DE112011103779T5

DE112011103779T5 - Trocknungskasten mit mindestens Zwei Zonen für die Trocknung einer Zellstoffbahn

Info

Publication number: DE112011103779T5
Application number: DE112011103779T
Authority: DE
Inventors: Roland Kampris
Original assignee: Andritz Technology and Asset Management GmbH
Current assignee: Andritz Technology and Asset Management GmbH
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-08-22
Also published as: US20130232812A1; ZA201304145B; FI128423B; BR112013011822B1; JP5969996B2; SE536108C2; CA2817967C; CN103261516A; WO2012067570A1; CA2817967A1; SE1051200A1; RU2589559C2; RU2013124956A; FI20135391A; CL2013001218A1; BR112013011822A2; JP2013543935A

Abstract

Eine Anordnung für die Trocknung einer Zellstoffbahn (18) umfasst einen Trocknungskasten (1), der Blaskästen (26, 32) umfasst, die so betrieben werden, dass sie Luft auf die Zellstoffbahn (18) blasen, um den Faserstoff nach dem Prinzip der luftgestützten Bahnführung zu trocknen. Der Trocknungskasten (1) umfasst eine erste Trocknungszone (4), die erste untere Blaskästen (26) umfasst, die zum Tragen der Bahn (18) angeordnet sind, und eine zweite Trocknungszone (6), die zweite untere Blaskästen (32) umfasst, die zum Tragen der Bahn (18) angeordnet sind, wobei die ersten unteren Blaskästen (26) anders als die zweiten unteren Blaskästen (32) sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Anordnung für die Trocknung einer Zellstoffbahn in einem Trocknungskasten, der Blaskästen umfasst, die so betrieben werden, dass sie Luft auf die Zellstoffbahn blasen, um den Faserstoff nach dem Prinzip der luftgestützten Bahnführung zu trocknen.
Die vorliegende Erfindung richtet sich ferner auf ein Verfahren zur Trocknung einer Zellstoffbahn, bei dem mit Hilfe von Blaskästen Luft auf die Zellstoffbahn geblasen wird, um den Faserstoff nach dem Prinzip der luftgestützten Bahnführung zu trocknen.
Hintergrund der Erfindung
Zellstoff wird oft in einem Trockner vom Konvektionstyp getrocknet, der nach dem Prinzip der luftgestützten Bahnführung arbeitet. Ein Beispiel eines solchen Trockners ist in WO 2009/154549 beschrieben. Hierbei wird über obere Blaskästen und untere Blaskästen eine Zellstoffbahn mit Heißluft beblasen. Die von den Blaskästen ausgeblasene Luft überträgt Wärme an die Stoffbahn, um diese zu trocknen, und hält außerdem die Stoffbahn oberhalb der unteren Blaskästen in Schwebe. Die Heißluftversorgung der Blaskästen erfolgt über eine Umwälzluftanlage, die Gebläse und Dampfradiatoren, die die Trocknungsluft erhitzen, umfasst.
Angesichts steigender Anforderungen an eine erhöhte Faserstoffproduktion in Zellstoffwerken besteht ein Wunsch nach Erhöhung der Trocknungsleistung eines Zellstofftrockners, ohne dass dieser vergrößert oder indem er nur leicht vergrößert wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Anordnung zur Trocknung einer cellulosehaltigen Faserstoffbahn, wobei die Anordnung platzeffizienter ist als Anordnungen aus dem Stand der Technik.
Dieses Ziel wird mittels einer Anordnung für die Trocknung einer Zellstoffbahn in einem Trocknungskasten erreicht, der Blaskästen umfasst, die so betrieben werden, dass sie Luft auf die Zellstoffbahn blasen, um den Faserstoff nach dem Prinzip der luftgestützten Bahnführung zu trocknen, wobei der Trocknungskasten eine erste Trocknungszone mit ersten unteren Blaskästen in bahntragender Anordnung und eine zweite Trocknungszone mit zweiten unteren Blaskästen in bahntragender Anordnung umfasst, wobei die ersten unteren Blaskästen anders als die zweiten unteren Blaskästen sind.
Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass in jeder Trocknungszone die Trocknung der Stoffbahn entsprechend den in dieser speziellen Zone vorherrschenden Bedingungen in Bezug auf Trocknungsbedingungen, Festigkeit der Stoffbahn usw. optimiert werden kann. Dadurch kann mit einem gegenüber dem Stand der Technik kleineren Trockner eine ausreichende Trocknungskapazität erzielt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Trocknungszone der zweiten Trocknungszone in Laufrichtung der Zellstoffbahn vorgeschaltet. Bei Anordnung der Trocknungszonen in dieser Reihenfolge lassen sich die Zonen auf die Eigenschaften wie Bahnfestigkeit, Bahntrockengehalt usw. anpassen, die sich im Zuge des Bahnlaufs durch den Trocknungskasten ändern.
Bei einer bestimmten Luftmenge pro Quadratmeter horizontale Bahnfläche und Zeiteinheit ist gemäß einer Ausführungsform die relative Auftriebskraft der zweiten unteren Blaskästen mindestens bei einem Abstand zwischen dem entsprechenden unteren Blaskasten und der Zellstoffbahn größer als die relative Auftriebskraft der ersten unteren Blaskästen. Ein Vorteil dieser Erfindung besteht darin, dass die zweiten unteren Blaskästen die Bahn mit dem höheren Wirkungsgrad trocknen können, der oft mit einem größeren Abstand zwischen Stoffbahn und entsprechendem Blaskasten verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst jede Trocknungszone mindestens vier aufeinanderfolgende untere Blaskästen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die relative Auftriebskraft der zweiten unteren Blaskästen mindestens so lange größer als die relative Auftriebskraft der ersten unteren Blaskästen, wie der Abstand zwischen dem jeweiligen unteren Blaskasten und der Zellstoffbahn 2 bis 8 mm beträgt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass in dem Bereich der zwischen der Bahn und den unteren Blaskästen bestehenden Abständen, wo die Trocknung im Regelfall am effizientesten ist, die relative Auftriebskraft der zweiten unteren Blaskästen größer ist als die relative Auftriebskraft der ersten unteren Blaskästen.
Gemäß einer Ausführungsform werden die unteren Blaskästen mit Öffnungen schrägliegenden Typs versehen, die so angepasst sind, dass sie mindestens einen Teil der an sie geführten Luft in einem Winkel zu einer oberen Fläche des jeweiligen Blaskastens ausstoßen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die ersten unteren Blaskästen auf die Bahn eine Fixierkraft ausüben, die für die Stabilisierung der Bahn in der ersten Trocknungszone hilfreich ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Trocknungskasten eine Anzahl von Trocknungsetagen, die jeweils untere Blaskästen aufweisen und so angepasst sind, dass sie die fortlaufende Bahn trocknen, während diese den Trocknungskasten auf einem horizontalen Weg auf einer bestimmten Höhe durchläuft, wobei die erste Trocknungszone 10 bis 70% der Gesamtanzahl von Trocknungsetagen des Trocknungskastens umfasst. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die erste Trocknungszone eine geeignete Länge aufweist, damit die Bahn in einem bestimmten Maße getrocknet wird und eine erhöhte Festigkeit erwirbt, wodurch ihre Anfälligkeit für erhöhte Bahnspannungen, wie sie in der zweiten Trocknungszone auftreten können, gesenkt wird.
Gemäß einer Ausführungsform werden die ersten unteren Blaskästen mit Öffnungen schrägliegenden Typs versehen, die so angepasst sind, dass sie mindestens 30% der an die ersten unteren Blaskästen geführten Luft ausstoßen, und wobei die zweiten unteren Blaskästen mit Öffnungen nichtschrägliegenden Typs versehen sind, die so angepasst sind, dass sie mindestens 75% der an die zweiten unteren Blaskästen geführten Luft ausstoßen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die ersten unteren Blaskästen auf die Bahn eine Fixierkraft ausüben, während die zweiten unteren Blaskästen bei der Bahntrocknung hocheffizient sind.
Gemäß einer Ausführungsform sind mindestens 75% der unteren Blaskästen der ersten Trocknungszone solche ersten unteren Blaskästen und sind mindestens 75% der unteren Blaskästen der zweiten Trocknungszone solche zweiten unteren Blaskästen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die erste Trocknungszone bei der Bahnlaufstabilisierung effizient wird und die zweite Trocknungszone bei der Bahntrocknung effizient wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Trocknung einer Zellstoffbahn mit höherer Effizienz als Verfahren aus dem Stand der Technik.
Erreicht wird dieses Ziel mittels eines Verfahrens zur Trocknung einer Zellstoffbahn durch Ausblasen von Luft in Richtung Zellstoffbahn mittels Blaskästen zur Zellstofftrocknung nach dem Prinzip der luftgestützten Bahnführung, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Führen der Bahn durch eine erste Trocknungszone, die bahntragende erste untere Blaskästen umfasst, und anschließend Führen der Bahn durch eine zweite Trocknungszone, die bahntragende zweite untere Blaskästen umfasst, wobei die zweiten unteren Blaskästen anders sind als die ersten unteren Blaskästen.
Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Trocknung effizienter gestaltet und auf die unterschiedliche mechanische Festigkeit der Bahn an verschiedenen Stellen entlang des Bahnlaufwegs angepasst werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist der durchschnittliche Abstand zwischen der Stoffbahn und den zweiten unteren Blaskästen größer als der durchschnittliche Abstand zwischen der Stoffbahn und den ersten unteren Blaskästen. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass ein größerer durchschnittlicher Abstand die Wärmeübertragung verbessert.
Gemäß einer Ausführungsform werden mindestens 30% der an die ersten unteren Blaskästen gelieferten Gesamtluftmenge von den ersten unteren Blaskästen in einem Winkel von unter 60° zu den jeweiligen oberen Flächen dieser ersten unteren Luftblaskästen ausgeblasen, wobei mindestens 75% der an die zweiten unteren Blaskästen gelieferten Gesamtluftmenge von den zweiten unteren Blaskästen in einem Winkel von mindestens 75° zu den jeweiligen oberen Flächen dieser zweiten unteren Blaskästen ausgeblasen werden. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass in der ersten Trocknungszone eine effiziente Fixierung der Stoffbahn erreicht wird, während in der zweiten Trocknungszone eine effiziente Wärmeübertragung erzielt wird.
Gemäß einer Ausführungsform wird die Bahn mit einem durchschnittlichen Abstand von 0,2 bis 3 mm oberhalb der ersten unteren Blaskästen und mit einem durchschnittlichen Abstand von 4 bis 15 mm oberhalb der zweiten unteren Blaskästen geführt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist eine effiziente Stabilisierung der Bahn durch die ersten unteren Blaskästen und eine effiziente Wärmeübertragung der zweiten unteren Blaskästen an die Bahn.
Weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung und den Ansprüchen deutlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen näher beschrieben.
1 ist eine schematische Seitenansicht und zeigt einen Trocknungskasten für die Trocknung einer Zellstofffaserbahn.
2 ist eine schematische Seitenansicht und zeigt den Bereich II aus 1.
3 zeigt in schematischer Draufsicht und Querschnittsansicht einen ersten unteren Blaskasten, gesehen in Richtung der Pfeile III-III von 2.
4 ist eine schematische Seitenansicht und zeigt den Bereich IV aus 1.
5 ist eine schematische Draufsicht und zeigt einen zweiten unteren Blaskasten, gesehen in Richtung der Pfeile V-V von 4.
6 ist ein Diagramm und illustriert die Kräfte, die von den ersten und zweiten unteren Blaskästen in vertikaler Richtung auf eine Zellstoffbahn ausgeübt werden.
7 ist ein Diagramm und zeigt die Wärmeübertragung der ersten und zweiten unteren Blaskästen.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
1 zeigt einen Trocknungskasten 1 für die Trocknung von Zellstoff gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Trocknungskasten 1 umfasst ein Gehäuse 2. Innerhalb des Gehäuses 2 sind eine erste Trocknungszone 4, eine zweite Trocknungszone 6 und eine optionale Kühlzone 8 angeordnet, wobei die erste Trocknungszone 4 im oberen Bereich des Gehäuses 2 angeordnet ist, die Kühlzone 8 im unteren Bereich des Gehäuses 2 angeordnet ist und die zweite Trocknungszone 6 zwischen der ersten Trocknungszone 4 und der Kühlzone 8 angeordnet ist.
An einem ersten Ende 10 des Gehäuses 2 ist eine erste Kolonne von Wenderollen 12 angeordnet und an einem zweiten Ende 14 des Gehäuses 2 ist eine zweite Kolonne von Wenderollen 16 angeordnet. Eine nasse Zellstoffbahn 18 läuft über einen im Gehäuse 2 angeordneten Einlass 20 in den Trocknungskasten 1 ein. In der Ausführungsform von 1 ist der Einlass 20 im oberen Teil des Gehäuses 2 angeordnet, aber in einer alternativen Ausführungsform kann der Einlass im unteren Teil des Gehäuses angeordnet sein. Die Bahn 18 wird im Trocknungskasten 1 horizontal nach rechts geführt, wie in 1 dargestellt, bis die Bahn 18 eine Wenderolle erreicht. Im Trocknungskasten 1 gemäß Darstellung in 1 wird die Bahn 18 als erstes eine Wenderolle 16 der zweiten Wenderollenkolonne erreichen. Die Bahn 18 wird um die Wenderolle 16 herumgeführt und läuft anschließend, wie in 1 dargestellt, im Trocknungskasten 1 horizontal nach links, bis die Bahn 18 eine Wenderolle 12 der ersten Wenderollenkolonne erreicht, bei der die Bahn 18 erneut eine Wende durchläuft. Auf diese Weise durchläuft die Bahn 18 den Trocknungskasten 1 im Zickzack von oben nach unten, wie durch die Pfeile P dargestellt. Die Bahn 18 verlässt den Trocknungskasten 1, nachdem sie in der ersten und zweiten Trocknungszone 4, 6 getrocknet und in der Kühlzone 8 abgekühlt wurde, über einen im Gehäuse 2 angeordneten Auslass 22. In der Ausführungsform von 1 ist der Auslass 22 im unteren Teil des Gehäuses 2 angeordnet, aber in einer alternativen Ausführungsform kann der Einlass im oberen Teil des Gehäuses angeordnet sein.
Für den Trocknungsprozess wird typischerweise Luft mit einer Temperatur von 80 bis 250°C eingesetzt. Die aus einer vorgeschalteten Blattbildungsstation, in 1 nicht dargestellt, in den Trocknungskasten 1 einlaufende Zellstoffbahn 18 weist typischerweise einen Trockenstoffgehalt von 40 bis 60 Gew.-% auf und die den Trocknungskasten 1 verlassende Zellstoffbahn 18 weist einen Trockenstoffgehalt von typischerweise 85 bis 95 Gew.-% auf. Die Zellstoffbahn 18 weist beim Verlassen des Trocknungskastens 1 typischerweise eine Flächenmasse von 800 bis 1500 g/m², gemessen bei einem Feuchtegehalt von 0,11 kg Wasser pro kg Trockensubstanz, und eine Dicke von 0,8 bis 3 mm auf.
Die erste Trocknungszone 4 umfasst wenigstens eine erste Trocknungsetage 24 und typischerweise 3 bis 15 erste Trocknungsetagen 24. Die erste Trocknungszone 4 in der Ausführungsform nach 1 umfasst 8 erste Trocknungsetagen 24. Diese ersten Trocknungsetagen 24 umfassen jeweils eine Anzahl von Blaskästen, wie im Weiteren noch näher beschrieben wird, und werden so betrieben, dass sie die Bahn 18 trocknen, während die Bahn 18 horizontal von einer Wenderolle 12, 16 hin zur nächsten Wenderolle 16, 12 läuft. Jede der ersten Trocknungsetagen 24 umfasst eine Anzahl erster unterer Blaskästen 26 und eine Anzahl erster oberer Blaskästen 28, die so angeordnet sind, dass sie ein heißes Trocknungsgas in Richtung Zellstoffbahn 18 ausblasen. Jede erste Trocknungsetage 24 umfasst typischerweise 20 bis 300 erste untere Blaskästen 26 und die gleiche Anzahl erster oberer Blaskästen 28, obwohl in 1 im Interesse der illustrativen Klarheit nur einige wenige Blaskästen dargestellt sind. Die ersten unteren Blaskästen 26 werden so betrieben, dass sie die Bahn 18 in einem fixierten Zustand der ”Schwebe” halten, so dass die Bahn 18 während des Trocknungsprozesses in einem Abstand zu den ersten unteren Blaskästen 26 von Luft getragen wird, wie im Weiteren näher beschrieben wird.
Die zweite Trocknungszone 6 umfasst wenigstens eine zweite Trocknungsetage 30 und typischerweise 5 bis 40 zweite Trocknungsetagen 30. Die zweite Trocknungszone 6 in der Ausführungsform nach 1 umfasst 11 zweite Trocknungsetagen 30. Diese zweiten Trocknungsetagen 30 umfassen jeweils eine Anzahl von Blaskästen, wie im Weiteren noch näher beschrieben wird, und werden so betrieben, dass sie die Bahn 18 trocknen, während die Bahn 18 horizontal von einer Wenderolle 12, 16 hin zur nächsten Wenderolle 16, 12 läuft. Jede zweite Trocknungsetage 30 umfasst eine Anzahl zweiter unterer Blaskästen 32 und eine Anzahl zweiter oberer Blaskästen 34, die so angeordnet sind, dass sie ein heißes Trocknungsgas in Richtung Zellstoffbahn 18 ausblasen. Jede zweite Trocknungsetage 30 umfasst typischerweise 20 bis 300 zweite untere Blaskästen 32 und die gleiche Anzahl zweiter oberer Blaskästen 34, obwohl in 1 im Interesse der illustrativen Klarheit nur einige wenige Blaskästen dargestellt sind. Die zweiten unteren Blaskästen 32 werden so betrieben, dass sie die Bahn 18 in ”schwebendem” Zustand halten, so dass die Bahn 18 während des Trocknungsprozesses in einem Abstand zu den zweiten unteren Blaskästen 32 von Luft getragen wird, wie im Weiteren näher beschrieben wird.
Die ersten Trocknungsetagen 24 der ersten Trocknungszone 4 sind mechanisch anders gestaltet als die zweiten Trocknungsetagen 30 der zweiten Trocknungszone 6, wie im Weiteren näher beschrieben wird. Oft sind die ersten unteren Blaskästen 26 der ersten Trocknungsetagen 24 mechanisch anders gestaltet als die zweiten unteren Blaskästen 32 der zweiten Trocknungsetagen 30, wie mit Hilfe eines Beispiels im Weiteren illustriert wird. Jede Trocknungszone 4, 6 würde typischerweise mindestens vier aufeinanderfolgende entsprechende Blaskästen 26, 32 umfassen. Zum Beispiel würde somit die erste Trocknungszone 4 typischerweise mindestens vier aufeinanderfolgende erste untere Blaskästen 26 umfassen und würde die zweite Trocknungszone 6 typischerweise mindestens vier aufeinanderfolgende zweite untere Blaskästen 32 umfassen. Typischerweise würde jede Trocknungszone 4, 6 wenigstens eine komplette Trocknungsetage 24, 30 einschließlich der in der entsprechenden Trocknungsetage 24, 30 enthaltenen Blaskästen 26, 28, 32, 34 umfassen.
Die Kühlzone 8 umfasst mindestens eine Kühletage 36, in 1 sind zwei solcher Kühletagen 36 dargestellt, wobei jede solche Etage 36 eine Anzahl dritter unterer Blaskästen 38 und dritter oberer Blaskästen 40 umfasst, die so angeordnet sind, dass sie ein Kühlgas in Richtung Zellstoffbahn 18 ausblasen. Die unteren Blaskästen 38 werden so betrieben, dass sie die Bahn 18 in ”schwebendem” Zustand halten, so dass die Bahn 18 während des Kühlprozesses von Luft getragen wird. Als Kühlgas für den Kühlprozess wird typischerweise Luft mit einer Temperatur von 15 bis 40°C eingesetzt. Eine isolierte Wand 42 trennt die zweite Trocknungszone 6 von der Kühlzone 8.
2 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Bereichs II von 1 und zeigt einen Teilabschnitt der in 1 dargestellten ersten Trocknungsetage 24 der ersten Trocknungszone 4. Die erste Trocknungsetage 24 umfasst die ersten unteren Blaskästen 26, die unterhalb der Bahn 18 angeordnet sind, und die ersten oberen Blaskästen 28, die oberhalb der Bahn 18 angeordnet sind. Die erste Trocknungsetage 24 kann, wie in 2 dargestellt, mindestens vier aufeinanderfolgende erste untere Blaskästen 26 umfassen. Die in 1 dargestellte erste Trocknungszone 4 kann demnach mindestens vier aufeinanderfolgende erste untere Blaskästen 26 umfassen. Die ersten unteren Blaskästen 26 blasen in Richtung Stoffbahn 18 heiße Trocknungsluft aus, sowohl senkrecht nach oben zur Stoffbahn 18, wie durch die Pfeile VU in 2 dargestellt, als auch mit einem Neigungswinkel von typischerweise 5 bis 60° schräg zur horizontalen Ebene, wie durch die Pfeile IU in 2 gekennzeichnet. Ein Beispiel eines Blaskastens, der als die ersten unteren Blaskästen 26 verwendet werden kann, ist in WO 97/16594 beschrieben, siehe beispielsweise die 2 und 3 jener Schrift. Wie unter Rückkehr zu 2 der vorliegenden Anmeldung zu sehen, entstehen dadurch, dass die ersten unteren Blaskästen 26 Trocknungsluft schräg zur horizontalen Ebene ausblasen, sowohl Aufwärtskräfte, die die Bahn 18 weg von den Blaskästen 26 nach oben zwingen, als auch Abwärtskräfte, die die Bahn 18 hin zu den Blaskästen 26 nach unten zwingen. Das führt dazu, dass die Blaskästen 26 eine Fixierungskraft auf die Bahn 18 ausüben und so die Bahn auf vergleichsweise gut definiertem Abstand zu den Blaskästen 26 halten. Der durchschnittliche Abstand, bzw. Höhe H1, zwischen der Unterseite der Bahn 18 und der oberseitigen Fläche der ersten unteren Blaskästen 26 während des Betriebs des Trocknungskastens 1 beträgt typischerweise 0,2 bis 3 mm. Würde die Bahn 18 nach oben streben, würden die Fixierkräfte der unteren Blaskästen 26 die Bahn 18 nach unten ziehen, und würde die Bahn 18 nach unten streben, würde die von den Blaskästen 26 eingeblasene Luft die Bahn 18 nach oben drücken. Dies ergibt eine relativ fixierte horizontale Führung der Bahn 18 entlang der ersten Trocknungsetage 24 mit nur wenig vertikaler Bewegung, das bedeutet, die Bahn 18 ist begrenzten Dehnungskräften unterworfen. Obere Blaskästen 28 des ersten Typs blasen heiße Trocknungsluft in Richtung Bahn 18 vertikal nach unten auf die Bahn 18, wie durch die Pfeile VD in 2 dargestellt. Der durchschnittliche Abstand, bzw. Höhe H2, zwischen der Oberseite der Bahn 18 und der unterseitigen Fläche der ersten oberen Blaskästen 28 beträgt typischerweise 10 bis 80 mm. Die von den Blaskästen 26, 28 eingeblasene heiße Trocknungsluft wird über Zwischenräume S abgeführt, die zwischen horizontal benachbarten Blaskästen 26, 28 ausgebildet sind. Die in 1 dargestellte erste Trocknungszone 4 würde oft mindestens vier aufeinanderfolgende erste untere Blaskästen 26 umfassen, die wie in 2 dargestellt angeordnet sind. Ferner würde die in 1 dargestellte erste Trocknungszone 4 oft mindestens vier aufeinanderfolgende erste obere Blaskästen 28 umfassen, die wie in 2 dargestellt angeordnet sind.
3 ist eine schematische Draufsicht und zeigt den ersten unteren Blaskasten 26, gesehen in Richtung der Pfeile III-III von 2. Ein Pfeil P kennzeichnet den geplanten Laufweg, den die Bahn, in 3 nicht dargestellt, über einer oberen Fläche 44 des ersten unteren Blaskastens 26 geführt werden soll. Die obere Fläche 44 umfasst eine mittig angeordnete erste Art von Öffnungen 46, die ”schrägliegende” Öffnungen eines Typs sind, der im englischen Sprachraum gelegentlich auch als ”Lidschlitz” (eyelid perforation) bezeichnet wird. Mit Öffnungen ”schrägliegenden Typs” ist gemeint, dass mindestens 25% der durch diese Öffnungen 46 ausgestoßenen Luft in einem Winkel α von weniger als 60° zur oberen Fläche 44 des ersten unteren Blaskastens 26 ausgeblasen werden, wie im Querschnitt B-B von 3 am besten dargestellt. Im ersten unteren Blaskasten 26 werden mindestens 30%, oft mindestens 40%, der Gesamtluftmenge, die dem Kasten zugeführt wird, aus Öffnungen ”schrägliegenden Typs” ausgeblasen, beispielsweise über Lidschlitz-Perforationen 46. Ein Teilstrom der über die Lidschlitze 46 eingeblasenen Luftmenge kann in einem Winkel von mehr als 60° ausgeblasen werden, wie mit einem Pfeil U im Querschnitt B-B von 3 dargestellt. Von der Gesamtluftmenge, die an den unteren Blaskasten 26 geliefert wird, werden mindestens 30% in einem Winkel α von unter 60° zur oberen Fläche 44 des ersten unteren Blaskastens 26 eingeblasen.
Die Lidschlitz-Perforationen 46, die ähnlich den Öffnungen, die in WO 97/16594 als ”eylid perforations 6” bezeichnet werden, gestaltet sein können und die unter Verweis auf die 2 und 3 von WO 97/16594 beschrieben werden, stellen die dort schräg hindurchgeblasene heiße Trocknungsluft so bereit, dass die in 2 der vorliegenden Anmeldung dargestellten Schrägströme IU erzeugt werden. Wie aus 3 der vorliegenden Anmeldung zu sehen, sind die Perforationen 46 auf der Fläche 44 in abwechselnder Ausrichtung angeordnet, so dass jeder zweite Strom IU nach links gerichtet ist, wie in 3 dargestellt, und jeder zweite Strom IU nach rechts gerichtet ist.
Mit 3 der vorliegenden Anmeldung fortgesetzt, ist die obere Fläche 44 mit einer zweiten Art von Öffnungen 48 versehen, die nah an den Seiten 50, 52 des Blaskastens 26 angeordnet sind. Die Öffnungen 48 der zweiten Art sind Öffnungen ”nichtschrägliegenden Typs”, die über die obere Fläche 44 verteilt sind. ”Nichtschrägliegender Typ” bedeutet, dass mindestens 80% der aus diesen Öffnungen 48 ausgeblasenen Luft in einem Winkel ausgeblasen werden, der mindestens 70° zur oberen Fläche 44 beträgt. Typischerweise würde aus den Öffnungen nichtschrägliegenden Typs 48 fast die gesamte Luftmenge fast vertikal, d. h. in einem Winkel nahe 90° zur oberen Fläche 44, ausströmen. Die Öffnungen 48 können runde Löcher mit einem Durchmesser von typischerweise 1 bis 10 mm sein. Die Öffnungen 48 des zweiten Typs blasen die heiße Trocknungsluft nach oben aus und bilden so die Ströme VU, die in der Darstellung von 3 vertikal nach oben auf den Leser zugehen.
Durch Veränderung von Anzahl und Größe der Öffnungen des ersten Typs 46 und von Anzahl und Größe der Öffnungen des zweiten Typs 48 kann ein geeignetes Differenzdruckverhältnis zwischen den beiden Öffnungstypen 46, 48 erzielt werden, so dass beispielsweise 65% der an den ersten unteren Blaskasten 26 geführten Gesamtluftmenge über die Öffnungen des ersten Typs 46 und 35% der an den ersten unteren Blaskasten 26 geführten Gesamtluftmenge über die Öffnungen des zweiter Typs 48 ausgestoßen werden.
Ein Perforationsgrad eines Blaskastens 26 lässt sich berechnen, indem die gesamte offene Fläche der Öffnungen 46, 48 eines repräsentativen Teilabschnitts der oberen Fläche 44 durch die horizontal projizierte Fläche des repräsentativen Teilabschnitts der oberen Fläche 44 geteilt wird. ”Repräsentativer Teilabschnitt” meint einen Teilabschnitt der oberen Fläche 44, der in Bezug auf das Ausblasen von Luft in Richtung der Bahn repräsentativ ist, d. h. ohne Berücksichtigung beispielsweise des Lufteinlassbereiches des Blaskastens. Der Perforationsgrad kann zum Beispiel 1,5% betragen. Der Perforationsgrad kann in Anpassung an Gewicht, Trockengrad usw. der Bahn 18 variiert werden. Der Perforationsgrad des ersten unteren Blaskastens 26 würde oft bei 0,5 bis 3,0% liegen.
4 ist eine vergrößerte Seitenansicht des Bereichs IV von 1 und zeigt einen Teilabschnitt der in 1 dargestellten zweiten Trocknungsetage 30 der zweiten Trocknungszone 6. Die zweite Trocknungsetage 30 umfasst die zweiten unteren Blaskästen 32, die unterhalb der Bahn 18 angeordnet sind, und die zweiten oberen Blaskästen 34, die oberhalb der Bahn 18 angeordnet sind. Die zweite Trocknungsetage 30 kann, wie in 4 dargestellt, mindestens vier aufeinanderfolgende zweite untere Blaskästen 32 umfassen. Die in 1 dargestellte zweite Trocknungszone 6 kann demnach mindestens vier aufeinanderfolgende zweite untere Blaskästen 32 umfassen. Die zweiten unteren Blaskästen 32 blasen heiße Trocknungsluft in Richtung Bahn 18 vertikal nach oben auf die Bahn 18, wie durch die Pfeile VU in 4 dargestellt. Die zweiten unteren Blaskästen 32 der zweiten Trocknungsetage 30 üben auf die Bahn 18 eine kleinere untere Fixierkraft als die in 2 und 3 dargestellten ersten unteren Blaskästen 26 der ersten Trocknungsetage 24 aus. Die von den zweiten unteren Blaskästen 32 auf die Bahn ausgeübte Fixierkraft 18 ist normalerweise relativ klein oder inexistent. Zurück zu 4: Die von den zweiten unteren Blaskästen 32 bereitgestellte heiße Trocknungsluft hebt die Bahn auf eine Höhe, auf der das Gewicht der Bahn 18 sich mit der Auftriebskraft der von den zweiten unteren Blaskästen 32 bereitgestellten heißen Trocknungsluft im Gleichgewicht befindet. Der durchschnittliche Abstand, oder Höhe H3, zwischen der Unterseite der Bahn 18 und der oberseitigen Fläche der zweiten unteren Blaskästen 32 beträgt typischerweise 4 bis 15 mm. Da von den zweiten unteren Blaskästen 32 eine begrenzte oder auch gar keine Fixierkraft auf die Bahn 18 ausgeübt wird, neigt die Bahn 18 im Betrieb des Trocknungskastens 1 beim Durchlaufen der zweiten Trocknungsetagen 30 zu etwas stärkeren Schwankungen in ihrer vertikalen Position als beim Durchlaufen der ersten Trocknungsetagen 24. Dies ergibt einen relativ freien horizontalen Lauf der Bahn 18 entlang der zweiten Trocknungsetage 30 mit etwas Bewegung in vertikaler Richtung, was bedeutet, dass die Bahn 18 gewissen Dehnungskräften unterworfen ist. Obere Blaskästen 34 des zweiten Typs blasen heiße Trocknungsluft in Richtung Bahn 18 vertikal nach unten auf die Bahn 18, wie durch die Pfeile VD in 4 dargestellt. Der durchschnittliche Abstand, oder Höhe H4, zwischen der Oberseite der Bahn 18 und der unterseitigen Fläche der zweiten oberen Blaskästen 34 beträgt typischerweise 5 bis 80 mm. Die von den Blaskästen 32, 34 eingeblasene heiße Trocknungsluft wird über Zwischenräume S abgeführt, die zwischen horizontal benachbarten Blaskästen 32, 34 ausgebildet sind. Die in 1 dargestellte zweite Trocknungszone 6 würde oft mindestens vier aufeinanderfolgende zweite untere Blaskästen 32 umfassen, die wie in 4 dargestellt angeordnet sind. Ferner würde die in 1 dargestellte zweite Trocknungszone 6 oft mindestens vier aufeinanderfolgende zweite obere Blaskästen 34 umfassen, die wie in 4 dargestellt angeordnet sind.
5 ist eine schematische Draufsicht und zeigt den zweiten unteren Blaskasten 32, gesehen in Richtung der Pfeile V-V von 4. Ein Pfeil P kennzeichnet den geplanten Laufweg, den die Bahn, in 5 nicht dargestellt, über einer oberen Fläche 54 des zweiten unteren Blaskastens 32 geführt werden soll. Die obere Fläche 54 erstreckt sich zwischen den Seiten 56, 58 des Blaskastens 32 und umfasst Öffnungen 60 des ”nichtschrägliegenden Typs”, die über die obere Fläche 54 verteilt sind. ”Nichtschrägliegender Typ” bedeutet entsprechend der vorhergehenden Definition, dass mindestens 80% der aus diesen Öffnungen 60 ausgeblasenen Luft in einem Winkel ausgeblasen werden, der mindestens 70° zur oberen Fläche 54 beträgt. Typischerweise würde aus den Öffnungen nichtschrägliegenden Typs 60 fast die gesamte Luftmenge fast vertikal, d. h. in einem Winkel nahe 90° zur oberen Fläche 54, ausströmen. Im zweiten unteren Blaskasten 32 werden mindestens 75% der Gesamtluftmenge, die dem Kasten zugeführt wird, aus Öffnungen nichtschrägliegenden Typs ausgeblasen. In der in 5 dargestellten Ausführungsform werden 100% der dort zugeführten Gesamtluftmenge aus den Öffnungen nichtschrägliegenden Typs 60 ausgeblasen. Die Öffnungen 60 können gleichmäßig, aber auch ungleichmäßig, über die Fläche 54 verteilt sein. Wie aus 5 ersichtlich, ist die Konzentration von Öffnungen 60 (Öffnungen pro Quadratmeter der Oberfläche 54) angrenzend zu den Seiten 56, 58 etwas höher. Die Öffnungen 60 des Blaskastens 32 können runde Löcher mit einem Durchmesser von typischerweise 1 bis 10 mm sein. Die Öffnungen 60 blasen die heiße Trocknungsluft vertikal nach oben aus und bilden so die Ströme VU, die in der Darstellung von 5 vertikal nach oben auf den Leser zugehen.
Der Perforationsgrad, d. h. die Gesamtfläche der Öffnungen 60 dividiert durch die Gesamtfläche der oberen Fläche 54, kann beispielsweise 1,5% sein. Der Perforationsgrad kann in Anpassung an Gewicht, Trockengrad usw. der Bahn 18 variiert werden. Der Perforationsgrad des zweiten unteren Blaskastens 32 würde oft bei 0,5 bis 3,0% liegen.
Die in 2 dargestellten ersten oberen Blaskästen 28 der ersten Trocknungsetagen 24 und die in 4 dargestellten zweiten oberen Blaskästen 34 der zweiten Trocknungsetagen 30 können typischerweise die gleiche allgemeine Gestaltung wie der in 5 dargestellte zweite untere Blaskasten 32 aufweisen, wie durch gestrichelte Pfeile in 5 dargestellt. Die ersten oberen Blaskästen 28 und die zweiten oberen Blaskästen 34 können also typischerweise mit Öffnungen, die Rundlöcher sein können, mit einem Durchmesser von 1 bis 10 mm versehen sein.
Darüber hinaus können auch die dritten unteren Blaskästen 38 und die dritten oberen Blaskästen 40 der Kühlzone 8 ähnlich den in 5 dargestellten zweiten unteren Blaskästen 32 gestaltet sein, wie mittels gestrichelter Pfeile dargestellt. Entsprechend einer alternativen Ausführungsform können die dritten unteren Blaskästen 38 ähnlich den in 3 dargestellten ersten unteren Blaskästen 26 gestaltet sein, wie mittels gestrichelter Pfeile dargestellt.
Alle oben erwähnten durchschnittlichen Abstände H1, H2, H3, H4 beziehen sich jeweils auf die kürzeste Distanz zwischen der Fläche 44, 54 des jeweiligen Blaskastens 26, 28, 32, 34 und der Bahn 18.
6 ist ein Diagramm und illustriert schematisch ein Beispiel der Kräfte, die von den ersten unteren Blaskästen 26 der ersten Trocknungsetagen 24 und durch die zweiten unteren Blaskästen 32 der zweiten Trocknungsetagen 30 auf die Bahn 18 ausgeübt werden. Der in 2 und 4 dargestellte durchschnittliche Abstand, oder Höhe H1 und H3, zwischen der Unterseite der Bahn 18 und der oberen Fläche 44, 54 des entsprechenden Blaskastens 26, 32 ist abhängig vom Gleichgewicht zwischen dem Flächengewicht der Bahn 18 und der von den entsprechenden Blaskästen 26, 32 auf die Bahn 18 ausgeübten Auftriebskraft. Die Auftriebskraft ist abhängig vom durchschnittlichen Abstand zwischen der Unterseite der Bahn 18 und der oberen Fläche 44, 54 des entsprechenden Blaskastens 26, 32. Bei dem durchschnittlichen Abstand, bei dem die Auftriebskraft gleich der Flächengewichtskraft der Bahn ist, wird die Auftriebskraft, die von der aus den Blaskästen 26, 32 ausgeblasenen Luft generiert wird, die Bahn tragen, so dass die Bahn sich stabil in ”Schwebe” befindet. Der durchschnittliche Abstand zwischen der Unterseite der in stabiler ”Schwebe” befindlichen Bahn 18 und der oberen Fläche 44, 54 des entsprechenden Blaskastens 26, 32 wird sich mit dem Flächengewicht der Bahn ändern.
Die Beziehung zwischen dem Flächengewicht einerseits und dem durchschnittlichen Abstand, oder Höhe H1 und H3, zwischen der Unterseite der Bahn 18 und der oberen Fläche 44, 54 des entsprechenden Blaskastens 26, 32 andererseits lässt sich darstellen, indem man eine Modellbahn betrachtet, die verschiedene Trockenstoffgehalte aufweisen kann. Die Modellbahn hat ein relatives Flächengewicht von 1,0 bei 100 Gew.-% Trockenstoffgehalt. Die Modellbahn würde beim Einlauf in den Trockner einen Trockenstoffgehalt von lediglich 50 Gew.-% aufweisen, was bedeutet, dass das relative Flächengewicht der Modellbahn bei Einlauf in den Trockner 2,0 betragen würde, da die Bahn zusätzlich zum Trockenstoffgehalt auch Wasser enthalten würde. Es gilt also: Je mehr Wasser, desto höher das relative Flächengewicht der Modellbahn. Eine relative Auftriebskraft von 1,0 ist definiert als diejenige Auftriebskraft, die erforderlich wäre, um die Modellbahn mit ihrem relativen Flächengewicht von 1,0 bei 100 Gew.-% Trockenstoffgehalt oberhalb der ersten bzw. zweiten unteren Blaskästen 26, 32 stabil in Schwebe zu halten.
In 6 zeigt die Y-Achse die relative Auftriebskraft und die X-Achse den durchschnittlichen Abstand, oder Höhe H1 bzw. H3, zwischen der Unterseite der Bahn 18 und der oberen Fläche 44, 54 des entsprechenden Blaskastens 26, 32 an. Kurve ”26” zeigt die Beziehung zwischen der relativen Auftriebskraft und dem durchschnittlichen Abstand H1 für die ersten unteren Blaskästen 26 an, und Kurve ”32” zeigt die Beziehung zwischen der relativen Auftriebskraft und dem durchschnittlichen Abstand H3 für die zweiten unteren Blaskästen 32 an. Mit Rückkehr zur Definition der relativen Auftriebskraft ist aus Kurve ”26” ersichtlich, dass eine relative Auftriebskraft von 1,0 einem durchschnittlichen Abstand H1 von ca. 1,3 mm entsprechen würde. Wäre also die oben erwähnte Modellbahn, die bei 100 Gew.-% Trockenstoffgehalt ein relatives Flächengewicht von 1,0 aufweist, einer Auftriebskraft von 1,0 ausgesetzt, würde sie bei einem durchschnittlichen Abstand H1 von 1,3 mm über den ersten unteren Blaskästen 26 stabil ”schweben”. Bei einem Trockenstoffgehalt von 50 Gew.-% weist die Modellbahn ein relatives Flächengewicht von 2,0 auf. Um so eine Bahn stabil ”schweben” zu lassen, wäre eine relative Auftriebskraft von 2,0 nötig. Bei erneuter Betrachtung der Kurve ”26” lässt sich feststellen, dass der durchschnittliche Abstand H1 von ca. 0,8 mm einer relativen Auftriebskraft von 2,0 entspricht.
Die den Blaskästen 26, 32 zugeführte Luftmenge pro Quadratmeter horizontaler Bahnfläche und Zeiteinheit würde typischerweise 500 bis 2000 m³/(m², h) entsprechen. Diese Strömungsmenge ist die Menge, die tatsächlich an die Bahn 18 geführt wird. Die zwischen den Blaskästen ausgebildeten Zwischenräume S sind in der Berechnung der Bahnfläche mit enthalten, d. h. die von der Fläche des jeweiligen Blaskastens abgegebene Luftmenge würde, ohne Berücksichtigung der Zwischenräume S, typischerweise 10 bis 25% höher sein.
Gemäß einem Beispiel würde die Modellbahn bei Durchlaufen der ersten Trocknungszone 4 typischerweise einen Trockenstoffgehalt aufweisen, der von anfänglichen 50 Gew.-%, die einem relativen Flächengewicht von 2,0 entsprechen, am Ende der ersten Trocknungszone 4 infolge der Feuchtigkeitsentziehung aus der Bahn 18 auf ca. 70 Gew.-%, die einem relativen Flächengewicht von 1,4 entsprechen, ansteigt. Bei Betrachtung der Kurve ”26” für die ersten unteren Blaskästen 26 von 6 wird klar, dass eine relative Auftriebskraft von 2,0 einer Höhe H1 von ca. 0,8 mm entsprechen würde. Der Gleichgewichtsabstand H1 zwischen der Modellbahn 18 und den ersten unteren Blaskästen 26 angrenzend zur beginnenden ersten Trocknungszone 4 beträgt somit ca. 0,8 mm, da bei so einer Entfernung H1 das relative Flächengewicht der Bahn 18 mit der relativen Auftriebskraft der unteren Blaskästen 26 im Gleichgewicht steht. Sollte sich die Bahn 18 zeitweise von den ersten unteren Blaskästen 26 entfernen, beispielsweise mit einem Abstand H1 von 2 mm, üben die ersten unteren Blaskästen 26 eine negative relative Auftriebskraft, d. h. eine relative Fixierkraft, von ca. –0,5 aus, die die Bahn 18 nach unten zieht. Sollte sich die Bahn 18 zeitweise nach unten auf die ersten unteren Blaskästen 26 zubewegen, beispielsweise mit einem Abstand H1 von 0,5 mm, üben die ersten unteren Blaskästen 26 eine positive relative Auftriebskraft von ca. 3,5 aus, die die Bahn 18 nach oben drückt. Damit wird die Bahn 18 im Gleichgewichtsabstand H1 fixiert und kann sich nicht so einfach aus dieser Gleichgewichtshöhe entfernen, da Auftriebs- bzw. Fixierkräfte die Bahn wieder auf die Gleichgewichtsentfernung zurückbringen werden. Am Ende der ersten Trocknungszone 4 würde der Gleichgewichtsabstand H1, bei dem das relative Flächengewicht von 1,4 durch eine relative Auftriebskraft von 1,4 ausgeglichen wird, ca. 1,1 mm betragen.
Weiter nach obigem Beispiel würde außerden die Bahn 18 bei Durchlaufen der zweiten Trocknungszone 6 typischerweise einen Trockenstoffgehalt aufweisen, der von anfänglichen 70 Gew.-%, die einem relativen Flächengewicht von 1,4 entsprechen, am Ende der zweiten Trocknungszone 6 infolge der Feuchtigkeitsentziehung aus der Bahn 18 auf ca. 90 Gew.-%, die einem relativen Flächengewicht von 1,1 entsprechen, ansteigt. Bei Betrachtung der Kurve ”32” für die zweiten unteren Blaskästen 32 von 6 wird deutlich, dass eine relative Auftriebskraft von 1,4, die sich mit dem relativen Flächengewicht von 1,4 im Gleichgewicht befinden würde, einer Höhe H3 von ca. 4,5 mm entspräche. Der Gleichgewichtsabstand H3 zwischen der Bahn 18 und den zweiten unteren Blaskästen 32 angrenzend zur beginnenden zweiten Trocknungszone 6 beträgt somit ca. 4,5 mm.
Sollte die Bahn 18 sich zeitweise nach oben von den zweiten unteren Blaskästen 32 wegbewegen, beispielsweise auf einen Abstand H3 von 6,5 mm, würde sich nur eine kleine Reduzierung der relativen Auftriebskraft, auf ca. 1,0, ergeben, das heißt, die Bahn 18 wird nach unten bewegt, bis eine ausreichende relative Auftriebskraft, die dem relativen Flächengewicht entspricht, erreicht wird. Sollte sich die Bahn 18 zeitweise nach unten auf die zweiten unteren Blaskästen 32 zubewegen, beispielsweise auf einen Abstand H3 von 3 mm, üben die zweiten unteren Blaskästen 32 eine positive relative Auftriebskraft aus, die ca. 2,5 beträgt und die Bahn 18 nach oben drückt. Die Bahn 18 ”schwebt” also auf Gleichgewichtshöhe H3, aber geringfügige Schwankungen im Gleichgewichtsabstand würden zu relativ schwachen Kräften führen, die die Bahn 18 auf ihren Gleichgewichtsabstand H3 zurückführen. Am Ende der zweiten Trocknungszone 6 würde der Gleichgewichtsabstand H3, bei dem das relative Flächengewicht von 1,1 durch eine relative Auftriebskraft von 1,1 ausgeglichen wird, ca. 6,0 mm betragen.
7 ist ein Diagramm und illustriert die relativen Wärmeübertragung zwischen der Bahn 18 und den ersten unteren Blaskästen 26 der ersten Trocknungsetagen 24 bzw. durch die zweiten unteren Blaskästen 32 der zweiten Trocknungsetagen 30. Auf der horizontalen Achse, d. h. X-Achse, ist der durchschnittliche Abstand, oder Höhe H1 bzw. H3, zwischen der Unterseite der Bahn 18 und der oberen Fläche 44, 54 des entsprechenden Blaskastens 26, 32 angegeben. Auf der vertikalen Achse, d. h. der Y-Achse, ist die relative Wärmeübertragung vom entsprechen Blaskasten 26, 32 auf die Bahn 18 angegeben. Bei einem durchschnittlichen Bahnabstand H3 von 5 mm zu den zweiten unteren Blaskästen 32 beträgt die relative Wärmeübertragung 1,0 und alle anderen relativen Wärmeübertragungswerte werden im Verhältnis zu dieser Wärmeübertragung berechnet.
Unter weiterer Bezugnahme auf das im Zusammenhang mit 6 gegebene Beispiel sei daran erinnert, dass der Gleichgewichtsabstand H1 zwischen der Bahn 18 und den ersten unteren Blaskästen 26 der ersten Trocknungszone 4 zu Beginn dieser Zone 4 ca. 0,8 mm und am Ende dieser Zone 4 ca. 1,1 mm betrug. Bei Betrachtung der Kurve ”26” für die ersten unteren Blaskästen 26 von 7 wird deutlich, dass eine relative Wärmeübertragung von ca. 0,63 einer Höhe H1 von 0,8 bis 1,1 mm entsprechen würde. Wie im Zusammenhang mit 6 gegebenen Beispiel dargestellt, betrug der Gleichgewichtsabstand H3 zwischen der Bahn 18 und den zweiten unteren Blaskästen 32 der zweiten Trocknungszone 6 zu Beginn dieser Zone 6 ca. 4,5 mm und am Ende dieser Zone 6 ca. 6,0 mm. Bei Betrachtung der Kurve ”32” für die zweiten unteren Blaskästen 32 von 7 wird deutlich, dass eine relative Wärmeübertragung von ca. 0,98 einer Höhe H3 von ca. 4,5 mm entsprechen würde, was die typischen Bedingungen am Anfang der zweiten Trocknungszone 6 sind, und dass eine relative Wärmeübertragung von ca. 1,01 einer Höhe H3 von ca. 6,0 mm entsprechen würde, was die typischen Bedingungen am Ende der zweiten Trocknungszone 6 sind.
Aus 7 und dem obigen Beispiel wird deutlich, dass die Wärmeübertragung der zweiten Trocknungszone 6 wesentlich höher als die Wärmeübertragung der ersten Trocknungszone 4 ist. Ohne an irgendeine Theorie gebunden zu sein, sieht es so aus, als ob die bessere Wärmeübertragung der zweiten Trocknungszone 6 einerseits auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass sich ein größerer Abstand zwischen der Bahn 18 und dem entsprechenden Blaskasten 26, 32 günstig auf die Wärmeübertragung auswirkt, zumindest bis zu einem Abstand von ca. 10 mm, und auf die Tatsache, dass die zweiten unteren Blaskästen 32, die die heiße Trocknungsluft vorrangig in vertikaler Richtung VU nach oben an die Bahn 18 blasen, als solche effizienter zu sein scheinen als die ersten unteren Blaskästen 26, die einen Teil der heißen Trocknungsluft schräg ausbringen. Die erste Trocknungszone 4 gewährleistet andererseits eine stabilere Führungskontrolle der Bahn 18, was dazu führt, dass die Bahn 18 geringeren Dehnkräften ausgesetzt ist. Mit abnehmendem Feuchtegehalt erhöht sich die Zugfestigkeit der Bahn 18. Somit ist die Festigkeit der Bahn 18 im Bereich des Einlasses 20 des in 1 dargestellten Trocknungskastens 1 vergleichsweise gering und im Bereich des Auslasses 22 des Trocknungskastens 1 vergleichsweise hoch. In der ersten Trocknungszone 4 wird die Bahn demnach bei geringen Dehnraten und relativ stabilem Bahnlauf getrocknet, bis die Bahn auf einen Trockengehalt von beispielsweise ca. 55 bis 80% getrocknet wurde. Anschließend, nachdem die Bahn 18 nun eine höhere Zugfestigkeit erworben hat, erfolgt die Trocknung der Bahn 18 in der zweiten Trocknungszone 6 unter Bedingungen mit erhöhter Dehnung, aber auch mit einer sehr hohen Wärmeübertragung, was den Wirkungsgrad der Trocknung erhöht.
Weiter oben wurde unter Verweis auf 1 beschrieben, dass der Trocknungskasten 1 eine erste Trocknungszone 4, eine zweite Trocknungszone 6 und eine Kühlzone 8 aufweist. Wie deutlich sein wird, sind viele alternative Ausführungsformen möglich. Beispielsweise ist auch die Auslegung eines Trocknungskastens möglich, der eine erste Trocknungszone 4 und eine zweite Trocknungszone 6, aber keine Kühlzone aufweist, falls eine Kühlung nicht erforderlich ist.
Wie weiter oben beschrieben, können die dritten unteren Blaskästen 38 der Kühlzone 8 die gleiche algemeine Gestaltung wie die ersten unteren Blaskästen 26 gemäß Darstellung in 3 oder die gleiche algemeine Gestaltung wie die zweiten unteren Blaskästen 32 gemäß Darstellung in 5 aufweisen.
Die Nutzung dritter unterer Blaskästen 38 mit der gleichen allgemeinen Gestaltung wie die zweiten unteren Blaskästen 32 gemäß 5 hat den Vorteil einer hohen Wärmeübertragung analog zu der Wärmeübertragung, wie für die zweiten unteren Blaskästen 32 dargestellt, die im Zusammenhang mit 7 illustriert und beschrieben sind. Dadurch wird die Kühlung in der Kühlzone 8 hocheffizient.
Die Nutzung dritter unterer Blaskästen 38 mit der gleichen allgemeinen Gestaltung wie die ersten unteren Blaskästen 26 gemäß 3 hat den Vorteil, dass die Bahn 18, die den Trocknungskastens 1 über den Auslass 22 verlässt, stabilisiert wird und eine geringe vertikale Bewegung aufweist. Das kann von Vorteil für nachgeschaltete Ausrüstungen wie Bahnlagesteuerung, Bahnschneidvorrichtung usw. sein, mit denen die getrocknete Bahn 18 nach dem Auslauf aus dem Trocknungskasten 1 behandelt wird.
Wenn also die Wärmeübertragung in der Kühlzone 8 die höchste Priorität hat, wäre es angemessen, als dritte untere Blaskästen 38 eine Gestaltung der in 5 offenbarten allgemeinen Art zu nutzen. Wenn in der Kühlzone 8 andererseits die Bahnstabilität die höchste Priorität hat, wäre es angemessen, als dritte untere Blaskästen 38 eine Gestaltung der in 3 offenbarten allgemeinen Art zu verwenden. Eine weitere Option ist die Anordnung einer Kühlzone 8, die eine oder mehrere Kühletagen 36 mit entsprechend 5 gestalteten unteren Blaskästen 38 aufweist, um eine effiziente Kühlung zu erzielen, wobei diese Kühlzone 8 direkt vor dem Auslass 22 des Trocknungskastens 1 eine letzte Kühletage 36 aufweist, die mit dritten unteren Blaskästen 38 einer allgemeinen Gestaltungsart gemäß 3 versehen ist, um unmittelbar vor dem Austritt der Bahn 18 aus dem Trocknungskasten 1 eine gute Bahnlaufstabilität zu erzielen. Wenn die Bahnstabilität höchste Priorität hat, aber der Trocknungskasten über keine Kühlzone verfügt, könnte der zweiten Trocknungszone eine dritte Trocknungszone nachgeschaltet werden. Solch eine dritte Trocknungszone würde typischerweise Trocknungsetagen ähnlich den ersten Trocknungsetagen 24 der ersten Trocknungszone 4 und erste untere Blaskästen 26 aufweisen, die eine höhere Bahnstabilität erreichen. So eine dritte Trocknungszone würde typischerweise nur eine bis vier Trocknungsetagen aufweisen.
Es ist ersichtlich, dass im Geltungsbereich der angehängten Ansprüche zahlreiche Varianten der oben beschriebenen Ausführungsformen möglich sind.
Weiter oben wurde beschrieben, dass der Trocknungskasten 1 insgesamt 19 Trocknungsetagen aufweist. Von diesen Trocknungsetagen gehören 8 (42% der Gesamtanzahl von Trocknungsetagen) zur ersten Trocknungszone 4 und 11 (58% der Gesamtanzahl von Trocknungsetagen) zur zweiten Trocknungszone 6. In einem Trocknungskasten mit zwei Trocknungszonen 4, 6 würden typischerweise 10 bis 70% der Gesamtzahl von Trocknungsetagen zur ersten Trocknungszone 4 gehören und mit ersten unteren Blaskästen 26 der in 3 dargestellten Art versehen sein und würden dementsprechend typischerweise 30 bis 90% der Gesamtzahl von Trocknungsetagen zur zweiten Trocknungszone 6 gehören und mit zweiten unteren Blaskästen 32 der in 5 dargestellten Art versehen sein. Normalerweise hätte die erste Trocknungszone 4 nur so viele Trocknungsetagen wie notwendig sind, damit die Bahn 18 eine für die zweite Trocknungszone 6 ausreichende Zugfestigkeit erhält. In dem Fall, dass es eine dritte und sogar vierte Trocknungszone gibt, würde sich normalerweise die Anzahl von Trocknungsetagen in der zweiten Trocknungszone vermindern. Typischerweise würde die erste Trocknungszone 4 mindestens zwei erste Trocknungsetagen 24 umfassen.
Weiter oben wurde beschrieben, dass die ersten unteren Blaskästen 26 mit Öffnungen schrägliegenden Typs 46 vom Typ ”Lidschlitz-Perforationen” gemäß WO 97/16594 versehen wären. Es wird ersichtlich sein, dass die Öffnungen schrägliegenden Typs 46 auch eine alternative Gestaltung aufweisen können. Ein Beispiel einer solchen alternativen Gestaltung wird in US 5471766 offenbart. In 6 von US 5471766 wird ein Blaskasten offengelegt, der in seiner oberen Fläche eine mittige V-förmige Nut aufweist. An den Seitenwänden der Nut wurden Löcher ausgebildet, wobei diese Löcher zur oberen Fläche des Blaskastens geneigt sind. Als Öffnungen schrägliegenden Typs für die ersten unteren Blaskästen können schrägliegende Öffnungen dieses Typs ”Nutwandperforation” verwendet werden.
Es wird ersichtlich, dass im Trocknungskasten unterschiedliche Arten von Blaskästen fixierenden Typs verwendet werden könnten. So könnte eine erste Trocknungszone mit ersten unteren Blaskästen 26 der in 3 dargestellten Art versehen werden. In der ersten Trocknungszone läge somit eine vergleichsweise hohe Fixierkraft vor. Eine zweite Trocknungszone könnte mit ersten unteren Blaskästen versehen werden, die der in 3 dargestellten Art ähnlich sind, aber eine kleinere Fixierkraft aufweisen. Eine solche kleinere Fixierkraft wäre beispielsweise dadurch erreichbar, dass der Durchmesser und/oder die Anzahl der Öffnungen 48 des zweiten Typs erhöht wird, so dass weniger Trocknungsluft durch die Augenlidperforationen 46 ausströmt. Das Ergebnis wäre eine kleinere, aber immer noch akzeptable Fixierkraft, da die Bahn bereits eine erhöhte Zugfestigkeit aus der ersten Trocknungszone mitbringt. Anschließend beginnt eine dritte Trocknungszone, die Trocknungsetagen und zweite untere Blaskästen der in 4 und 5 dargestellten Art aufweist. Die unterschiedlichen Arten von Blaskästen lassen sich also in verschiedener Weise anordnen, um für die im Trocknungskasten 1 zu trocknende spezielle Stoffbahn 18 angemessene Bedingungen im Hinblick auf die Fixierkraft und die Wärmeübertragung zu erzielen. Somit könnte ein Trocknungskasten mit zwei oder mehr Trocknungszonen, typischerweise 2 bis 10 Trocknungszonen, versehen sein.
Gemäß Darstellung in 4 wurden die einzelnen oberen Blaskästen 34 jeweils vertikal über einem entsprechenden unteren Blaskasten 32 angeordnet. Es ist ersichtlich, dass auch andere Anordnungen oberer und oberer Blaskästen eingesetzt werden könnten. Ein Beispiel einer solchen alternativen Anordnung ist eine sogenannte versetzte bzw. gestaffelte Anordnung, in der sich die oberen Blaskästen 34 jeweils mittig über dem Zwischenraum S, d. h. mittig zwischen den zwei nebeneinander befindlichen unteren Blaskästen 32 befinden.
Weiter oben wurde beschrieben, dass die Öffnungen 48, 60 runde Löcher sind. Es ist offensichtlich, dass außer Rundlöchern auch andere Formen für die Öffnungen möglich sind. Beispielsweise könnten die Öffnungen 48, 60 eine quadratische, rechteckige, dreieckige, eirunde (ovale), fünfeckige, sechseckige u. a. Form erhalten.
Weiter oben wurde beschrieben, dass die erste Trocknungszone 4 erste untere Blaskästen 26 umfasst und dass die zweite Trocknungszone 6 zweite untere Blaskästen 32 umfasst. Es ist offensichtlich, dass in der jeweiligen Trocknungszone einge gemischte Verwendung von Blaskästen möglich ist. Die erste Trocknungszone 4 könnte somit beispielsweise bis zu 25% zweite untere Blaskästen 32 und die zweite Trocknungszone 6 bis zu 25% erste untere Blaskästen 26 enthalten. In der ersten und zweiten Trocknungszone könnten auch andere Arten unterer Blaskästen enthalten sein. Vorzugsweise sollten die unteren Blaskästen in der ersten Trocknungszone 4 zu mindestens 75% erste erste untere Blaskästen 26 sein und sollten die unteren Blaskästen in der zweiten Trocknungszone 6 zu mindestens 75% zweite untere Blaskästen 32 sein. Gemäß einer Ausführungsform könnte eine Trocknungsetage entsprechende untere Blaskästen und obere Blaskästen ausschließlich eines gleichen Typs enthalten. Mindestens eine der ersten Trocknungsetagen 24 der ersten Trocknungszone 4 könnte somit beispielsweise ausschließlich erste untere Blaskästen 26 und erste obere Blaskästen 28 umfassen und mindestens eine der zweiten Trocknungsetagen 30 der zweiten Trocknungszone 6 könnte ausschließlich zweite untere Blaskästen 32 und zweite obere Blaskästen 34 umfassen. Es ist zum Beispiel auch möglich, dass ein erster Teilabschnitt einer Trocknungsetage erste untere Blaskästen 26 umfasst und dass ein anschließender zweiter Teilabschnitt dieser Trocknungsetage zweite untere Blaskästen 32 umfasst. In einem solchen Falle kann dieser erste Teilabschnitt der Trocknungsetage einer ersten Trocknungszone 4 angehören und kann dieser anschließende zweite Teilabschnitt der Trocknungsetage einer zweiten Trocknungszone 6 angehören.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/154549 [0003]
WO 97/16594 [0038, 0040, 0067]
US 5471766 [0067]

Claims

Anordnung zur Trocknung einer Zellstoffbahn (18) in einem Trocknungskasten (1), der Blaskästen (26, 32) umfasst, die so betrieben werden, dass sie Luft auf die Zellstoffbahn (18) blasen, um den Faserstoff nach dem Prinzip der luftgestützten Bahnführung zu trocknen, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungskasten (1) eine erste Trocknungszone (4) mit ersten unteren Blaskästen (26), die zum Tragen der Bahn (18) angeordnet sind, und eine zweite Trocknungszone (6) mit zweiten unteren Blaskästen (32), die zum Tragen der Bahn (18) angeordnet sind, umfasst, wobei die ersten unteren Blaskästen (26) anders als die zweiten unteren Blaskästen (32) sind.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Trocknungszone (4) der zweiten Trocknungszone (6) in Laufrichtung der Zellstoffbahn (18) vorgeschaltet ist.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die relative Auftriebskraft der zweiten unteren Blaskästen (32) mindestens bei einem Abstand (H3, H1) zwischen dem entsprechenden unteren Blaskästen und der Zellstoffbahn (18) größer ist als die relative Auftriebskraft der ersten unteren Blaskästen (26).
Anordnung nach Anspruch 3, wobei die relative Auftriebskraft der zweiten unteren Blaskästen (32) mindestens so lange größer ist als die relative Auftriebskraft der ersten unteren Blaskästen (26) wie der Abstand (H3, H1) zwischen dem entsprechenden unteren Blaskasten (32, 26) und der Zellstoffbahn (18) 2 bis 8 mm beträgt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten unteren Blaskästen (26) mit Öffnungen schrägliegenden Typs (46) versehen sind, die so angepasst sind, dass sie mindestens einen Teil der an jene gelieferten Luft in einem Winkel zu einer oberen Fläche (44) des jeweiligen Blaskastens (26) ausstoßen.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Trocknungskasten (1) eine Anzahl von Trocknungsetagen (24, 30) umfasst, die jeweils untere Blaskästen (26, 32) aufweisen und so angepasst sind, dass sie die auf einem horizontalen Weg auf einer bestimmten Höhe des Trocknungskastens (1) laufende Bahn (18) trocknen, wobei die erste Trocknungszone (4) 10 bis 70% der Gesamtanzahl von Trocknungsetagen (24, 30) des Trocknungskastens (1) umfasst.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten unteren Blaskästen (26) mit Öffnungen schrägliegenden Typs (46) versehen sind, die so angepasst sind, dass sie mindestens 30% der an die ersten unteren Blaskästen (26) gelieferten Luft ausstoßen, und wobei die zweiten unteren Blaskästen (32) mit Öffnungen nichtschrägliegenden Typs (60) versehen sind, die so angepasst sind, dass sie mindestens 75% der an die zweiten unteren Blaskästen (32) gelieferten Luft ausstoßen.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens 75% der unteren Blaskästen der ersten Trocknungszone (4) diese ersten unteren Blaskästen (26) sind und mindestens 75% der unteren Blaskästen der zweiten Trocknungszone (6) diese zweiten unteren Blaskästen (32) sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Trocknungskasten (1) ferner eine Kühlzone (8) umfasst, die der zweiten Trocknungszone (6) nachgeschaltet ist, wobei die Kühlzone (8) diese ersten unteren Blaskästen (26) umfasst.
Verfahren zur Trocknung einer Zellstoffbahn (18) durch Ausblasen von Luft zur Zellstoffbahn (18) mittels Blaskästen zur Trocknung des Faserstoffs nach dem Prinzip der luftgestützten Bahnführung, gekennzeichnet durch Führen der Bahn (18) durch eine erste Trocknungszone (4), die erste untere Blaskästen (26) umfasst, die die Bahn (18) tragen, und anschließend Führen der Bahn (18) durch eine zweite Trocknungszone (6), die zweite untere Blaskästen (32) umfasst, die die Bahn (18) tragen, wobei die zweiten unteren Blaskästen (32) anders als die ersten unteren Blaskästen (26) sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der durchschnittliche Abstand (H3) zwischen der Bahn (18) und den zweiten unteren Blaskästen (32) größer ist als der durchschnittliche Abstand (H1) zwischen der Bahn (18) und den ersten unteren Blaskästen (26).
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei die zweiten unteren Blaskästen (32) eine höhere Wärmeübertragung an die Bahn (18) aufbieten als die ersten unteren Blaskästen (26).
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei mindestens 30% der an die ersten unteren Blaskästen (26) gelieferten Luft über Öffnungen schrägliegenden Typs (46) aus den ersten unteren Blaskästen geblasen werden und wobei mindestens 75% der an die zweiten unteren Blaskästen (32) gelieferten Luft über Öffnungen nichtschrägliegenden Typs (60) aus den zweiten unteren Blaskästen (32) geblasen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei mindestens 30% der an die ersten unteren Blaskästen (26) gelieferten Gesamtluftmenge von den ersten unteren Blaskästen (26) in einem Winkel (α) von unter 60° zu den jeweiligen oberen Flächen (44) dieser ersten unteren Blaskästen (26) ausgeblasen werden und wobei mindestens 75% der an die zweiten unteren Blaskästen (32) gelieferten Gesamtluftmenge von den zweiten unteren Blaskästen (32) in einem Winkel von mindestens 75° zu den jeweiligen oberen Flächen (54) dieser zweiten unteren Blaskästen (32) ausgeblasen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Bahn (18) mit einem durchschnittlichen Abstand (H1) von 0,2 bis 3 mm über den ersten unteren Blaskästen (26) und mit einem durchschnittlichen Abstand (H3) von 4 bis 15 mm über den zweiten unteren Blaskästen (32) geführt wird.