EP0132498A2 - Arrangement for heat-treating continuous webs - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
- F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
Definitions
- the invention relates to an arrangement for heat treatment, in particular drying of running material webs in dryers operated by means of fresh air, circulating air and exhaust air.
- the object of the invention is therefore to provide a dryer of a simple design in which the advantages of air drying are combined with those of superheated steam drying in a single housing with the exclusive supply of drying air.
- the solution to the problem is based on the consideration that the drying air is increasingly enriched with steam from the vaporized liquid in the course of drying, so that it increasingly approaches the drying behavior of superheated steam.
- the air is to be repeatedly blown onto the product web by means of blowing nozzles, nozzle groups or nozzle bodies (circulating air duct).
- the air circulation can take place within the treatment room for the web, and special external connecting lines can also be arranged for the air circulation from a discharge to the next return to the web on the dryer housing.
- the exhaust air can be removed from the treatment room at the end of the treatment in the last dryer field, but it can also take place before the last dryer field.
- the exhaust air should be removed from the treatment room with a high moisture content in a controlled manner.
- FIG. 1 the principle of direct current flow of fabric 10 and drying air through the treatment room 11 is shown. This principle is in other heat treatment processes such. B. in wood drying or the like. Known. With this method, however, the intensity of the treatment is low since the air only sweeps over the goods to be treated / similar.
- Figures 2 and 3 show representations. In Fig. 2, the fresh air is introduced through the inlet slot 14 of the dryer 13 into the treatment room 11 and discharged via the vent 21 at the end of the dryer. 3 is for the supply of fresh air a special fresh air connection 15 with fan 19 and heater 20 is provided.
- FIG. 4 A complete direct current flow with air circulation, in which fresh air is introduced via a fresh air connection 15 by means of a blower 19 via a heating register 20 into a nozzle housing 12 into a treatment room 11, is shown in FIG. 4.
- the web 10 shows that treatment agent flowing out of the treatment is fed to a subsequent nozzle housing 12 and inflated there again onto the product web and so on until the end of the treatment, where it is sucked off by means of a blower 21 and discharged from the treatment through the exhaust air connection.
- further blowers 22 and heating registers 20 can be switched into the path of the treatment air.
- FIG. 5 corresponds to that of FIG. 4.
- This illustration shows, for example, a dryer in which the blowers 22 and heating register 20 are arranged alternately on the two sides of the treatment room 11.
- the blowers 22 and heating register 20 are arranged alternately on the two sides of the treatment room 11.
- FIG. 6 shows the side view of a dryer 13 with external direct current flow of the air via external connecting lines 16. Circuits 22 with heaters 20 are installed in these lines. The fresh air is introduced into the dryer 13 at the fresh air connection 15 and the exhaust air leaves the dryer through the exhaust air connection 23.
- Fig. 7 corresponds essentially to Fig. 4, except that here the exhaust air is removed before the last dryer field 17, whereby in this field, as is desirable and advantageous for the final drying, there is almost a steam atmosphere.
- FIG. 8 shows a side view of a dryer 13 in which exhaust air of the fresh air for preheating the fresh air is fed directly via a fan 25 and a heater 20.
- FIG. 9 also shows the additional energy recovery from the exhaust air and delivery to the fresh air by means of a heat exchanger 18.
- the arrangement of a moisture measuring and regulating device is also indicated at 24. Since there is only one discharge point for the exhaust air, only a single one of these costly devices is required for the method according to the invention.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Wärmebehandlung, insbes. Trocknung von laufenden Warenbahnen in mittels Frischluft, Umluft und Abluft betriebenen Trocknern.The invention relates to an arrangement for heat treatment, in particular drying of running material webs in dryers operated by means of fresh air, circulating air and exhaust air.
Bei allen bekannten Trocknern dieser Art wird in allen Feldern des Trockners Abluft abgesaugt und Frischluft zugeführt. Dadurch wird Abluft mit hoher Feuchtebeladung im vorderen Teil des Trockners und mit geringer Feuchtebeladung im hinteren Teil des Trockners abgesaugt. Das bedeutet, daß zuviel Abluft ohne genügende Feuchtigkeitsbeladung abgesaugt werden muß und damit den Energiehaushalt unnötig belastet, womit der spezifische Wärmebedarf erhöht wird.In all known dryers of this type, exhaust air is extracted in all fields of the dryer and fresh air is supplied. This removes exhaust air with a high moisture load in the front part of the dryer and with a low moisture load in the rear part of the dryer. This means that too much exhaust air has to be extracted without sufficient moisture loading and thus unnecessarily stresses the energy budget, which increases the specific heat requirement.
Diese Erkenntnis führte dazu, die Trocknungsluft im Gegenstrom durch die Behandlung zu führen, wodurch sich auch der gewünschte Erfolg in Bezug auf den Energiehaushalt einstellte.This knowledge led to the drying air being led through the treatment in countercurrent, which also led to the desired success in terms of energy balance.
Nun haben Untersuchungen ergeben, daß in Bereichen hoher Feuchtegehalte, also zum Beginn der Trocknung, die Verwendung von reiner Luft zu den besten Trocknungsergebnissen bezüglich der Trocknungsgeschwindigkeit führt. Bei Endtrocknungen mit ge- ringen Feuchtegehalten ist aber die Heißdampftrocknung der Lufttrocknung überlegen, d. h. bei dem Gesamttrocknungsvorgang ist es, um auf hohe Trocknungsgeschwindigkeiten zu kommen,sinnvoll zunächst bei hohen Feuchtegehalten mit Luft zu arbeiten und bei der Endtrocknung mit Dampf. Diese überlegungen würden dazu führen, Trockner mit zwei völlig getrennten Behandlungsbereichen,Studies have now shown that in areas of high moisture content, ie at the beginning of drying, the use of pure air leads to the best drying results with regard to the drying speed. In Endtrocknungen with ge - wrestle moisture contents but the hot steam drying air drying is superior to that in the overall drying process it is to get to high drying speeds to work makes sense initially at high moisture contents with air and in the final drying with steam. These considerations would result in dryers with two completely separate treatment areas,
nämlich einen mit Luft- und einen mit Dampfbetrieb auszuführen. Das ist aber aufwendig und teuer, da es zu komplizierten Anlagen führt.namely one with air and one with steam operation. However, this is complex and expensive, since it leads to complicated systems.
Durch die Erfindung soll deshalb die Aufgabe gelöst werden, einen Trockner einfacher Bauart zu schaffen, in dem in einem einzigen Gehäuse bei ausschließlicher ZufUhrung von Trocknungsluft, die Vorteile der Lufttrocknung mit denen der Heißdampftrocknung miteinander verbunden werden.The object of the invention is therefore to provide a dryer of a simple design in which the advantages of air drying are combined with those of superheated steam drying in a single housing with the exclusive supply of drying air.
Der Lösung der gestellten Aufgabe liegt dabei die Überlegung zu Grunde, daß die Trocknungsluft sich im Verlaufe der Trocknung immer stärker mit Dampf aus der verdampften FlUssigkeit anreichert, so daß sie sich zunehmend dem Trocknungsverhalten von Heißdampf annähert.The solution to the problem is based on the consideration that the drying air is increasingly enriched with steam from the vaporized liquid in the course of drying, so that it increasingly approaches the drying behavior of superheated steam.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird deshalb erfindungsgemäß vorgeschlagen, die dem Trockner zugeführte Frischluft in gleicher bzw. in im wesentlichen gleicher Richtung wie die Warenbahn durch den Behandlungsraum zu führen und die Abluft nur im hinteren Teil des Trockners aus dem Behandlungsraum abzuführen. Dabei kann die ZufUhrung der Frischluft in den Behandlungsraum des Trockners durch den Eintrittsschlitz für die Warenbahn in das Trocknergehäuse erfolgen. Es kann aber auch zur ZufUhrung der Frischluft am Beginn des Behandlungsraumes am Trocknergehäuse ein besonderer Frischluftanschluß vorgesehen sein.To achieve the object, it is therefore proposed according to the invention to guide the fresh air supplied to the dryer in the same or essentially the same direction as the material web through the treatment room and to remove the exhaust air from the treatment room only in the rear part of the dryer. The fresh air can be fed into the treatment room of the dryer through the inlet slot for the web into the dryer housing. However, a special fresh air connection can also be provided for supplying the fresh air at the beginning of the treatment room on the dryer housing.
Zwischen der ZufUhrung und der Abführung der Luft zum bzw. vom Behandlungsraum soll ein Wiederholtes Aufblasen der Luft auf die Warenbahn mittels Blasdüsen, -düsengruppen oder -düsenkörpern vorgenommen werden (UmluftfUhrung). Dabei kann die UmluftfUhrung innerhalb des Behandlungsraumes für die Warenbahn erfolgen, es können für die UmluftfUhrung von einer Abführung zur nachsten Widerzuführung zur Warenbahn am Trocknergehäuse auch besondere äußere Verbindungsleitungen angeordnet sein.Between the supply and the discharge of air to or from the treatment room, the air is to be repeatedly blown onto the product web by means of blowing nozzles, nozzle groups or nozzle bodies (circulating air duct). In this case, the air circulation can take place within the treatment room for the web, and special external connecting lines can also be arranged for the air circulation from a discharge to the next return to the web on the dryer housing.
Die Abführung der Abluft aus dem Behandlungsraum kann am Ende der Behandlung im letzten Trocknerfeld vorgenommen werden, sie kann aber auch schon vor dem letzten Trocknerfeld erfolgen.The exhaust air can be removed from the treatment room at the end of the treatment in the last dryer field, but it can also take place before the last dryer field.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, aus dem Behandlungsraum abgeführte Abluft der in den Behandlungsraum eingeführten Frischluft zur direkten Vorwärmung der Frischluft zuzugeben oder die aus dem Behandlungsraum abgeführte Luft zur indirekten Vorwärmung frisch zugeführter Luft zu verwenden, wobei zur Wärmeübertragung dann Wärmetauscher vorgesehen sein sollen.It has proven to be advantageous to add exhaust air discharged from the treatment room to the fresh air introduced into the treatment room for direct preheating of the fresh air or to use the air discharged from the treatment room for indirect preheating of freshly supplied air, heat exchangers then being provided for heat transfer.
Die Abführung der Abluft aus dem Behandlungsraum bei hohem Feuchtegehalt soll geregelt vorgenommen werden.The exhaust air should be removed from the treatment room with a high moisture content in a controlled manner.
An Hand der beiliegenden Zeichnungen soll die Erfindung noch weiter erläutert werden. Auf den Zeichnungen zeigen
- Fig. 1 eine prizipielle Darstellung des Gleichstromprinzips,
- Fig. 2 die Anordnung des Ablüfters am Ende eines Trockners bei Zuführung der Frischluft durch den Warenbahneintrittsschlitz,
- Fig. 3 die gleiche Anordnung des Ablüfters bei Zuführung der Frischluft durch eine Öffnung am Anfang des Trockners,
- Fig. 4 einen Trockner mit einer vollständigen Gleichstromführung nach der Erfindung mit Ablüfter am Trocknerende,
- Fig. 5 eine ebensolche Gleichstromführung in einer anderen Ansicht auf einen Trockner,
- Fig. 6 einen Trockner mit Gleichstromführung mit externer Luftführung,
- Fig. 7 einen Trockner mit Gleichstromführung und Ablüfter vor dem letzten Trocknerfeld,
- Fig. 8 eine direkte Vorwärmung der Frischluft durch Abluft und
- Fig. 9 eine Frischluftvorwärmung durch Abluft mittels Wärmetauscher.
- 1 is a basic representation of the DC principle,
- 2 shows the arrangement of the ventilator at the end of a dryer when fresh air is supplied through the web entry slot,
- 3 shows the same arrangement of the ventilator when fresh air is supplied through an opening at the beginning of the dryer,
- 4 shows a dryer with a complete direct current flow according to the invention with a vent at the end of the dryer,
- 5 shows the same direct current guidance in a different view of a dryer,
- 6 a dryer with direct current flow with external air flow,
- 7 is a dryer with direct current flow and exhaust before the last dryer field,
- Fig. 8 a direct preheating of the fresh air through exhaust air and
- Fig. 9 fresh air preheating by exhaust air using a heat exchanger.
In Fig. 1 ist das Prinzip einer Gleichstromführung von Warenbahn 10 und Trocknungsluft durch den Behandlungsraum 11 dargestellt. Dieses Prinzip ist bei anderen Wärmebehandlungsverfahren z. B. bei der Holztrocknung oder dergl. bekannt. Bei diesem Verfahren ist allerdings die Intensität der Behandlung gering, da die Luft nur über die zu behandelnde Ware hinweg- /Ähnliche streicht. Darstellungen geben die Figuren 2 und 3 wieder. In Fig. 2 wird die Frischluft durch den Eintrittsschlitz 14 des Trockners 13 in den Behandlungsraum 11 eingeführt und über den Ablüfter 21 am Ende des Trockners abgeführt. In Fig. 3 ist für die Zuführung der Frischluft ein besonderer Frischluftanschluß 15 mit Lüfter 19 und Heizung 20 vorgesehen.In Fig. 1 the principle of direct current flow of
Eine vollkommene Gleichstromführung mit Umluftführung, bei der Frischluft über einen Frischluftanschluß 15 mittels eines Gebläses 19 über ein Heizregister 20 in ein Düsengehäuse 12 in einen Behandlungsraum 11 eingeführt wird, zeigt Fig. 4. Wie durch Pfeile angedeutet ist, wird das von der Warenbahn 10 nach der Behandlung abströmende Behandlungsmittel einem nachfolgenden Düsengehäuse 12 zugeführt und dort erneut auf die Warenbahn aufgeblasen und so fort, bis zum Ende der Behandlung, wo es mittels eines Gebläses 21 abgesaugt und durch den Abluftanschluß aus der Behandlung abgeführt wird. Zur Unterstützung der Strömung des Behandlungsmittels und zur weiteren Aufheizung können, wie die Figur zeigt, noch weitere Gebläse 22 und Heizregister 20 in den Weg der Behandlungsluft eingeschaltet werden.A complete direct current flow with air circulation, in which fresh air is introduced via a
Die Behandlungsluftführung der Fig. 5 entspricht der der Fig. 4. Diese Darstellung zeigt beispielsweise einen Trockner, bei dem die Gebläse 22 und Heizregister 20 abwechselnd an den beiden Seiten des Behandlungsraumes 11 angeordnet sind. Auch hier ist eine vollständige Gleichstromführung der Behandlungsluft vom Einlauf der Warenbahn 10 in denRaum 11 bis zu deren Auslauf aus dem Raum 11 gegeben.5 corresponds to that of FIG. 4. This illustration shows, for example, a dryer in which the
Fig. 6 zeigt die Seitenansicht eines,Trockners 13 mit externer Gleichstromführung der Luft über äußere Verbindungsleiüngen 16. In diese Leitungen sind UmlUfter 22 mit Heizungen 20 eingebaut. Die Frischluft wird am Frischluftanschluß 15 in den Trockner 13 eingeführt und die Abluft verläßt den Trockner durch den Abluftanschluß 23.6 shows the side view of a
Fig. 7 entspricht im wesentlichen Fig. 4, nur daß hier die Abluft vor dem letzten Trocknerfeld 17 abgeführt wird, wodurch in diesem Feld, wie für die Endtrœknung ja erwünscht und vorteilhaft ist, nahezu eine Dampfatmosphäre herrscht.Fig. 7 corresponds essentially to Fig. 4, except that here the exhaust air is removed before the
Es lassen sich natürlich noch eine Vielzahl von Varianten der BehandlungsluftfUhrung ausführen, die alle Im Rahmen der Erfindung liegen.Of course, a large number of variants of the treatment air guide can still be carried out, all of which are within the scope of the invention.
In Fig. 8 ist in Seitenansicht ein Trockner 13 dargestellt, bei dem Abluft der Frischluft zur Vorwärmung der Frischluft direkt über einen Lüfter 25 und eine Heizung 20 zugeführt wird.8 shows a side view of a
Fig. 9 zeigt noch die zusätzliche Energierückgewinnung aus der Abluft und Abgabe an die Frischluft mittels eines Wärmetauschers 18. In dieser Figur ist mit 24 noch die Anordnung eines Feuchtemeß und -regelgerätes angegeben. Da nur eine AbfUhrungsstelle für die Abluft vorhanden ist, wird auch nur ein einziges dieser kostenaufwendigen Geräte für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlich.FIG. 9 also shows the additional energy recovery from the exhaust air and delivery to the fresh air by means of a
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Führung der Trocknungsluft im Gleichstrom zur Laufrichtung der Warenbahn durch die Behandlung ergeben sich noch folgende weitere Vorteile gegen-über den bekannten Anordnungen und Verfahren. Einmal erfolgt ein geringeres Aufkondensieren von Feuchtigkeit auf die Warenbahn, wenn vorn im Trockner beim Einlauf der kalten Warenbahn in den warmen Trockner möglichst trockene Luft vorhanden ist. Zum anderen ist die Verdampfungsleistung höher, wenn die KUhlgrenztemperatur im vorderen Bereich des Trockners gering ist. Hier ist noch genügend Oberflächenwasser zum Verdampfen vorhanden, so daß das höhere Δ t und damit der höhere Wärmeübergang wirksam wird.Due to the inventive arrangement of the guidance of the drying air in cocurrent to the direction of the web The treatment results in the following further advantages over the known arrangements and methods. On the one hand, there is less condensation of moisture on the web if there is as dry air as possible in the front of the dryer when the cold web runs into the warm dryer. On the other hand, the evaporation capacity is higher if the cooling limit temperature in the front area of the dryer is low. Sufficient surface water is still available for evaporation, so that the higher Δ t and thus the higher heat transfer takes effect.
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