur drei Gasaustrittskörper gezeigt. Üblicherweise beinhaltet das Trocknungsmodul eine wesentlich größere Anzahl von Gasaustrittskörpern 2. Die Gasaustrittskörper erstrecken sich in Richtung senkrecht zur Transportrichtung W über die gesamte Breite der Materialbahn 5. In der hier beschriebenen Ausführungsform bestehen die Gasaustrittskörper 2 aus einem porösen Material, aus dem der Luftstrom über eine Gasaustrittsfläche 3 an der Unterseite des Gasaustrittskörpers austritt. Anstatt den Gasaustrittskörper als porösen Körper auszugestalten, kann stattdessen z.B. auch eine Textilgewebeschicht oder ein Lochblech mit einer großen Anzahl von Löchern oder ein Gitter verwendet werden.The drying module 8th is above the material web 5 arranged and includes a plurality of gas outlet bodies 2 , which are arranged side by side in the transport direction W. Between adjacent gas outlet bodies there are gaps 7 , In 1 For reasons of clarity, only three gas outlet bodies are shown. Usually, the drying module includes a much larger number of gas outlet bodies 2 , The gas outlet body extending in the direction perpendicular to the transport direction W over the entire width of the material web 5 , In the embodiment described here, the gas outlet body 2 made of a porous material, from which the air flow through a gas outlet surface 3 emerges at the bottom of the gas outlet body. Instead of designing the gas outlet body as a porous body, for example, instead of a textile fabric layer or a perforated plate with a large number of holes or a grid can be used.

Die aus den Gasaustrittskörpern austretende Luftströmung ist eine laminare Strömung ohne Turbulenzen. Diese Strömung wird über die Gasaustrittsflächen 3 auf die Oberseite der Materialbahn 5 gerichtet und bewirkt einen Wärmeübertrag, der durch den Wärmeübertragungskoeffizienten α charakterisiert ist, der entlang der Transportrichtung W variiert, wie weiter unten noch beschrieben wird. Die jeweiligen Zwischenräume 7 sind nach oben durch eine luftdurchlässige Schicht begrenzt, bei der es sich in der hier beschriebenen Ausführungsform um ein Gitter 4 handelt. Anstatt des Gitters kann als luftdurchlässige Schicht auch eine Schicht aus porösem Material, eine Textilgewebeschicht, ein Lochblech und dergleichen genutzt werden.The air flow emerging from the gas outlet bodies is a laminar flow without turbulence. This flow is via the gas outlet surfaces 3 on the top of the web 5 directed and causes a heat transfer, which is characterized by the heat transfer coefficient α, which varies along the transport direction W, as will be described below. The respective spaces 7 are bounded at the top by an air-permeable layer, which in the embodiment described here is a grid 4 is. Instead of the grid can be used as an air-permeable layer and a layer of porous material, a fabric layer, a perforated plate and the like.

Zur Erzeugung des Luftstroms wird in der Ausführungsform der 1 ein Gebläse 10 genutzt, das an eine umlaufende Leitung 11 angeschlossen ist, die in 1 schematisch als Rechteck angedeutet ist. Das Gebläse 10 saugt über eine Zuluftleitung 12, in der ein Ventil 13 angeordnet ist, Luft aus der Umgebung an, wie durch den Pfeil P1 angedeutet ist. Diese Luft wird in der Leitung 11 gegen den Uhrzeigersinn durch eine Heizung 9 geführt und dort erwärmt, z.B. auf eine Temperatur von 70°C oder mehr. Die erwärmte Luft wird dann dem Trocknungsmodul 8 zugeführt und tritt dort über die Gasaustrittsflächen 3 der Gasaustrittskörper 2 hin zu der Oberseite der Materialbahn 5 aus, so dass eine Trocknung der Materialbahn durch die warme Luft bewirkt wird. Anschließend wir die Luft über die Zwischenräume 7 abgesaugt. Über eine Abluftleitung 14 kann die zirkulierende Luft mittels des darin vorgesehenen Ventils 15 wieder abgelassen werden, was durch den Pfeil P2 angedeutet ist. To generate the air flow is in the embodiment of the 1 a fan 10 used, that to a circulating line 11 is connected in 1 schematically indicated as a rectangle. The fan 10 sucks via an air supply line 12 in which a valve 13 is arranged, air from the environment, as indicated by the arrow P1 is indicated. This air is in the pipe 11 counterclockwise by a heater 9 guided and heated there, for example, to a temperature of 70 ° C or more. The heated air then becomes the drying module 8th fed and occurs there on the gas outlet surfaces 3 the gas outlet body 2 towards the top of the web 5 out, so that a drying of the material web is effected by the warm air. Then we let the air over the gaps 7 aspirated. Via an exhaust air line 14 can the circulating air by means of the valve provided therein 15 be drained again, something by the arrow P2 is indicated.

2 zeigt eine Detailansicht des Trocknungsmoduls 8 aus 1. Im Unterschied zu 1 sind nunmehr beispielhaft vier Gasaustrittskörper 2 mit entsprechenden Gasaustrittsflächen 3 wiedergegeben. Zusätzlich ist aus 2 ein weiteres optionales Trocknungsmodul 8 ersichtlich, das an der Unterseite der Materialbahn 5 angeordnet ist und weitere Gasaustrittskörper 2 umfasst, die ebenfalls einen Wärmeeintrag in die Bahn ermöglichen. Alle Gasaustrittskörper sind identisch aufgebaut und weisen einen konstanten Abstand zueinander auf. Der Abstand zwischen benachbarten Gasaustrittskörpern ist in 2 mit a bezeichnet. Dieser Abstand wird zwischen gleichen Bezugspunkten der benachbarten Gasaustrittskörper gemessen, wobei in 2 die Mitten der Gasaustrittskörper als Bezugspunkte gewählt wurden. Der Abstand a wird auch als Pitch bezeichnet. Die Breite eines jeweiligen Gasaustrittskörpers 2 in Transportrichtung W ist in 2 mit b bezeichnet. Demgegenüber wird durch das Bezugszeichen c der Abstand zwischen den Gasaustrittsflächen 3 und der gegenüber liegenden Oberfläche der Materialbahn spezifiziert und der Abstand d bezeichnet die Breite der jeweiligen Zwischenräume 7 in Transportrichtung W. 2 shows a detailed view of the drying module 8th out 1 , In contrast to 1 are now exemplary four gas outlet body 2 with corresponding gas outlet surfaces 3 played. In addition is out 2 another optional drying module 8th visible at the bottom of the web 5 is arranged and further gas outlet body 2 includes, which also allow a heat input into the web. All gas outlet body are constructed identically and have a constant distance from each other. The distance between adjacent gas outlet bodies is in 2 denoted by a. This distance is measured between equal reference points of the adjacent gas outlet body, wherein in 2 the centers of the gas outlet bodies have been selected as reference points. The distance a is also called pitch. The width of a respective gas outlet body 2 in the transport direction W is in 2 denoted by b. In contrast, by the reference numeral c, the distance between the gas outlet surfaces 3 and the opposite surface of the material web specified and the distance d denotes the width of the respective gaps 7 in transport direction W.

Der Luftstrom tritt aus den jeweiligen Gasaustrittsöffnungen 3 vorzugsweise mit mittleren Strömungsgeschwindigkeiten zwischen 4 m/s und 6 m/s aus. Die Strömungsgeschwindigkeit ist dabei für jede Gasaustrittsöffnung in Richtung senkrecht zur Transportrichtung im Wesentlichen konstant, so dass eine gleichmäßige Trocknung erreicht wird. Demgegenüber kann die Strömungsgeschwindigkeit in Transportrichtung bis zu einem gewissen Grad variieren. Die Strömungsgeschwindigkeit wird dabei vom Mittelpunkt des jeweiligen Gasaustrittkörpers in Richtung zu seinen Rändern größer.The air flow exits the respective gas outlet openings 3 preferably with average flow velocities between 4 m / s and 6 m / s. The flow rate is substantially constant for each gas outlet opening in the direction perpendicular to the transport direction, so that a uniform drying is achieved. In contrast, the flow velocity in the transport direction can vary to some extent. The flow velocity is thereby greater from the center of the respective gas outlet body towards its edges.

Die Vorrichtung der 1 und 2 unterscheidet gegenüber bekannten Vorrichtungen darin, dass die Abstände bzw. Breiten a, b, c und d sowie die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Gasstroms so gewählt sind, dass es an Übergängen von den jeweiligen Gasaustrittskörpern 2 zu den Zwischenräumen 7 zu einem Umschlag von laminarer zu turbulenter Strömung mit einem entsprechenden Anstieg des Wärmeübertragungskoeffizienten kommt. Dieser Effekt kann für Strömungsgeschwindigkeiten von 4 m/s oder mehr z.B. mit einem Abstand a von 350 mm, einem Abstand c von 5 mm sowie einer Breite b von 90 mm und einer daraus resultierenden Breite d von 260 mm erreicht werden. Es können jedoch gegebenenfalls auch andere Werte für diese Abstände bzw. Breiten verwendet werden, solange es zu einem Umschlag von laminarer zu turbulenter Strömung kommt.The device of 1 and 2 differs from known devices in that the distances or widths a, b, c and d and the average flow velocity of the gas stream are chosen so that it at transitions from the respective gas outlet bodies 2 to the interstices 7 comes to an envelope of laminar to turbulent flow with a corresponding increase in the heat transfer coefficient. This effect can be achieved for flow velocities of 4 m / s or more, for example with a distance a of 350 mm, a distance c of 5 mm and a width b of 90 mm and a resulting width d of 260 mm. However, other values for these distances or widths may also be used as long as there is an envelope from laminar to turbulent flow.

Die Erfinder konnten den obigen Effekt des Auftretens von turbulenter Strömung und damit verbundenem erhöhten Wärmeübertrag anhand von Simulationen nachweisen. Ein Ergebnis dieser Simulationen ist in 3 wiedergegeben. In dieser Figur ist entlang der Abszisse die Position X in Transportrichtung wiedergegeben. Die Position von 0,00 m zeigt dabei die Mitte eines Gasaustrittskörpers 2 an. Entlang der Ordinate ist der Wärmeübertragungskoeffizient α wiedergegeben, der sich entlang der Transportrichtung verändert, jedoch in Richtung senkrecht zur Transportrichtung im Wesentlichen konstant bleibt. Die Linien L1 und L2 zeigen den Verlauf des Wärmeübertragungskoeffizienten für einen Aufbau mit den Abstandswerten a = 350 mm, b = 90 mm, c = 5 mm und d = 260 mm. Die Linien L1 und L2 unterscheiden sich dahingehend, dass für die Linie L1 die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms bei Austritt aus der Gasaustrittsfläche 3 bei 4 m/s liegt, wohingegen die Austrittsgeschwindigkeit im Falle der Linie L2 bei 6 m/s liegt. In 3 sind zur Verdeutlichung ferner die Positionen U und U' eingezeichnet, die den Positionen des linken bzw. rechten Rands des Gasaustrittskörpers 2 entsprechen und demzufolge bei -45 mm und +45 mm liegen. Neben den Linien L1 und L2 zeigt das Diagramm der 3 ferner die Linien L1' und L2'. Die Linie L1' entspricht dabei dem über die Positionen X gemittelten Wärmeübertragungskoeffizienten für den Verlauf L1, wohingegen die Linie L2' den mittleren Wärmeübertragungskoeffizienten für den Verlauf L2 angibt.The inventors were able to demonstrate the above effect of the occurrence of turbulent flow and associated increased heat transfer by means of simulations. One result of these simulations is in 3 played. In this figure, along the abscissa is the position X reproduced in the transport direction. The position of 0.00 m shows the center of a gas outlet body 2 on. Along the ordinate, the heat transfer coefficient α is reproduced, which varies along the transport direction, but remains substantially constant in the direction perpendicular to the transport direction. The lines L1 and L2 show the course of the heat transfer coefficient for a structure with the distance values a = 350 mm, b = 90 mm, c = 5 mm and d = 260 mm. The lines L1 and L2 differ in that for the line L1 the average flow velocity of the air flow when exiting the gas outlet surface 3 at 4 m / s, whereas the exit velocity is in the case of the line L2 at 6 m / s. In 3 are also to clarify the positions U and U ' drawn the positions of the left and right edges of the gas outlet body 2 correspond to and therefore be -45 mm and +45 mm. Next to the lines L1 and L2 shows the diagram of 3 further the lines L1 ' and L2 ' , The line L1 ' corresponds to that over the positions X averaged heat transfer coefficients for the course L1 whereas the line L2 ' the mean heat transfer coefficient for the course L2 indicates.

Aus 3 wird sehr anschaulich der erfindungswesentliche Effekt ersichtlich. Wie man erkennt, ist der Wärmeübertragungskoeffizient für beide Strömungsgeschwindigkeiten entlang der Gasaustrittsfläche im Wesentlichen konstant. Überraschenderweise steigt der Wärmeübertragungskoeffizient beim Übergang zum Zwischenraum 7 dann jedoch an, was in herkömmlichen Vorrichtungen nicht der Fall ist. Dort kommt es vielmehr zu einer Abnahme des Wärmeübertragungskoeffizienten. Der Effekt des Anstiegs des Wärmeübertragungskoeffizienten ist durch den Übergang zu einer turbulenten Strömung bedingt, die aufgrund des vergrößerten Zwischenraums auftritt.Out 3 the effect essential to the invention becomes clearly apparent. As can be seen, the heat transfer coefficient for both flow velocities along the gas outlet surface is substantially constant. Surprisingly, the heat transfer coefficient increases during the transition to the intermediate space 7 but then what is not the case in conventional devices. Instead, there is a decrease in the heat transfer coefficient. The effect of increasing the heat transfer coefficient is due to the transition to a turbulent flow that occurs due to the increased clearance.

Wie in 3 angedeutet, kann mit der Trocknungsvorrichtung bei der kleineren Strömungsgeschwindigkeit ein mittlerer Wärmeübertragungskoeffizient von 140 W/m²·K (Linie L1') erreicht werden. Mit der höheren Strömungsgeschwindigkeit (Linie L2') liegt der mittlere Wärmeübertragungskoeffizient sogar bei 198 W/m²·K. Der mittlere Wärmeübertragungskoeffizient ist dabei deutlich höher als im Falle einer Anordnung, bei der der Zwischenraum 7 sehr klein gewählt ist. In solchen Anordnungen werden mittlere Wärmeübertragungskoeffizienten von nur max. 80 W/m²·K erreicht. Darüber hinaus können auch problemlos die mittleren Wärmeübertragungskoeffizienten von Prallstrahltrocknungsdüsen erreicht werden und sogar deutlich überschritten werden. Für solche Düsen liegt der mittlere Wärmeübertragungskoeffizient in etwa bei 140 W/m²·K.As in 3 indicated with the drying device at the lower flow rate, a mean heat transfer coefficient of 140 W / m ² · K (line L1 ' ) can be achieved. With the higher flow rate (line L2 '), the average heat transfer coefficient is even 198 W / ^m2 · K. The average heat transfer coefficient is significantly higher than in the case of an arrangement in which the gap 7 is very small. In such arrangements, average heat transfer coefficients of only max. Reaches 80 W / m ² · K. In addition, the average heat transfer coefficients of impingement jet drying nozzles can be easily achieved and even significantly exceeded. For such nozzles, the average heat transfer coefficient is approximately 140 W / m ² · K.

Claims

Method for acting on a material web (5) with a gas stream, in particular with a drying gas stream for drying the material web (5), in which: - the material web (5) is transported along a transport direction (W) by means of a transport device (6); - A flow device (1) during transport of the material web (5) generates the gas flow and a plurality of gas outlet bodies (2), which are arranged in the transport direction (W) side by side, directed to a surface of the material web (5) to heat exchange between the gas flow and the material web (5), wherein a surface of a respective gas outlet body (2) is a gas outlet surface (3), which lies opposite the surface of the material web (5) at a distance and via which the gas flow from the respective gas outlet body (2) emerges as a laminar flow at an average flow rate; - The gas stream by means of the flow device (1) after the heat exchange via one or more intermediate spaces (7) is discharged, wherein a respective intermediate space (7) between in the transport direction (W) adjacent gas outlet bodies (2) is formed; characterized in that the size of a respective intermediate space (7), the size of the gas outlet surface (3) of a respective gas outlet body (2), the average flow velocity of the gas stream at the exit from a respective gas outlet body (2) via the gas outlet surface (3) and the distance between the gas outlet surface (3) of a respective gas outlet body (2) and the opposite surface of the material web (5) are set such that at the transition (U, U ') of a respective gas outlet body (2) to each adjacent space (7) the heat transfer coefficient (α) increases between gas flow and material web (5).

Method according to Claim 1 , characterized in that the distance (a) between the same reference points of the gas outlet body (2) of each pair of adjacent gas outlet bodies (2) between 100 mm and 500 mm, in particular between 300 mm and 500 mm, and particularly preferably 350 mm.

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the width (b) of a respective gas outlet body (2) which extends in the transport direction (W) of the material web (5), one or more values between 30 mm and 150 mm, in particular between 70 mm and 100 mm , assumes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the width (b) of a respective gas outlet body (2) which extends in the transport direction (W) of the material web (5) over the length of the gas outlet body (2) in the direction perpendicular to Transport direction (W) is constant and preferably takes the value of 90 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the width (d) of a respective intermediate space (7) which extends in the transport direction (W) of the material web (5), one or more values between 50 mm and 500 mm, in particular between 100 mm and 300 mm, assumes.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the width (d) of a respective intermediate space (7) which extends in the transport direction (W) of the material web (5) over the length of the respective intermediate space (7) in the direction perpendicular to the transport direction (W) is constant and preferably assumes the value of 260 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (c) between the gas outlet surface (3) of a respective gas outlet body (2) and the opposite surface of the material web (5) assumes one or more values between 3 mm and 15 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (c) between the gas outlet surface (3) of a respective gas outlet body (2) and the opposite surface of the material web (5) is constant and preferably at 5 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the average flow velocity of the gas stream at the outlet from a respective gas outlet body (2) via the gas outlet surface (3) between 1 m / s and 10 m / s, in particular between 2 m / s and 8 m / s, and more preferably between 4 m / s and 6 m / s.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that flow velocity of the gas stream at the outlet from a respective gas outlet body (2) via the gas outlet surface (3) in the direction perpendicular to the transport direction (W) is substantially constant.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a respective gas outlet body (2) comprises a porous body and / or a textile fabric layer and / or a perforated plate and / or a grid.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a respective intermediate space (7) is delimited at its end remote from the material web (5) by a gas-permeable material layer.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the gas flow over the respective intermediate spaces (7) in the direction perpendicular to the surface of the material web (5) or along the surface of the material web (5) is discharged.

Apparatus for charging a material web (5) with a gas stream, in particular with a drying gas stream for drying the material web (5), comprising: - a transport device (6) which is configured to convey the material web (5) along a transport direction (W) transport; a flow device (1) which is configured to generate the gas flow during the transport of the material web (5) and to a surface of the material web via a plurality of gas exit bodies (2) which are arranged next to one another in the transport direction (W) 5) to effect a heat exchange between the gas flow and the material web (5), wherein a surface of a respective gas outlet body (2) is a gas outlet surface (3) and wherein during operation of the flow device (1) the gas outlet surface (3) of Surface of the web (5) is located at a distance opposite and the gas stream via the gas outlet surface (3) from the respective gas outlet body (2) emerges as a laminar flow with an average flow rate; - One or more intermediate spaces (7), which are intended to be discharged via this, the gas flow after the heat exchange by means of the flow device (1), wherein a respective intermediate space (7) formed between in the transport direction (W) adjacent gas outlet bodies (2) is; characterized in that the size of a respective intermediate space (7), the size of the gas outlet surface (3) of a respective gas outlet body (2), the average flow velocity of the gas stream at the exit from a respective gas outlet body (2) via the gas outlet surface (3) and the distance between the gas outlet surface (3) of a respective gas outlet body (2) and the opposite surface of the material web (5) are set such that at the transition (U, U ') of a respective gas outlet body (2) to each adjacent space (7) the heat transfer coefficient (α) increases between gas flow and material web (5).

Device after Claim 14 , characterized in that the device for carrying out a method according to one of Claims 2 to 13 is set up.