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Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit von
Trockenanlagen und zur Verhinderung der Niederschlagsbildung im Arbeitsraum Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Trockenanlagen,
bei welchen die zum Trocknen erforderliche Wärme der Trockenvorrichtung beispielsweise
mittels Dampfes zugeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Das Verfahren ist besonders bestimmt, beim Trocknen von Papier und Zellstoff auf
Trockenzylindern, d. h. in. den sogenannten Trockenpartien von Papiermaschinen.
Zellstofftrockenmaschinen u. dgl., verwendet zu werden, bei welchen die gewöhnlich
mit Dampf erhitzten Trockenzylinder in den Maschinensälen offen aufgestellt sind,
kann aber auch mit Vorteil an anderen Trockenvorrichtungen. verwendet werden, bei
welchen das Trocknen in ähnlicher Weise erfolgt. Bei derartigen Trockenanlagen ist
es, um die Ausscheidung von Wasser in den Maschinensälen aus der von der Trockenvorrichtung
entweichenden warmen und feuchten Luft zu verhindern, notwendig, den Wasserdampf
in dieser Luft zu überhitzen. Um die zu dieser Elberhitzung erforderliche Wärme
nicht von den Trockenzylindern nehmen zu müssen, ist vorgeschlagen worden, in den
Maschinensaal erwärmte Frischluft -einzublasen, die so große Wärmemengen enthält,
daß der von der Trockenpartie aufsteigende gesättigte Dampf überhitzt wird. Bei
"Zufuhr von erwärmter Frischluft kann es aber leicht vorkommen, daß die Temperatur
im Maschinensaale zu hoch wird, so daß es für die Arbeiter unangenehm wird, sich
darin aufzuhalten. Vom wärmewirtschaftlichen Gesichtspunkte aus würde es vorteilhaft
sein, wenn die Temperatur der zugeführten Frischluft sehr hoch gehalten werden könnte,-
infolge des oben erwähnten Umstandes läßt sich aber dies nicht durchführen, und
man war daher genötigt, statt dessen sehr große Mengen von auf verhältnismäßig niedrige
Temperatur erwärmter Frischluft zuzuführen, was eine Verschlechterung der Wärmewirtschaft
mit sich bringt.
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Der Zweck- des Verfahrens gemäß, der Erfindung ist nun, diese Schwierigkeiten
zu beseitigen. Das Verfahren besteht in der Hauptsache darin, daß die Erwärmung
der zum Überhitzen des gesättigten Wasserdampfes zugeführten Frischluft in der Weise
ausgeführt wird, daß ein Teil der Luft auf höhere Temperatur erwärmt wird als der
übrige Teil und daß, der auf die höhere Temperatur erwärmte Teil der Frischluft
in unmittelbarer Umgebung der Trockenvorrichtung austritt, so daß er veranlaßt wird,
an den Seiten derselben vorbeizuströmen und sich mit der
von der
Trockenvorrichtung ,entweichenden feuchten Luft zu vermischen, während der auf die
niedrigere Temperatur erwärmte Teil der Frischluft in. den Raum, worin die Trockenvorrichtung
aufgestellt ist, in größerem Abstande von dieser Vorrichtung zwecks Lüftung und
Kühlung des Raumes herausgelassen wird. Hierdurch wird es möglich, denjenigen Teil
der Frischluft, der die Überhitzung des Wasserdampfes herbeiführe soll, auf sehr
hohe Temperatur (ioo° C oder darüber) zu erhitzen und damit :eine gute Wärmewirtschaft
zu erzielen, indem dieser Teil der Frischluft so große Wärmemnemgen enthält, daß
die Trockenzylinder keine andere Wärme abzugeben brauchen. als diejenige, welche
zum Verdampfen des Wassers aus dem Trockengute erforderlich ist. Gleichzeitig erreicht
man. die Möglichkeit, die Temperatur in dem Arbeitsraum derart zu regeln., daß die
Wärme den Arbeitern: keine Ungelegenheit verursacht. Zum Erzielen weiterer Wärmeersparnis
kann es hierbei zweckmäßig sein, die von der Trockenvorrichtung entweichende warme
und feuchte Luft zum Erwärmen der Frischluft auf solche Weise zu verwenden, daß
man die warme und feuchte Luft durch mindestens. zwei zum Erwärmen von Frischluft
dienende Heizkörper nacheinander leitet, so daß ein Teil der Frischluft hierdurch
auf höhere Temperatur erwärmt wird als der @Übrige Teil. Der auf die höhere Temperatur
erwärmte Teil der Frischluft, welcher die Überhitzung des gesättigten Wasserdampfes
herbeiführen. soll, kann dann, gegebenenfalls nach weiterer Erhitzung z. B. mit
Hilfe des heiße Niederschlagwassers aus den. Trockenzylindern oder gegebenenfalls
mittels Dampfes, unter der Trockenvorrichtung von selbst nach oben strömen, so da.ß
er mit der vom Trockengute entweichende warmen und feuchten Luft in innige Berührung
kommt.
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Bei solchen Trockenvorrichtungen, b!eiwelchen die Wasserverdampfung
in verschiedenen Teilen der Trockenvorrichtung verschieden groß ist, wie es z. B.
bei Trockenpartie von Papiermaschinen, Zellstofftrockenmaschinen u. dgl. der Fall
ist, kann es zweckmäßig sein, de Austritt der erwärmten Frischluft, welche die Überhitzung
des Wasserdampfes besorgen soll, an der Trockenvorrichtung derart zu regeln, daß
die an verschiedenen Stellen herausgelassenen Frischluftmengen den von der Trockenvorrichtung
verdampften Wassennegeetwa entsprechen. Dies lä.ßt sich in der Praxis leicht ausführen
durch Änderung der Größe derjenigen. Öffnungen, durch welche die erhitzte Frischluft
ausströmt.
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Das Verfahren wird untern näher beschrieben unter Bezugnahme auf die
Zeichnung, welche eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens schematisch zeigt.
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Abb.I ist ein senkrechter Schnitt durch ein Gebäude, worin
eine Papiermaschine aufgestellt ist, unmittelbar vor der Trockenpartie der Maschine.
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Abb. z zeigt eine etwas abgeänderte Ausfährungsform der Vorrichtung
zum Herauslassen der erhitzten Frischluft unter der Trockenpartie der Papiermaschine.
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Abb. 3 ist ein Diagramm, welches den Verlauf der Verdampfung in verschiedenen
Teilen. der Trockenpartie veranschaulicht, und Abb. ¢ zeigt schließlich, wie das
Herauslassen der Frischluft m einer diesem Verdampfen entsprechenden Weise geregelt
werden kann.
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Auf der Zeichnung bezeichnet i die Trockenzylinder der Papiermaschine,
welche in üblicher Weise mittels Dampfes erhitzt werden, der durch das Rohr 2 zugeführt
wird, während das Niederschlagwasser durch das Rohr 3 abgeleitet wird. Gerade oberhalb
der Trockenzylinder i ist in der Decke des Maschinenraumes :eine Öffnung q angebracht,
durch welche die von der Trockenpartie entweichende warme und feuchte Luft an zwei
im Rauire oberhalb des Maschvienraumes aufgestellte Heizkörper 5 und 6 strömen.
kann. Diese Heizkörper können in an sich bekannter Weise aus einer Mehrzahl paralleler
Bleche zusammengesetzt sein, welche zwischen sich Kanäle bilden, derart, daß Luft
durch die Heizkörper in zwei zueinander senkrechten Richtungen geleitet werden kann,
und zwar in der einen Richtung (senkrecht) die warme und feuchte Luft, welche Wärme
.abgeben soll, und in der anderen Richtung (waagerecht) die kalte Frischluft, welche
erwärmt wird. Die warme und feuchte Luft wind mittels eines Gebläses durch die beiden
Heizkörper nacheinander gesaugt, worauf dieselbe durch das Rohr 8, welches durch
das Dach des Giebäudes heraufragt, ins Freie abgeleitet wird. Unter der Öffnung
q. ist ein Schirm 9 zum Aufsammeln des von den Heizkörpern :5 sind 6 herabfließenden
Niederschlagwassers aufgehängt, welches durch das Rohr i o abgeleitet wird.
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Durch das Dach des Gebäudes ragen ferner zwei Rohre t i und 12 herauf,
die Einsaugrohre für die Frischluft bilden, welche durch die Gebläse 13 bezw. 14
,eingesaugt wird. Die von, dem Gebläse 13 eingesaugte Frischluft wird durch
den oberen Heizkörper 6 (durch den die warme Abluft von der Trockenpartie zuletzt
strömt) in waagerechter Richtung von links nach rechts in Abb. i geleitet und dabei
etwas (z. B.
auf etwa 20° C) erwärmt, worauf dieselbe durch das
Rohr 15 in den Maschinenraum geleitet wird, um in diesem in. einiger Entfernung
von den Trockenzylindern i auszutreten. Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt
sich das Rohr 15 zu diesem Zwecke nach unten durch den Maschinenraum nahe an der
einen Seitenwand desselbien, darauf durch den Fußboden 16 des Maschinenraumes hindurch
und durch zwei geschlossene Räume 17 unter dem Fußboden, um schließlich wieder in
den Maschinenraum nahe an der anderen Seitenwand desselben heraufzuragen. Mit dem
Rohre 15 sind zwei andere Rohre 18 verbunden, die sich in waagerechter Richtung
längs den. Seitenwänden des Maschinenraumes erstrecken, und sowohl diese Rohre als
das Rohr 15 sind mit Öffnungen i g versehen, durch welche die Luft in den Maschinenraum
herauisgelassen wird. Ferner können auch diejenigen Teile des Rohres 15, welche
sich durch die Räume 17 unter dem Fußboden 16 erstrecken, mit Öffnungen 2o versehen
sein, durch welche etwas Luft in diese Räume ausströmt, aus welchen sie dann durch
Öffnungen 21 des Fußbodens i 6 in den Maschinenraum heraufgeleitet wird. Auf diese
Weisse wird somit eine wirksame Lüftung und Kühlung des Maschinenraumes herbeigeführt,
so daß die Wärme den Arbeitern keine Ungelegenheit verursacht.
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Die von dem Gebläse 14 durch das Rohr 12 eingesaugte Frischluft dagegen
wird durch den unteren Heizkörper 5 (durch welchen die warme Abluft von der Trockenpartie
zuerst strömt, während diese Luft also noch am heißesten ist) in waagerechter Richtung
von rechts nach links in Abb. i geleitet und hierbei stärker erhitzt (z. B. auf
etwa 40° C), worauf dieselbe durch das Rohr 22 nach einem Kanal 23 geleitet wird,
der sich zwischen den beiden Räumen 17 unter .sämtlichen Trockenzylindern i erstreckt
und in welchen die Luft durch Öffnungen 24 einer Anzahl in dem Kanal angebrachter,
in der Längsrichtung verladender Rohre 25 ausströmt, die mit dem Rohre --Y2 in Verbindung
stehen. Aus dem Kanal 23 wird die Luft dann durch Öffnungen 26 eines den Kanal abdeckenden
Bodens 27 unter die Trockenzylinder i heraufgeleitet, so daß sie veranlaßt wird,
hawptsächlich längs beiden Seiten der Trockenpartie (an den Enden der Trockenzylinder
vorbei) aufwärts zu, strömen, wo sie sich mit der feuchten Luft vermischt, die von
der über die Trockenzylinder laufenden Stoffbahn entweicht. Damit die Frischluft,
welche auf diese Weise unter der Trockenpartle herausgelassen wird, den Wasserdampf
der feuchten Luft in wirksamer Weise äberbitzen kann, muß dieselbe in der Regel
stärker erhitzt werden, als es mit dem Heizkörper 5 möglich ist. Zu diesem Zwecke
ist in dem Rohre 22 ein weiterer Heizkörper 28 eingeschaltet, worin die Luft mit
Hilfe des Niederschlagwassers von den Trockenzylindern i öder gegebenenfalls mit
Hilfe von Dampf weitererhitzt wird.
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Mit dem Rohre 22 ist ferner ein Rohr 29 verbunden, welches an beiden
Enden mit anderen, in der Längsrichtung verlaufenden Rohren 30 verbunden
ist, die sich dicht unter der Decke des Maschinenraumes erstrecken und mit feinen
--'%,usströmungsöffnungen versehen sind. Auf diese Weise kann also ein Teil der
im Heizkörper 5 erhitzten Luft unter der Decke des Maschinenraumes herausgelassen
werden, um, wenn erforderlich, die durch Wärmeausstrahlung von dem Gebäude entstehenden
Verluste zu decken. Im Sommer, wo die Wärmeausstrahlung von dem Gebäude gering ist,
braucht aber nur eine unbeträchtliche Menge oder gegebenenfalls gar keine Warmluft
durch die Rohre 3o herausgelassen zu werden. Um eine Regelung derjenigen Luftmengen
zu ermöglichen, welche nach den Rohren 3o und nach dem Kanal 23 geleitet werden
sollen, sind in den Rohren a9 .und 22 Regelungsschieber 31 bzw. 32 eingesetzt. Im
Rohre 29 können schließ. ]ich auch Heizkörper 33 eingeschaltet sein, worin die Luft,
wenn dies gegebenenfalls erforderlich wird, z. B. mit Dampf weter erhitzt werden
kann, bevor sie an der Decke des Maschinenraumes -herausgeJa.ssen wird.
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Das eine Frischlufteinsaugerohr 12 mit zugehörigem Gebläse 14 kam
weggelassen werden, wenn man statt dessen, wie in Abb. i mit strichpunktierten Linien
angedeutet ist, den Ablauf des Heizkörpers 6 für die Frischluft mit dem Friscblufteinlauf
des Heizkörpers 5 mittels eines Rohres 34 verbindet. In diesem Falle wird die ganze
Fr@schluftmenge durch das Rohr i i eingesaugt, wobei das Gebläse 13 entsprechend
größer ausgeführt werden soll. In. diesem Fall soll man ferner zweckmäßig in den
Rohren 15 und 34 Schieber 35 bzw. 36 anbringen, mittels welcher die nach den verschiedenen
Verbrauchsstellen geleiteten Frischluftmengen geregelt werden- können.
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Die in. Abb. 3 dargestellte Kurve veranschaulicht die Verdampfung
in verschiedenen Teilen der in Abb. 4 dargestellten, aus neun Trockenzylinderpaaren
bestehenden Trockenpartie. Wie aus dieser Kurve hervorgeht, wechselt die Verdampfung
von der Stoffbahn 37, die über die Trockenzylinder in der durch die Pfeile in Abb.
4 angegebenen Richtung läuft, recht stark an den verschiedenen Trockenzylinderpaaren.
An dem ersten
Zylinderpaare ist die Verdampfung verhältnismäßig
wnbbträchtlich, worauf sie gesteigert wird und ihren Maximalwert an dem dritten
Zylinderpaare erreicht, um dann wieder bis zum letzten Zylinderpaare abzunehmen.
Um die volle Wirkung sämtlicher Trockenzylinder zu erzielen, wird nun gemäß, der
Erfindung die Zufuhr der stärker :erhitzten Frischluft aus dem Kanal 23 so geregelt,
daß die an verschiedenen Stellen zugeführten Frischluftmengen den von den entsprechenden
Zylinderpaaren verdampften Wassermengen annähernd entsprechen. Zu diesem Zwecke
sind, wie in Abb. ¢ angedeutet, die verschiedenen öffnungen 26 des Fußbodens 27
so bemessen, daß die durch. dieselben ausströmenden Frischluftm.engen den rechts
in Abb. 3 angegebenen Verdampfungsmengen möglichst nahe entsprechen. Hierdurch wird
es möglich, den verschiedenen Teilen der TrockemparUe gerade diejenigen Wärmemengen
zuzuführen, welche zum Überhitzen des Wasserdampfes erforderlich sind, und somit
mit einer möglichst geringen Wärmezufuhr eine möglichst große Wirkung und damit
auch eine möglichst geringen Wärmezufuhr eine möglichst Wenn Tran den Fußboden 27
wegläßt, so können statt dessen die öfnungen 24 der Rohre 25 so bemessen werden,
daß die an verschiedenen Stellen ausströmenden Frischlu ftmengen den oben erwähnten-
verschiedenen Verdampfungsmengen tentsprechen.
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Die Temperatur der ,erwärmten Frischluft, welche aus dem Kanal 23
untrer der Trockenpartie ausströmt, soll so hoch sein, und die Menge dieser Frischluft
soll so groß sein, daß der Wärmeinhalt derselben genügend ist, um die ganze Menge
von Wasserdampf in der von der Trockenpartie- entweichenden feuchten Luft zu überhitzen,
so daß das Ausfallen von Wasser aus dieser Luft mit Sicherheit verhindert wird.
Wenn man die Menge der unter der Trockenpartie herausgelassenen Frischluft vermindert,
so muß, also die Temperatur derselben erhöht werden, und umgekehrt. Zum Erzielen
einer guten Wärmewirtschaft ist es ferner natürlich wünschenswert, daß diejenige
Frischluft, welche nach der Trockenpartie geleitet werden soll, schon in dem Heizkörper
5 soweit wie möglich erhitzt wird, und es ist daher wichtig, däß die von der Trockenpartie
entweichende warme und feuchte Luft zuerst, während sie noch eine hohe Temperatur
hat, durch den Heizkörper 5 geleitet wird, worauf die zurückgebliebene" Wärme derselben
in deren Heizkörper 6 zum Erwärmen derjenigen Frischluft ausgenutzt wird, welche
in den Maschinenraum herausgelassen werden soll, um die erforderliche Lüftung und
Kühlung desselben herbeizufiiihren. Abb. 2 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform
der Vorrichtung zum Herauslassen der erhitzten Frischluft unter der Trockenpartie,
welche in solchen Fällen verwendet werden soll, wo die Seitenwände des Kanals 23
aus dem einen oder anderen Grunde nicht zweckmäßig ganz ausgefährt werden können.
Die mit dem Frischluftzutuhrrohre 22 verbundenen, in. der Längsrichtung- verlaufenden
Rohre 38 werden in diesem Falle auf oder gegebenenfalls in dem Boden des Kanals
23 verlegt und werden an mehreren Stellen vermittels senkrechter Rohre 39 mit zwei
in der Längsrichtung. des Kanals sich erstreckenden Verteilungsrohren 40 verbunden.
Diese Rohre, welche zweckrnäßäg etwa in gleicher Höhe mit oder etwas unterhalb des
Fußbodens des Maschinenraumes angebracht werden können, werden hierbei mit Spalten
oder anderen öffnungen zum Herauslassen der Frischluft ausgerüstet, welche zweckmäßig
in derselben Weise bemessen werden, wie oben mit Bezug auf die öffnungen 26 des
Fußbodens 27 beschrieben worden ist, so daß die an verschiednen Stellen herausgelassenen:
Frschluftmengenden von den entsprechenden Teilen der Trockenpartie verdampften Wassermengen
annähernd entsprechen.
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Die oben beschriebenen und auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen
sind nur als Beispiele zu betrachten und können natürlich bezüglich ihrer Einzelheiten
in verschiedener Weise weiter abgeändert werden, ohne vom Grtmdgedanken der Erfindung
abzuweichen.