EP0217263B1

EP0217263B1 - Temperiermaschine

Info

Publication number: EP0217263B1
Application number: EP86113049A
Authority: EP
Inventors: Friedrich Egger; Andreas Gautschi
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1983-09-22
Filing date: 1984-09-07
Publication date: 1989-03-29
Also published as: EP0216346A1; US4688336A; EP0142652A1; DE3483695D1; EP0305638B1; DE3481214D1; EP0305638A1; WO1988004019A1; EP0217263A1; EP0142652B1; EP0216346B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperiermaschine für stückiges Gut, insbesondere auf einen Teigwarentrockner, mit einer Behandlungskammer, einer in der Behandlungskammer drehbar angeordneten Trommel, längs dem Trommelumfang angeordneten, von einer Wandung umschlossenen Kammerelementen, wobei zwei einander gegenüberliegende Wandungsabschnitte benachbarten Kammerelementen zugekehrt und zwei weitere Abschnitte dem Außen- und Innenumfang der Trommel zugeordnet sind und Sieblochwände besitzen, und Öffnungen zum Einlaß und zum Auslaß eines durch die Behandlungskammer und dabei auch durch die Kammerelementen zwangsgeförderten Gasstromes.
Eine derartige Temperiermaschine ist aus der FR-A-905 375 bekannt. Bei der bekannten Temperiermaschine wird der Gasstrom mittels Ventilatoren in die Behandlungskammer eingeblasen und/oder aus ihr abgezogen. Die hierfür vorgesehenen Einlaß-/Auslaßöffnungen sind am einen Ende der Behandlungskammer angeordnet. Zusätzlich zu den für die Zwangsförderung vorgesehenen Ventilatoren ist ein weiterer Ventilator nebst nachgeordneter Heizspirale vorgesehen. Dieser sorgt dafür, daß die zwangsgeförderte Luft die Trommel über ihre gesamte Länge bestreicht. Bei der bekannten Temperiermaschine wird der Gasstrom jeweils nur durch die obere Trommelhälfte geführt. Dabei verlaufen die Strömungslinien im wesentlichen in einer Ebene, welche die Trommelachse enthält - oder in hierzu parallelen Ebenen.
Ein ähnlicher Teigwarentrockner ist aus der IT-A-512 118 bekannt. Wenn hier jedoch allgemeiner von einer Temperiermaschine gesprochen wird soll damit zum Ausdruck gebracht werden, daß sich eine derartige Maschine selbstverständlich auch zum Kühlen und allgemein für jede Art von Wärme- oder Kältebehandlung eignet. Daher ist die Anwendung solcher Maschinen nicht auf Teigwaren beschränkt, vielmehr können sie auch zur Wärmebehandlung von Früchten (etwa Nüssen oder Bohnen aller Art) oder für mineralisches, stückiges Gut eingesetzt werden.
Bei der bekannten Maschine waren die einzelnen Kammerelementen am Trommelumfang angeordnet, so daß im Inneren der Trommel ein Hohlraum verblieb. Der Umfang dieses Hohlraums stellte den Innendurchmesser der Trommel dar und war gegen jedes Kammerelement durch eine Siebwand begrenzt, ebenso wie dies am Außenumfang der Trommel der Fall war. Somit bildete jedes Kammerelement von innen nach außen einen Kanal für die Trockenluft, die im allgemeinen quer durch die Trommel strömte. Dabei war die Siebwand des Außen- und des Innenumfangs der Trommel am Kammerelementgehäuse fixiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Temperiermaschine der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß ein besserer Wirkungsgrad erzielt wird, insbesondere ein höherer Trocknungseffekt, insbesondere schon mit geringeren Temperaturen erreicht und dadurch insgesamt eine Enerigieeinsparung zum Betrieb des Trockners herbeigeführt wird.
Erfindungsgemäß wird hierzu bei einer Temperiermaschine der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß die Öffnungen für einen Durchlauf des Gasstromes durch die Behandlungskammer an sich gegenüberliegenden Seiten der Behandlungskammer angeordnet sind und zusätzlich mindestens ein Strömungsgenerator in der Behandlungskammer zur Erzeugung eines Teilgasstromes angeordnet ist, derart, daß der Teilgasstrom in Richtung um die Trommelachse strömt und dabei wenigstens einmal durch die Kammerelementen hindurchgeführt wird.
Durch die Maßnahme nach der Erfindung wird erreicht, daß das im Durchlaufbetrieb zugeführte Gas (im allgemeinen Luft, gegebenenfalls aber auch Dampf oder ein Inert- bzw. Behandlungsgas) nicht einfach hindurchströmt und teilweise unausgenutzt bleibt, sondern zusätzlich noch in der Behandlungskammer herumgeführt wird. Durch die Trommeldrehung wird immer nur ein Teil der Kammerelemente eine vom Gut völlig bedeckte Sieblochwand aufweisen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, daß das im Umlaufbetrieb geführte Gas, d.h. der in Richtung um die Trommelachse strömende Teilgasstrom, an der Stelle geringsten Widerstands hindurchströmt, nämlich dort, wo das Gut die Sieblochwand nur teilweise bedeckt und daneben einen im wesentlichen freien Kanal offenläßt. Deshalb wird erfindungsgemäß der Strömungsgenerator derart angeordnet, daß die Strömung gerade durch jene Kammerelementen hindurchgeführt wird, deren Sieblochwände vom Gut vollständig bedeckt sind. Dies kann an sich verschieden erfolgen, etwa indem nahe diesen Kammerelementen ein quer durch die Kammerelementen säugendes oder drückendes Gebläse angeordnet ist, wobei im Falle eines Axialgebläses dessen Achse etwa in Radialrichtung zur Trommel ausgerichtet sein müßte.
Es hat sich aber gezeigt, daß eine gleichmäßigere Gasführung und ein besserer Effekt erhalten werden können, wenn der Strömungsgenerator für die Umluft (Teilgasstrom) als Gebläse mit etwa parallel zur Tangente an der Trommel verlaufender Rotationsachse ausgebildet ist.
Eine besonders günstige Gasverteilung läßt sich dadurch erreichen, daß der Strömungsgenerator bezüglich eines Querschnitts durch die Trommel unter einem Winkel, beispielshalber im Bereich von etwa 40° oder etwa 45° zur Durchrichtung des Gases, angeordnet ist, wobei er, wiederum vorzugsweise, gemeinsam mit einem weiteren derartigen Strömungsgenerator an einer durch die Trommelachse verlaufenden Ebene liegen sollte.
Dadurch ist gesichert, daß Durchlaufbetrieb und Umlaufbetrieb einander nicht beeinträchtigen, sondern die Strömungskreisläufe sich im Gegenteil sogar noch ergänzen, was eine noch bessere Ausnützung des zugeführten Gases und einen noch höheren Wirkungsgrad bedeutet.
Um dabei Strömungsverluste und Strömungskurzschlüsse zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn dem Strömungsgenerator wenigstens eine Leitfläche zugeordnet ist, welche den Teilgasstrom durch diejenigen Kammern zwangsweise hindurchführt, deren Sieblochwand mit Gut bedeckt ist. Die Leitfläche befindet sich hierbei auf der den Kammern zugekehrten Seite des Strömungsgenerators. An sich kann eine solche Leitfläche an der gegenüberliegenden Seite angeordnet sein. Wenn jedoch der oben erwähnte zweite Strömungsgenerator vorhanden ist, dann kann dessen Leitfläche an der den genannten Kammerelementen zugekehrten Seite mit ihrer Rückseite zweckmäßig gleich auch die Leitfläche für den anderen Strömungsgenerator an der den so befüllten Kammerelementen abgekehrten Seite ausbilden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Prinzipquerschnitt durch eine erfindungsgemäße Temperiermaschine, sowie
Fig. 2 einen Längsschnitt mit einer schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Temperiermaschine mit mehreren Behandlungszonen.

Fig. 1 zeigt eine Trommel 1 in einem Trommelgehäuse 2, in dem sie in (nicht dargestellter) Weise gelagert ist. Das Trommelgehäuse 2 ist auf einem Gestell 14 aufgebockt. Um die Zugänglichkeit zum Inneren von im Trommelgehäuse 2 befindlichen Behandlungskammer 24,124, 224, (Fig. 2) bzw. zur Trommel 1 zu erleichtern, sind die Seitenwände 15 des Trommelgehäuses 2 in einer durch Pfeile angedeuteten Weise aufklappbar. Hierzu sind an der Oberseite des Trommelgehäuses 2 (nicht dargestellte) Scharniere vorgesehen. Ferner ist angedeutet, wie das zu behandelnde Trocknungsgut 16 in Kammerelementen 6 bei einer Drehung der Trommel 1 umgewälzt wird. Es ist verständlich, daß bei dieser Umwälzung das Trocknungsgut 16 entlang speziell vorgesehener Schneckengänge (in Fig. 1 nicht dargestellt) in Längsrichtung der Kammerelemente transportiert wird.
Die Trommel 1 ist über ihre Länge hinweg in vorbestimmten Abständen durch Trommelschilde 3 unterteilt. Diesen Trommelschilden liegt auf Seiten des Gehäuses 2 jeweils eine die Schilde 3 dicht umgebende Zwischenwand 4' bzw. 4" gegenüber, wobei bei der Montage das jeweilige Schild 3 in die es umgebende Öffnung der Zwischenwand 4', 4" eingeschoben werden kann. Die Kammerelemente 6 sind kistenförmig aufgebaut und um den Umfang der Trommel 1 herum angeordnet. In jedem Kammerelement 6 ist eine bereits genannte Fördereinrichtung vorgesehen, längs der, wie bereits erwähnt, das zu behandelnde Gut, im allgemeinen Teigwaren, mit gleichmäßiger Geschwindigkeit transportiert werden kann.
Den Innenumfang der Trommel 1 begrenzt ein Siebgewebe 8, das über Stangen 9 gelegt ist, die jeweils zwischen zwei Schilden 3 befestigt sind. Während bei der dargestellten Ausführungsform die innere Siebwand aus einem einzigen Siebgewebe 8 besteht, das allen an der Trommel 1 angeordneten Kammerelementen 6 gemeinsam ist, ist bezüglich der äußeren Siebwand jedem Kammerelement 6 eine gesonderte Siebwand 10 zugeordnet, die an ihren seitlichen Enden mit Hilfe durchgesteckter Stangen 11 am Gehäuse jedes Kammerelementes 6 gespannt gehalten wird.
Es versteht sich, daß die Trommel 1 aufgrund ihrer Ausbildung mit Siebwänden am Innen- und Außenumfang quer zu ihrer Achse luftdurchlässig ist, so daß ein Behandlungsgas, im allgemeinen Warmluft, beispielsweise an der Unterseite in jeweils eine Behandlungskammer 24 über ein Rohr 23 eingeblasen und an der Oberseite, beispielsweise über ein Abzugsrohr 13, abgeführt werden kann.
Zur Erzeugung erwärmter Umluft sind zwei Aggregate vorgesehen, die jeweils aus rinem Heizkörper 17 und einem Gebläse 18 bestehen. Die in jeder Behandlungskammer enthaltene Luft wird entsprechend den Pfeilen 19 umgewälzt und dabei durch die Heizeinrichtung 17 erwärmt. Die Behandlungskammer besitzt an ihrer vorderen Zwischenwand 4" eine Eintrittsöffnung 20 und an ihrer hinteren Zwischenwand 4' eine Austrittsöffnung 21. Durch diese Öffnungen 20, 21 kann eine Verbindung mit der benachbarten Behandlungskammer 124 hergestellt werden, soferne die Öffnungen 20, 21 nicht verschlossen sind, (wie später anhand von Fig. 2 beschrieben wird). Durch Umschaltung entsprechender Klappen 76 (vgl. Fig. 2) kann auch eine Verbindung mit der nicht benachbarten Behandlungskammer 224 hergestellt werden, wobei die erwärmte Luft über die Rohre 13 bzw. 23 geführt werden kann. Auf diese Weise kann z. B. eine Behandlung nach dem Gegenstromprinzip erfolgen, wobei die mit Feuchtigkeit beladene Luft dem zu trocknenden Gut 16 entgegengesandt wird. Es können aber auch sämtliche Öffnungen verschlossen werden, so daß jede Behandlungskammer 24, 124, 224 eine gesonderte und unabhängige Klimaeinstellung aufweisen kann.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß der Strömungsweg für den Durchluftbetrieb durch die Achse der Rohre 23 und 13 bzw. die Öffnungen 20 und 21 gegeben ist. Damit ist gesichert, daß Luft im Durchluftbetrieb jeweils durch die Kammerelemente 6 im oberen und unteren Viertel der Trommel 1 hindurchgeführt wird. Gerade über im oberen und unteren Viertel sind die Sieblochwände 10 der Kammerelemente 6 vollständig vom Gut bedeckt, so daß gesichert ist, daß die Luft nicht am Gut im wesentlichen wirkungslos vorbeistreichen kann. Allerdings bleibt auch bei enger Bauweise der Behandlungskammer 4 seitlich genügend Platz, um an sich ein Ausweichen der Durchluft zu ermöglichen.
Um hier eine bessere Ausnützung der umgewälzten Luft herzustellen, sind die Gebläse 18 als Umluftgebläse angeordnet und winkelmäßig gegenüber der Vertikalen 82 so versetzt, daß die Umluftströmung, auch Teilgasstrom genannt, die vertikal verlaufende Durchluftströmung nicht behindert. Wie die Pfeile 19 zeigen, ergibt sich im Gegenteil sogar ein störungsfreier Kreislauf, wobei die Luft auch im Umluftbetrieb durch die Gebläse 18 entsprechend den Pfeilen 19 durch die Kammerelemente 6 im oberen und unteren Viertel hindurchgetrieben wird, wogegen sie seitlich, wo die Siebe der Kammerelemente 6 nicht völlig vom Gut 16 bedeckt sind, am Gut vorbeistreichen kann und dieses daher weniger intensiv trocknet.
Die dargestellte Anordnung der beiden Gebläse 18 an einer zur Vertikalen 82 (Durchlaufrichtung der Durchluft) schrägen, z. B. unter 45° geneigten, durch die Trommelachse verlaufenden Ebene 83 sichert, daß die Durchluft auch den Umluftkreislauf beeinflußt, indem sie die Umluft gegen die unteren und oberen Kammerelemente 6 richtet. Dabei ist es vorteilhaft, wenn zur zwangsweisen Führung der Umluft noch Leitflächen 80 vorgesehen sind, die ein Ausweichen der Umluft unmöglich machen und sie durch die oberen und unteren Kammerelemente 6 zwingt. Der Winkel zwischen den Ebenen 82 und 83 ist in Fig. 1 mit a bezeichnet.
Es versteht sich, daß die gezeigte Anordnung zwar besonders vorteilhaft ist, hiervon aber Abweichungen durchaus möglich sind. Beispielsweise kann eine abweichende Anzahl von Gebläsen 18 oder nur ein einziges vorgesehen sein. Statt der bevorzugten Axialgebläse können auch Radialgebläse und Querlüfter eingesetzt werden. Auch der Einbau besonderer Düsen zur Strömungserzeugung wäre denkbar.
In Fig. 2 sind die drei nebeneinanderliegenden Behandlungskammern 24, 124, 224 einer Temperiermaschine dargestellt, welche durch die Schilde 3 der Trommel 1 sowie durch die Zwischenwände 4 bis 4"' voneinander getrennt sind. Diese Maßnahme dient in der schon erwähnten Weise dazu, unterschiedliche Klimazonen für das zu behandelnde Gut zu erhalten. Daher ist jede der Behandlungskammern 24,124, 224 mit einem gesonderten Aggregat 17,18 für die Erwärmung und Verteilung der Luft, gegebenenfalls aber auch von Behandlungsdampf (etwa zum Schälen von Bohnenfrüchten, wie Soja-Bohnen usw.) versehen. Die Trommel 1 wird über ihre Welle 71 mit Hilfe eines Motors 72 angetrieben, doch könnte der Antrieb auch über Umfangsringe der Trommel erfolgen.
Den einzelnen Öffnungen in den Schilden 3 kann das zu behandelnde Gut über eine Rinne 73 zugeführt werden und es kann eine ebensolche, nicht dargestellte Rinne an der gegenüberliegenden Seite der Trommel 1 vorgesehen sein.
Nachstehend werden verschiedene Verbindungs- und Schaltungsmöglichkeiten für den Betrieb der Behandlungskammern 24,124, 224 aufgezeigt, die kumulativ oder alternativ an jeder dieser Behandlungskammern verwirklicht sein können. Dabei ist insbesondere auch die ausnützung der Abwärme entweder durch ein Gegenstromprinzip oder durch deren Ausnutzung über entsprechende Wärmetauscher möglich.
An den Zwischenwänden der mittleren Behandlungskammer 124 sind die schon in Zusammenhang mit Fig. 1 besprochenen Öffnungen 20, 21 in den Zwischenwänden 4" und 4' dargestellt. Beide Öffnungen 20, 21 können gewünschtenfalls mit Hilfe eines Schiebers 74 bzw. 75 abgeschottet werden. Durch Öffnen des Schiebers 74 und Umlegen der Klappe 76 in ihre strichpunktiert in Fig. 2 angedeutete Lage wird eine Verbindung zwischen den Behandlungskammern 24 und 124 geschaffen, so daß beide beispielsweise mit Umluft betrieben werden können. Zu diesem Zweck braucht nur eines der beiden Gebläse 18 dieser Behandlungskammern in Betrieb gesetzt zu werden, oder es kann das eine Gebläse 18 die Luft aus der zugeordneten Behandlungskammer heraussaugen, das andere einblasen. Zweckmäßig sind daher für verschiedene Betriebsarten die Drehrichtungen dieser Gebläse umschaltbar. Es kann daher auch eine Klappe 77 in eine Mittelstellung zwischen der mit vollen Linien und der mit strichpunktierten Linien dargestellten Lage gebracht werden, so daß zusätzlich zur Umluft jeweils eine gewisse Menge an Frischluft oder ein anderes Behandlungsgas, etwa Dampf, zugeführt wird. Durch Umlegen der Klappe 77 in die strichpunktiert gezeigte Lage kann ständig Frischluft für die Behandlungskammer 24 angesaugt werden, die beispielsweise bei geöffnetem Schieber 74 und der mit vollen Linien dargestellten Lage der Klappe 76 über das Rohr 13 entweder der Behandlungskammer 224 zugeführt wird oder in nicht dargestellter Weise abgeblasen werden kann. Ebenfalls zeigt das Schema nach Fig. 2, daß durch verschiedene Rohrverbindungen und/oder Klappen- bzw. Schieberstellungen beliebige Variationen für die Behandlungsklimata in den Behandlungskammern 24,124, 224 möglich sind. Beispielsweise kann die Behandlungskammer 24 für eine kräftige Wärmebehandlung, die Behandlungskammer 124 für die Nachbehandlung und die Behandlungskammer 224 zum Kühlen vorgesehen sein. Dabei kann jeder Behandlungskammer für einen Durchluftbetrieb mit einer Ansaug- und einer Ablaßöffnung versehen sein. Gewünschtenfalls kann auch die Behandlungskammer 24 zum schonenden Vortrocknen und erst die Behandlungskammer 124 für einen nachfolgenden Behandlungsvorgang mit Luft höherer Temperatur vorgesehen sein. Gewünschtenfalls mögen auch mehr als drei Behandlungskammern oder auch nur zwei Behandlungskammern angeordnet werden. Durch die in den kistenförmigen Kammerelementen 6 der Trommel 1 enthaltene Fördereinrichtung wird in jedem Fall ein parallel zur Trommelachse verlaufender Behandlungsgutstrom erzeugt, so daß das Behandlungsgut automatisch während einer vorbestimmten, durch die axiale Länge jeder Behandlungskammer bzw. durch die Drehgeschwindigkeit der Trommel 1 gegebenen Zeit eine bestimmte Klimazone nach der anderen durchläuft.

Claims

1. Temperiermaschine für stückiges Gut, insbesondere Teigwarentrockner, mit

a) einer Behandlungskammer (24; 124; 224;),

b) einer in der Behandlungskammer (24;124; 224) drehbar angeordneten Trommel (1),

c) längs dem Trommelumfang angeordneten, von einer Wandung umschlossenen Kammerelementen (6), wobei

c.1) zwei einander gegenüberliegende Wandungsabschnitte benachbarten Kammerelementen (6) zugekehrt und

c.2) zwei weitere Abschnitte dem Außen- und Innenumfang der Trommel (1) zugeordnet sind und Sieblochwände besitzen (8, 10), und

d) Öffnungen (13, 20, 21, 23) zum Einlaß und zum Auslaß eines durch die Behandlungskammer (24; 124; 224) und dabei auch durch die Kammerelemente (6) zwangsgeförderten Gasstromes,
dadurch gekennzeichnet, daß

e) die Öffnungen (13, 20, 21, 23) für einen Durchlauf des Gasstromes durch die Behandlungskammer (24; 124; 224) an sich gegenüberliegenden Seiten der Behandlungskammer (24; 124; 224) angeordnet sind und

f) zusätzlich mindestens ein Strömungsgenerator (18) in der Behandlungskammer (24; 124; 224;) zur Erzeugung eines Teilgasstromes (19) angeordnet ist, derart, daß der Teilgasstrom (19) in Richtung um die Trommelachse strömt und dabei wenigstens einmal durch die Kammerelemente (6) hindurchgeführt wird.

2. Temperiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsgenerator (18) für den Teilgasstrom (19) als Gebläse mit etwa parallel zur Tangente an die Trommel (1) verlaufender Rotationsachse ausgebildet ist.

3. Temperiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsgenerator (18) für den Teilgasstrom (19) bezüglich eines Querschnittes durch die Trommel (1) unter einem Winkel (a) zur Durchlaufrichtung (82) des Gasstromes angeordnet ist, derart, daß der Teilgasstrom (19) und der Durchlaufgasstrom wechselseitig behinderungsfrei strömen.

4. Temperiermaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel etwa 40 Grad oder etwa 45 Grad ist.

5. Temperiermaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsgenerator (18) gemeinsam mit einem weiteren derartigen Strömungsgenerator (18) an einer durch die Trommelachse verlaufenden Ebene (83) liegt.

6. Temperiermaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Strömungsgenerator (18) wenigstens eine Leitfläche (80) zum zwangsweisen Hindurchführen des Teilgasstromes (19) durch die vollständig mit Gut (16) bedeckten Sieblochwände (8, 10) zugeordnet ist, und diese Leitfläche, (80) in Strömungsrichtung gesehen, im Abstand von derjenigen Seite des Strömungsgenerators (18) angeordnet ist, die den mit Gut (16) vollständig bedeckten Sieblochwänden zugekehrt ist.