EP1046874B1 - Trockner mit integrierter Kühleinheit - Google Patents

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EP1046874B1
EP1046874B1 EP00107460A EP00107460A EP1046874B1 EP 1046874 B1 EP1046874 B1 EP 1046874B1 EP 00107460 A EP00107460 A EP 00107460A EP 00107460 A EP00107460 A EP 00107460A EP 1046874 B1 EP1046874 B1 EP 1046874B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dryer
cooling
section
conditioning unit
strip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00107460A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1046874A3 (de
EP1046874A2 (de
Inventor
Clemens Johannes Maria De Vroome
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contiweb BV
Original Assignee
Goss Contiweb BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goss Contiweb BV filed Critical Goss Contiweb BV
Publication of EP1046874A2 publication Critical patent/EP1046874A2/de
Publication of EP1046874A3 publication Critical patent/EP1046874A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1046874B1 publication Critical patent/EP1046874B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
    • 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 a dryer with integrated cooling unit as he is subordinated particularly web-processing rotary printing machines, as well as on a Procedures for drying a material web.
  • US 5,471,847 discloses a web cooling device with the features according to the preamble of patent claim 1.
  • the disadvantages of previous drying concepts should be overcome by that the web primarily by evaporation of a liquid instead of through Heat conduction or convection is cooled. This leaves enough moisture in the Web, so that a shrinkage of the web is omitted and the static charge of the web takes a minimum.
  • the web is up Dried to 2% residual moisture content and thereby absorbed from the surrounding air Moisture up to a moisture content between 4% and 6%. This additional Moisture absorption on the environment according to US 5,471,847 by a specially to intended moisture applicator realized.
  • EP 0 723 126 A1 discloses a control device and an arrangement for one in one industrial dryer continuous drying process.
  • a dryer for floating a web for gradual drying of the web recirculates solvent-containing air inside the dryer. It will be a procedure for better control of the solvent-containing air inside the dryer proposed. This will cause the condensing of the solvents and various solvents based by-products significantly reduced or even completely eliminated.
  • Solvent raising overall safety levels, in which areas are avoided altogether, in which solvent-containing air in high Concentrations.
  • Ambient air enters the dryer and is with the mixed solvent-containing air in the dryer interior.
  • the air mixture becomes the first Zone of the dryer according to EP 0 723 126 A 1 supplied again.
  • the open flame of the Burner is thereby cooled by ambient air from the outside. After cooling the open flame through ambient air will recirculate air from inside the dryer the fresh air mixed.
  • ambient air is used to to cool the open burner flame and undesirable compounds more organic eliminate volatile components.
  • the residence time of the combustion mixture in the burner unit does not appear sufficient in the solution according to EP 0 723 126 A1 sized.
  • DE 32 07 461 A1 relates to a method and an apparatus for drying and subsequent cooling of printed in particular by the offset printing process Webs.
  • the invention relates to a method according to the Offset printing process. After the contactless drying of the printed web The web is guided in S- or Z-train over several cooling rollers. It is through Moistening of the jacket of the first cooling roller under the web side, the first is cooled, an easily cleavable water film between the web and roll shell brought. This measure causes the physical contact of the web with this and the other cooling rollers not soft thermoplastic ink is split. The inclination of the web to form waves across the Passage direction is reduced because the cleavage of the water film as a result of their different thickness in the printed and the non-printed and therefore strong dried areas leads to a uniform moisture distribution.
  • the chill roll stand is separate from the upstream dryer the rotary printing machine arranged.
  • the known dryer / chill roll stand configurations show separate ones Dryer housings and separate housings for chill rolls and rewet units, which are further down from the web level. These are separated arranged housing have the significant disadvantage that occurring in a housing Problems in the next, this rearranged housing, pose further problems for example, the lateral course of the web.
  • Known chill roll stands require a relatively large footprint and thereby increase the overall length a web-fed rotary printing machine.
  • Another object of the present invention is to be seen in the overall length reduce a rotary printing press. Another object of the invention is to be seen in it, to avoid the operator of a roller rotation of the Post evaporation.
  • the dryer may be a heating zone, a Evaporating zone and a cooling zone include, which may be separated from each other or wherein the heating zone and the evaporation zone are combined with each other and only separated from the cooling section.
  • each of these zones are corresponding upper and lower blowers arranged which conditioned air, for example Burner units supplied heating air and emerging from the nozzle bar circulating air, again to the nozzle bars, which extend through the zones of the dryer, lead back.
  • process air and hot air ducting methods which are suitable, a dryer according to the present invention, either in countercurrent or operate in Gleichstrom Kunststoffest.
  • a method for treating a material web run the interconnected methods of heating, the Evaporating, cooling and cooling to a chill roll stand all in one common housing, which from the surrounding ambient atmosphere is encapsulated.
  • a in the inventive arrangement of a combined Trockners /dewalzenstandgephinuses entering web has at its entry in essentially the same entry parameters compared to their exit parameters such as For example, the lateral position of the web, the temperature level and the moisture content.
  • FIG. 1 shows a dryer / chill roll stand configuration according to the present invention Invention, wherein on the outside of the dryer, a burner unit is housed.
  • a dryer 1 comprises a first section 1.1, as well as a second section 1.2 and a third section 1.3.
  • said first section is called the Heating zone referred to in a dryer, in which the nozzles 14.1 heating air 19 is supplied becomes.
  • Said second section is called the solvent evaporating section within Considered a dryer in which the highest concentration of solvents prevails and the highest negative pressure gradient exists.
  • the third section 1.3 of a Dryer 1 is the cooling zone called section, in which however still Temperatures higher than 150 ° C occur.
  • Behind the cooling section 1.3 is directly one Cooling / conditioning unit 2 integrated into the housing of the dryer 9, in which the - Material web, such as a printed paper web, a substantially vertical oriented trajectory, indicated by the reference numeral 26th
  • a burner unit 3 is outside the dryer housing 9 arranged and may, if necessary, contain a Nachverbrennungs worn and a corresponding heat exchanger 8, which is indicated here only schematically and on the right side of the burner unit 3 in Fig. 1 finds.
  • a gas supply 4 is arranged, wherein the burner unit 3 has two hot air outlets 5 contains, are passed through which hot air 20 into the interior of the dryer housing 9 can.
  • a pipe 7 is arranged, which is a recirculation the combustion gases allowed.
  • the housing 9 of the dryer 1 comprises a Dryer inlet 10 and a dryer outlet 11, wherein the dryer outlet 11 in FIG.
  • the dryer housing 9 passes substantially in the horizontal material conveying plane 11 extending between upper Nozzle bar 14 and lower nozzle bar 15.
  • a number of upper blower 16 are added.
  • One first upper fan 16.1 leads hot air 19 to the area of the upper Nozzle bar rows 14.1, which extend through the first dryer section 1.1.
  • another upper fan 16.2 is arranged, which return air 21 is supplied.
  • Hot air 20.1 with a higher Temperature level of about 800 ° C is supplied to the first blower 16.1 and from this the upper nozzle bar rows 14.1 of the first dryer section 1.1 fed.
  • the highest solvent concentration and the highest negative pressure gradient prevails in the Evaporation section 1.2 of the dryer 1 before.
  • the first Drier section 1.1 and the subsequent second dryer section 1.2 by means of a Separating element 30 separated from each other, but this has openings for the passage of Connecting tubes 28 and 29 and openings around the return air 21 the Overflow from the first section 1.1 into the downstream second section 1.2 due to allow the pressure gradient.
  • Behind the second dryer section 1.2 is a third Drum section 1.3 provided.
  • In the third dryer section 1.3 are two fans added.
  • An upper third blower 16.3, the fresh air 18 with Ambient air parameters is supplied and a part of the return air 21, as Cooling zone to be regarded third dryer section 1.3 is supplied.
  • blower 16.4 is return air 21 from the upper Nozzle bar row 14.2 of the second dryer section 1.2 of the exhaust pipe 6 fed to the optionally an afterburner can be arranged downstream.
  • Return air 21 of the nozzle bar row 14.3 of the cooling zone of the dryer, i. e. Section 1.3 is used by the connecting tubes 28, 29 passed to the first dryer section 1.1.
  • a cooling and conditioning unit 2 is integrated into the housing of the dryer 9.
  • the material leaving the third zone 1.3 of the dryer material web enters directly from the dryer in the cooling and conditioning unit 2, without the ambient air outside the dryer housing 9 have been exposed.
  • the last of the cooling rolls 27 may have a separate drive unit 23 in order to ensure a correct inlet of the web leaving the cooling and conditioning unit 2 into the downstream turning bar superstructure.
  • FIG. 2 shows an air routing scheme within a dryer according to the present invention.
  • FIG Invention wherein process air is passed around a section of the dryer.
  • Hot gas 20 can also be supplied to the first dryer section 1.1 can be seen, as can be seen in the air guide scheme of FIG.
  • the hot gas 20 and the air gas mixture which via the connecting tube system 28, 29 in the first Dryer section is led to nozzle rows, which are on both sides of the Bahntransportebene are arranged and a floating transport this Allow material webs.
  • Return air 21 of the nozzle rows in the first Drier section 1.1 is an evaporation section 1.2 through an opening in the Separator 30 is supplied, which between the first and the second Drum section 1.1 or 1.2 may be provided.
  • the Separator 30 are also omitted to allow unimpeded overflow of the Return air 21 of the nozzle rows of the first dryer section 1.1 in the To ensure evaporation section 1.2 of the dryer 1.
  • the second section 1.2 of the Drier 1 that is, the solvent-expelling section 1.1, has the highest negative Pressure gradient before and there is the highest solvent concentration prevailing.
  • the second section 1.2 of the dryer 1 is an exhaust pipe 6 assigned to the exhaust of an optional predictable afterburning unit outside to feed the dryer.
  • the fan assembly 16.2 or 17.2 within the second dryer zone 1.2 distributes the Return air 21 to the corresponding nozzle row sections within the Solvent expelling section 1.2, already in connection with FIG. 1 briefly has been described.
  • Fig. 3 shows an alternative air guiding scheme within a dryer according to the present invention, wherein this is operated in the counter-current mode.
  • hot gas 20 becomes a Burner unit 3 and process air 18 a fan pair 16.3, 17.3 within the third Dried section 1.3 supplied.
  • Return air 21 is then in countercurrent principle with respect on the web transport direction of the third dryer section 1.3 through the Evaporating zone 1.2 of the dryer transported to the heating zone 1.1.
  • the Blower arrangements 16.3, 17.3; 16.2, 17.2; 16.1, 17.1 will be hot gas 20 respectively individually supplied.
  • the return air 21 is gradually solvent-containing, especially within the evaporation zone 1.2. Because the highest Solvent concentration of the air in the dryer with countercurrent principle within the first section of the dryer 1.1 is reached, an exhaust pipe 6 of the zone 1.1 assigned to the solvent-laden exhaust gases of a post-combustion device feed inside or outside the dryer.
  • a separating element 31 is provided. Within this partition element 31 is a Opening provided to an inflow of return air 21 in the To allow evaporation section 1.2.
  • the separating element 30, which in Fig. 3 is shown and the first and the second dryer section separates from each other is not absolutely necessary to separate the sections from each other, it can also be omitted become.
  • FIG. 4 shows an air guiding scheme for a dryer according to the present invention Invention which operates in DC mode.
  • Air guidance schemes have the advantage that the fresh air flow through the cooling and Conditioning unit 2, which is arranged downstream of the dryer and integrated into its housing 9 is, to a further after-evaporation within the cooling and conditioning unit. 2 contributes, regardless of whether the process air stream 18 this cooling and Conditioning unit 2 in an upper portion or in a lower portion passes.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trockner mit integrierter Kühleinheit wie er besonders bahnverarbeitenden Rotationsdruckmaschinen nachgeordnet ist, sowie auf ein Verfahen zur Trocknung eines Materialbahn.
Die US 5,471,847 offenbart eine Bahnkühlungsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Mit der dort offenbarten Lösung sollen die Nachteile bisheriger Trocknungskonzepte dadurch überwunden werden, daß die Bahn in erster Linie durch Verdampfung einer Flüssigkeit anstatt durch Wärmeleitung oder Konvektion gekühlt wird. Dabei verbleibt genügend Feuchtigkeit in der Bahn, so daß ein Schrumpfen der Bahn unterbleibt und die statische Aufladung der Bahn ein Minimum annimmt. In einem Trockner für Offsetdruckanwendungen wird die Bahn bis auf 2 % Restfeuchtegehalt getrocknet und absorbiert dadurch aus der sie umgebenden Luft Feuchtigkeit bis zu einem Feuchtegehalt zwischen 4 % und 6 %. Diese zusätzliche Feuchteaufnahme auf der Umgebung wird gemäß US 5,471,847 durch eine eigens dazu vorgesehene Feuchteauftragsvorrichtung realisiert.
EP 0 723 126 A1 offenbart eine Steuereinrichtung und eine Anordnung für einen in einem industriellen Trockner kontinuierlich ablaufenden Trocknungsprozeß. In einem Trockner zum schwebenden Führen einer Materialbahn zum abgestuften Trocknen der Bahn rezirkuliert lösungsmittelhaltige Luft im Trocknerinneren. Es wird ein Verfahren zur besseren Steuerung der lösungsmittelhaltigen Luft im Trocknerinneren vorgeschlagen. Dadurch wird das Kondensieren der Lösungsmittel und verschiedener auf Lösungsmittel basierender Nebenprodukte signifikant reduziert oder gar ganz ausgeschaltet. Mittels des hier offenbarten Verfahrens kann nicht nur eine erhebliche Reduktion der Kondensation, sondern auch ein intensiveres Durchmischen und damit eine gleichmäßigere Verteilung der Lösungsmittel erzielt werden, wodurch das Sicherheitsniveau insgesamt angehoben wird, in dem Bereiche gänzlich vermieden werden, in denen lösungsmittelhaltige Luft in hohen Konzentrationen vorliegt. Umgebungsluft gelangt in den Trockner und wird mit der lösungsmittelhaltigen Luft im Trocknerinneren gemischt. Das Luftgemisch wird der ersten Zone des Trockners gemäß EP 0 723 126 A 1 wieder zugeführt. Die offene Flamme des Brenners wird dadurch mittels Umgebungsluft von außen gekühlt. Nach Kühlung der offenen Flamme durch Umgebungsluft wird rezirkulierte Luft aus dem Trocknerinneren der Frischluft zugemischt. Mittels der hier aufgezeigten Konfiguration läßt sich das Volumen des Abgases zu einer eventuell vorhandenen Nachverbrennungseinheit nicht signifikant reduzieren. In dieser Ausführungsform wird Umgebungsluft dazu verwendet, die offene Brennerflamme zu kühlen und-unerwünschte Verbindungen organischer flüchtiger Bestandteile zu eliminieren. Die Aufenthaltszeit des Verbrennungsgemisches in der Brennereinheit erscheint bei der Lösung gemäß EP 0 723 126 A1 nicht ausreichend bemessen.
DE 32 07 461 A1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trocknen und anschließenden Kühlen von insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckten Warenbahnen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß des Offsetdruckverfahrens. Nach dem berührungslosen Trocknen der bedruckten Warenbahn wird die Warenbahn im S- oder Z-Zug über mehrere Kühlwalzen geführt. Dabei wird durch Befeuchtung des Mantels der ersten Kühlwalze unter der Warenbahnseite, die als erste gekühlt wird, ein leicht spaltbarer Wasserfilm zwischen Warenbahn und Walzenmantel gebracht. Diese Maßnahme führt dazu, daß beim körperlichen Kontakt der Warenbahn mit dieser und den anderen Kühlwalzen die noch weiche thermoplastische Druckfarbe nicht gespalten wird. Die Neigung der Warenbahn zur Bildung von Wellen quer zur Durchlaufrichtung wird vermindert, weil die Spaltung des Wasserfilms in Folge ihrer unterschiedlichen Stärke in den bedruckten und den nicht bedruckten und deshalb stark getrockneten Bereichen zu einer gleichsmäßigen Feuchteverteilung führt.
In der Lösung gemäß DE 197 10 124 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Temperierung von Kühlwalzen offenbart. Diese Lösung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung einer bedruckten oder beschichteten Materialbahn, welche insbesondere nach dem Offsetdruckverfahren bedruckt wurde und aus Papier besteht. Die Materialbahn hat nach dem Auftragen von Farbe eine Heizzone passiert und wird über eine Vielzahl von Kühlwalzen eines Kühlwalzenstandes geführt. Dabei ist der Fluß des Kühlmediums durch die Kühlwalzen eines Kühlwalzenstandes durch zwei verschiedene Kühlkreisläufe unterschiedlichen Temperaturniveaus erzeugt und entgegen der Bahnlaufrichtung einer Materialbahn über die Kühlwalzen gerichtet.
Auch bei dieser Lösung ist der Kühlwalzenstand getrennt vom vorgeschalteten Trockner der Rotationsdruckmaschine angeordnet.
Die bekannten Trockner/Kühlwalzenstandkonfigurationen zeigen separate Trocknergehäuse und separate Gehäuse für Kühlwalzen und Wiederbefeuchtungseinheiten, die sich weiter abwärts von der Bahnlaufebene befinden. Diese voneinander getrennt angeordneten Gehäuse haben den signifikanten Nachteil, daß in einem Gehäuse auftretende Probleme im nächsten, diesem nachgeordnten Gehäuse, weitere Probleme aufwerfen, beispielsweise den seitlichen Verlauf der Materialbahn. Bekannte Kühlwalzenstände beanspruchen eine relativ große Stellfläche und vergrößern dadurch die gesamte Baulänge einer Rollenrotationsdruckmaschine. Außerdem kann bei den bekannten Kühlwalzenstandanordnungen aus dem Stand der Technik Ölkondensation auf den Oberflächen der ersten Kühlwalzen dieser Kühlwalzenstände auftreten.
Angesichts der aufgezeigten Lösungen aus dem Stand der Technik und bekannter Trockner/Kühlwalzenstandkonfigurationen und den im technischen Gebiet auftretenden Problemen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, der Trockner/Kühlwalzenstandkonfigurationen innewohnende Nachteile wie beispielsweise Farbaufbau, seitliches Verlaufen der Materialbahn und das Kondensationsproblem weitgehend auszuschalten.
Ein weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, die gesamte Baulänge einer Rotationsdruckmaschine zu verringern. Eine andere erfindungsgemäße Aufgabe ist darin zu sehen, es zu vermeiden, das Bedienungspersonal einer Rollenrotation der Nachverdunstung auszusetzen.
Schließlich soll mittels der erfindungsgemäßen Lösung erreicht werden, daß die Ausrichtung eines dem Kühlwalzenstandes nachgeordneten Falzapparates unabhängig von den übrigen Rotationsdruckmaschinenkomponenten bleibt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Aufgaben durch einen Trockner für eine Materialbahn, auf deren Oberfläche Farbe aufgetragen ist, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Trocknung einer zumindest einseitig bedruckten Materialbahn mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Da die Materialbahn wie beispielsweise eine bedruckten Papierbahn, bei der beide Seiten bedruckt sind, nunmehr zwischen Trockner und Kühlwalzenstand nicht mehr den Bedingungen der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt ist, kann das Anhaften von Grenzschichten kalter Luft an beiden Seiten der Materialbahn verhindert werden. Auf diese . Weise lassen sich Luftkissen zwischen den Kühlwalzenoberflächen und der diese kontaktierenden Seiten der Materialbahn vermeiden, wodurch weiterhin die Ölkondensation ausgeschlossen wird. Weiterhin läßt sich mittels der erfindungsgemäßen Anordnung das Rußen am Trocknerausgang vermeiden, da der Trocknerausgang nicht länger mit der umgebenden Atmosphäre verbunden ist, da der Kühlwalzenstand gemäß der vorliegenden Erfindung in das Trocknergehäuse integriert ist. Frischluft, die durch die in den Trockner integrierte Kühl- und Konditioniereinheit geleitet wird, trägt weiter zur Nachverdunstung innerhalb der kombinierten Trockner/KühlwalzenstandKonditioniereinheitanordnung bei.
In weiteren Ausbildungen der vorliegenden Erfindung kann der Trockner eine Heizzone, eine Verdampfungszone sowie eine Kühlzone umfassen, die voneinander getrennt sein können oder wobei die Heizzone und die Verdampfungszone miteinander kombiniert sind und lediglich von der Kühlsektion getrennt sind. In jeder dieser Zonen sind entsprechende obere und untere Gebläse angeordnet, welche konditionierte Luft, beispielsweise aus Brennereinheiten zugeführter Heizluft und aus den Düsenbalken austretende Umluft, wieder an die Düsenbalken, die sich durch die Zonen des Trockners erstrecken, zurückführen. In vorteilhaften Prozeßluftführungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend Prozeßluft- und Heißluftführungsverfahren angegeben, die geeignet sind, einen Trockner gemäß der vorliegenden Erfindung entweder im Gegenstrom oder im Gleichstromluftführungsprinzip zu betreiben.
Gemäß eines Verfahrens zur Behandlung einer Materialbahn gemäß der vorliegenden Erfindung laufen die miteinander verbundenen Verfahren des Aufheizens, des Verdampfens, des Abkühlens und des Kühlens an ein Kühlwalzenstand alle in einem gemeinsamen Gehäuse ab, welches von der es umgebenden Umgebungsatmosphäre gekapselt ist. Eine in die erfindungsgemäßen Anordnung eines kombinierten Trockners/Kühlwalzenstandgehäuses eintretende Materialbahn hat an ihrem Eintritt im wesentlichen dieselben Eintrittsparameter, verglichen mit ihren Austrittsparametern wie zum Beispiel die seitliche Lage der Bahn, das Temperaturniveau sowie den Feuchtegehalt.
Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung nachstehend näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1
eine Trockner/Kühlwalzenstandanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei eine Brennereinheit beispielsweise außen am Trockern/Kühlwalzenstandgehäuse angebracht ist,
Fig. 2
ein Luftführungsschema innerhalb eines Trockners gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Prozeßluft durch eine der Trocknersektionen geleitet wird,
Fig. 3
ein Luftführungsschema eines Trockners gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Trockner nach dem Gegenstromprinzip betrieben wird, und
Fig. 4
schließlich ein Luftführungsschema für eine Trockner gemäß der vorliegenden Erfindung der im Gleichstromprinzip betrieben wird.
Fig. 1 zeigt eine Trockner/Kühlwalzenstandkonfiguration gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei an der Außenseite des Trockners eine Brennereinheit untergebracht ist.
In dem hier gegebenen Beispiel umfaßt ein Trockner 1 eine erste Sektion 1.1, sowie eine zweite Sektion 1.2 sowie eine dritte Sektion 1.3. Unmittelbar hinter der dritten Sektion 1.3 ist eine Kühl/Konditioniereinheit 2 angeordnet, die besagte erste Sektion wird als die Heizzone in einem Trockner bezeichnet, in welchem den Düsen 14.1 Heizluft 19 zugeführt wird. Die genannte zweite Sektion wird als die lösemittelverdampfende Sektion innerhalb eines Trockners angesehen, in welchem die höchste Konzentration von Lösemitteln vorherrscht und der höchste negative Druckgradient vorliegt. Die dritte Sektion 1.3 eines Trockners 1 ist die Kühlzone genannte Sektion, in welcher jedoch immer noch Temperaturen höher als 150°C auftreten. Hinter der Kühlsektion 1.3 ist unmittelbar eine Kühl/Konditioniereinheit 2 in das Gehäuse des Trockners 9 integriert, in welcher die - Materialbahn, beispielsweise eine bedruckte Papierbahn, einen im wesentlich vertikal orientierten Bahnverlauf annimmt, angedeutet durch das Bezugszeichen 26.
In der Anordnung gemäß Fig. 1 ist eine Brennereinheit 3 außerhalb des Trocknergehäuses 9 angeordnet und kann im Bedarfsfalle eine Nachverbrennungseinrichtung enthalten und einen entsprechenden Wärmetauscher 8, der hier nur schematisch angedeutet ist und sich auf der rechten Seite der Brennereinheit 3 in Fig. 1 findet. Oberhalb der Brennereinheit 3 ist eine Gaszufuhr 4 angeordnet, wobei die Brennereinheit 3 zwei Heißluftauslässe 5 enthält, durch welche Heißluft 20 in das Innere des Trocknergehäuses 9 geleitet werden kann. Innerhalb der Brennereinheit 3 ist ein Rohr 7 angeordnet, welches eine Rezirkulation der Verbrennungsgase erlaubt. Das Gehäuse 9 des Trockners 1 umfaßt einen Trocknereinlauf 10 und einen Trocknerauslaß 11, wobei der Trocknerauslaß 11 im in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sich im wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckt und am Auslaß der in das Trocknergehäuse integrierten Kühl/Konditioniereinheit 2 angeordnet ist. Alternativ kann die Bahn die Kühl- und Konditioniereinheit 2 auch in horizontaler Richtung nach entsprechender Umlenkung verlassen. Die Materialbahn, die auf beiden Seiten bedruckt sein kann passiert das Trocknergehäuse 9 im wesentlichen sich in der horizontalen Materialbahn Förderebene 11 erstreckend zwischen oberen Düsenbalken 14 und unteren Düsenbalken 15. In dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel wird Heißluft 20 aus der Brennereinheit 3 austretend in die erste Sektion 1.1 via Heißgasaustritt 5 in die Heizzone 1.1 geleitet.
Innerhalb des Trocknergehäuses 9 sind eine Reihe oberer Gebläse 16 aufgenommen. Ein erstes oberes Gebläse 16.1 führt Heißluft 19 zu dem Bereich der oberen Düsenbalkenreihen 14.1, die sich durch die erste Trocknersektion 1.1 erstrecken. Innerhalb der nachfolgenden Trocknersektion 1.2 ist ein weiteres oberes Gebläse 16.2 angeordnet, welchem Rückführluft 21 zugeführt wird. Heißluft 20.1 mit einem höheren Temperaturniveau von etwa 800°C wird dem ersten Gebläse 16.1 zugeführt und von diesem der oberen Düsenbalkenreihen 14.1 der ersten Trocknersektion 1.1 zugeleitet. Die höchste Lösemittelkonzentration und der höchste negative Druckgradient herrscht in der Verdampfungssektion 1.2 des Trockners 1 vor. Im vorliegenden Beispiel sind die erste Trocknersektion 1.1 und die sich anschließende zweite Trocknersektion 1.2 mittels eines Trennelementes 30 voneinander getrennt, wobei dieses jedoch Öffnungen zur Passage von Verbindungsröhren 28 und 29 aufweist und Öffnungen um der Rückführluft 21 das Überströmen von der ersten Sektion 1.1 in die nachgeordnete zweite Sektion 1.2 aufgrund des Druckgefälles zu erlauben. Hinter der zweiten Trocknersektion 1.2 ist eine dritte Trocknersektion 1.3 vorgesehen. In der dritten Trocknersektion 1.3 sind zwei Gebläse aufgenommen. Ein oberes drittes Gebläse 16.3, dem Frischluft 18 mit Umgebungsluftparametern zugeführt wird und ein Teil der Rückführluft 21, der als Kühlzone anzusehenden dritten Trocknersektion 1.3 zugeführt wird. Mittels eines weiterhin vorgesehenen Gebläses 16.4 wird Rückführluft 21 von der oberen Düsenbalkenreihe 14.2 der zweiten Trocknersektion 1.2 der Abgasleitung 6 zugeleitet der optional eine Nachverbrennungseinrichtung nachgeordnet sein kann. Rückführluft 21 von der Düsenbalkenreihe 14.3 der Kühlzone des Trockners, i. e. der Sektion 1.3 wird mittels der Verbindungsröhren 28, 29 zur ersten Trocknersektion 1.1 geleitet.
Somit kann Reinigungsluft 22, die vorher Rückführluft 21 der Verdunstungszone i. e. der Trocknersektion 1.1 war, entweder der optional vorgesehenen Nachverbrennungseinrichtung zugeführt werden oder direkt in die Abgasleitung selbst gelangen. Was die Trocknersektionen 1.1, 1.2 und 1.3 in bezug auf die oberen Düsenbalkenreihen 14.1, 14.2 und 14.3 betraf ist im wesentlichen auch für die unteren Düsenreihen 15.1, 15.2 und 15.3 gültig und bedarf daher keiner Wiederholung. In-gleicher Weise sind in der unteren Trocknerhälfte ebenfalls ein erstes, zweites, drittes Gebläse vorgesehen, bezeichnet mit 17.1, 17.2 und 17.3, ebenfalls den einzelnen Trocknersektionen zugeordnet.
Hinter der Trocknersektion 1.3 ist eine Kühl- und Konditioniereinheit 2 in das Gehäuse des Trockners 9 integriert. Die die dritte Zone 1.3 des Trockners verlassende Materialbahn tritt unmittelbar vom Trockner in die Kühl- und Konditioniereinheit 2 ein, ohne der Umgebungsluft außerhalb des Trocknergehäuses 9 ausgesetzt worden zu sein. Die Materialbahn, welche die Kühl- und Konditioniereinheit 2 des Trockners 1 am Auslaß 11 verläßt, weist dort die Bahnparameter 33 auf, eine Temperatur von etwa 30°C und einen Feuchtegehalt von 4 % H2O. Dies entspricht im wesentlichen denselben Eintrittsbedingungen 32, mit der die Materialbahn in den Trockner eintritt, nämlich am Einlaß des Trockners einer Temperatur von 30°C aufweist, aber einen etwas höheren Feuchtigkeitsgehalt von etwa 6 % H2O aufweist. Wie der Fig. 1 weiterhin entnommen werden kann, kann die letzte der Kühlwalzen 27 eine separate Antriebseinheit 23 aufweisen, um einen korrekten Einlauf der die Kühl- und Konditioniereinheit 2 verlassenden Bahn in den nachgeordneten Wendestangenüberbau zu gewährleisten.
Dank des sofortigen Eintrittes der Bahn in die Kühl- und Konditioniereinheit 2 wird Ölkondensation auf den Oberflächen der ersten Kühlwalzen verhindert, da kein Abstand zwischen dem Trocknerauslaß und dem Eintritt und der Kühl- und Konditioniereinheit 2 auftritt. Das Auftreten von Nachverdunsten kann in das Gehäuse 9 der Kühl- und Konditioniereinheit 2 verlegt legen, da kontinuierlich Frischluft 18 durch dieses geleitet wird, welches die Nachverdunstung innerhalb des Gehäuses 9 fördert, so daß das die Rotation bedienende Personal keiner Nachverdunstung und von flüchtigen Bestandteilen verdampfender Lösungsmittel ausgesetzt ist.
Ferner kann durch die Kombination der verwandten Prozesse Trocknen, Kühlen und Wiederbefeuchten einer Materialbahn innerhalb eines Gehäuses die Prozeßführung so gehalten werden, daß die Bahnspezifikationen am Eintritt in das Gehäuse und am Austritt aus diesem Gehäuse im wesentlichen übereinstimmen. Somit hat die Temperatur der Materialbahn am Einlaß ungefähr denselben Wert wie am Auslaß 11 (etwa 30°C); die seitliche Position der Materialbahn stimmt am Trocknereinlaß 10 und am Trocknerauslaß 11 im wesentlichen überein, schließlich ist der Feuchtigkeitsgehalt der Materialbahn von 6 % H2O am Trocknereinlaß etwa auf dem gleichen Niveau wie der Feuchtigkeitsgehalt der Materialbahn am Trocknerauslaß 11. Ein anderer mit der erfindungsgemäßen Konfiguration einhergehender Vorteil liegt darin, daß durch die Integration der Kühl- und Konditioniereinheit 2 in das Gehäuse 9 des Trockners die Baulänge einer Rotation wesentlich kürzer gehalten werden kann, so daß wesentlich weniger Stellfläche innerhalb eines Druckereibetriebes konsumiert wird.
Fig. 2 zeigt ein Luftführungsschema innerhalb eines Trockners gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei Prozeßluft um eine Sektion des Trockners herumgeführt wird.
In dieser Konfiguration wird Heißgas 20 und Prozeßluft 18 mittels der Gebläseanordnung 16.3, 17.3 innerhalb der Trocknersektion 1.3 durch das Verbindungsröhrensystem 28, 29 zur Trocknersektion 1.1 geleitet. Das Verbindungsröhrensystem 28, 29 kann beispielsweise innerhalb des Trocknergehäuses 9 aufgenommen sein. Zur ersten Trocknersektion 1.1 kann ebenfalls Heißgas 20 zugeführt werden, wie in dem Luftführungsschema gemäß Fig. 2 zu erkennen ist. Mittels des hier schematisch wiedergegebenen Gebläsearrangements 16.1, 17.1 kann das Heißgas 20 und das Luftgasgemisch, welches über das Verbindungsröhrensystem 28, 29 in die erste Trocknersektion geleitet wird zu Düsenreihen geführt werden, die auf beiden Seiten der Bahntransportebene angeordnet sind und einen schwebenden Transport dieser Materialbahnen ermöglichen. Rückführluft 21 der Düsenreihen in der ersten Trocknersektion 1.1 wird einer Verdampfungssektion 1.2 durch eine Öffnung in dem Trennelement 30 zugeführt, welches zwischen der ersten und der zweiten Trocknersektion 1.1 bzw. 1.2 vorgesehen sein kann. Alternativ dazu kann das Trennelement 30 auch fortgelassen werden, um ein unbehindertes Überströmen der Rückführluft 21 der Düsenreihen der ersten Trocknersektion 1.1 in die Verdampfungssektion 1.2 des Trockners 1 zu gewährleisten. In der zweiten Sektion 1.2 des Trockners 1, also der lösungsmittelaustreibenden Sektion 1.1 herrscht der höchste negative Druckgradient vor und es ist dort die höchste Lösungsmittelkonzentration vorherrschend. Aus diesem Grunde ist der zweiten Sektion 1.2 des Trockners 1 eine Abgasleitung 6 zugeordnet, um das Abgas einer optional vorsehbaren-Nachverbrennungseinheit außerhalb des Trockners zuzuführen.
Die Gebläseanordnung 16.2 bzw. 17.2 innerhalb der zweiten Trocknerzone 1.2 verteilt die Rückführluft 21 zu den entsprechenden Düsenreihenabschnitten innerhalb der lösungsmittelaustreibenden Sektion 1.2, die bereits in Zusammenhang mit Fig. 1 kurz beschrieben wurde.
Fig. 3 zeigt ein alternatives Luftführschema innerhalb eines Trockners gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei dieser im Gegenstrommodus betrieben wird.
Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben worden ist, wird Heißgas 20 einer Brennereinheit 3 und Prozeßluft 18 einem Gebläsepaar 16.3, 17.3 innerhalb der dritten Trocknersektion 1.3 zugeführt. Rückführluft 21 wird dann im Gegenstromprinzip in bezug auf die Bahntransportrichtung von der dritten Trocknersektion 1.3 durch die Verdampfungszone 1.2 des Trockners in die Heizzone 1.1 transportiert. Den Gebläseanordnungen 16.3, 17.3; 16.2, 17.2; 16.1, 17.1 wird Heißgas 20 jeweils auch individuell zugeführt. Während der Passage durch die verschiedenen Trocknersektionen 1.1, 1.2 und 1.3 wird die Rückführluft 21 allmählich lösungsmittelhaltiger, besonders innerhalb der Verdampfungszone 1.2. Da die höchste Lösungsmittelkonzentration der Luft im Trockner bei Gegenstromprinzip innerhalb der ersten Sektion des Trockners 1.1 erreicht wird, ist eine Abgasleitung 6 der Zone 1.1 zugeordnet, um die lösungsmittelbeladenen Abgase einer Nachverbrennungseinrichtung innerhalb oder außerhalb des Trockners zuzuführen.
Aufgrund des zwischen der Kühlsektion 1.3 und der Verdampfungssektion 1.2 vorherrschenden Druckdifferenz ist in der Ausführungsform gemäß Fig. 3 zwischen diesen Zonen ein Trennelement 31 vorgesehen. Innerhalb dieses Trennelementes 31 ist eine Öffnung vorgesehen, um ein Einströmen von Rückführluft 21 in die Verdampfungssektion 1.2 zu ermöglichen. Das Trennelement 30, welches in Fig. 3 dargestellt ist und die erste und die zweite Trocknersektion voneinander trennt, ist nicht unbedingt notwendig, um die Sektionen voneinander zu trennen, es kann auch fortgelassen werden.
Fig. 4 schließlich zeigt ein Luftführschema für einen Trockner gemäß der vorliegenden Erfindung, welcher im Gleichstrommodus betrieben wird.
In dieser Konfiguration wird Heißgas 20 und Umgebungsluft 18 von außen der ersten Trocknersektion 1.1 zugeführt. Innerhalb der ersten Trocknersektion 1.1, also der Aufheizzone, ist eine Gebläseanordnung 16.1, 17.1 angeordnet, welches eine Verteilung des Heißgas-Luftgemisches in der Bahnlaufebene gewährleistet. Rückführluft 21 der genannten Gebläseanordnung 16.1, 17.1 wird in eine Verdampfungssektion 1.2 geleitet durch ein optional vorsehbares Trennelement 30. Dieses Trennelement 30 kann auch fortgelassen werden, um ein freies Durchströmen der Rückführluft 21 in die Verdampfungssektion 1.2 des Trockners 1 zu gewährleisten.
Von der Verdampfungssektion 1.2 des Trockners gelangt Rückführluft 21 nun lösemittelhaltig aufgrund des dort stattfindenden Verdampfungsprozesses in die Trocknersektion 1.3, welche mittels eines Trennelementes 31 von der besagten Verdampfungssektion 1.2 des Trockners 1 trennbar ist. Während ihres Transportes durch die verschiedenen Trocknersektionen 1.1, 1.2 und 1.3 wird die Rückführluft 21 mehr und mehr lösungsmittelhaltig, wobei deren höchste Lösungsmittelkonzentration in der letzten Zone 1.3 erreicht wird. Folglich ist eine Abgasleitung 6 dieser dritten Trocknersektion 1.3 zugeordnet, welche mittels eines vorher bereits erwähnten Trennelementes 31 von der Verdampfungszone 1.2 des Trockners wegen des hohen Druckunterschiedes getrennt werden kann.
In der Konfiguration gemäß Fig. 4 ist die Luftführung im wesentlichen parallel zur Bahnlaufrichtung gehalten. Alle drei hier nur schematisch skizzierten Luftführungsschemata haben den Vorteil, daß der Frischluftfluß durch die Kühl- und Konditioniereinheit 2, die dem Trockner nachgeordnet ist und in sein Gehäuse 9 integriert ist, zu einer weiteren Nachverdunstung innerhalb der Kühl- und Konditioniereinheit 2 beiträgt, unabhängig davon, ob der Prozeßluftstrom 18 diese Kühl- und Konditioniereinheit 2 in einem oberen Abschnitt oder in einem unteren Abschnitt durchläuft.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Trockner
1.1
erste Sektion
1.2
zweite Sektion
1.3
dritte Sektion
2
Kühl- und Konditioniereinheit
3
Brenner
4
Gaszufuhr
5
Heißgasaustritt
6
Abgasleitung
7
Rohr
8
Wärmetauscher
9
Gehäuse
10
Trocknereinlaß
11
Trocknerauslaß
12
Bahnlaufebene
13
Bahnlaufrichtung
14
obere Düsenreihe
14.1
oberer Düsenabschnitt
14.2
oberer Düsenabschnitt
14.3
oberer Düsenabschnitt
15
untere Düsenreihe
15.1
unterer Düsenreihenabschnitt
15.2
unterer Düsenreihenabschnitt
15.3
unterer Düsenreihenabschnitt
16
obere Gebläse
16.1
oberes erstes Gebläse
16.2
oberes zweites Gebläse
16.3
oberes drittes Gebläse
16.4
oberes Reinigungsluftgebläse
17
untere Gebläse
17.1
unteres erstes Gebläse
17.2
unteres zweites Gebläse
17.3
unteres drittes Gebläse
17.4
unters Reinigungsluftgebläse
18
Frischluft
19
Heißluft
20
Heißluft vom Brenner
20.1
Heißluft mit höherem Temperaturniveau
20.3
Heißluft mit niedrigerem Temperaturniveau
21
Rückführluft
22
Reinigungsluft
23
Antrieb
24
erste Kühlwalze
25
Wiederbefeuchtungseinheit
26
Bahnlaufpfad
27
Kühlwalzen
28
obere Verbindungsröhre
29
untere Verbindungsröhre
30
Trennelement
31
Trennelement
32
Bahneinlaufparameter
33
Bahnauslaufparameter
34
Kühlwalzen

Claims (12)

  1. Trockner (1) für eine Materialbahn, auf deren Oberfläche Farbe aufgetragen ist, mit einem Gehäuse (9), welches in Sektionen (1.1, 1.2, 1.3) unterteilt ist, eine Anzahl Gebläse (16.1, 16.2, 16.3, 16.4, 17.1, 17.2, 17.3, 17.4) aufweist und welches eine Bahnlaufebene (12) enthält, in der die Materialbahn transportiert wird, wobei unmittelbar hinter einer letzten Sektion (1.3) eine Kühl- und Konditioniereinheit (2) angeordnet ist, welche eine oder mehrere Kühlwalzen (27) enthält, über welche die Materialbahn (32) geführt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kühl- und Konditioniereinheit (2) in das Gehäuse (9) integriert ist, in der Weise, dass Frischluft (18) mittels eines der Gebläse (16.1, 16.3, 17.1, 17.3) in das Gehäuse (9) durch die Kühl- und Konditioniereinheit (2) geleitet wird, wobei eine Nachverdunstung von Lösungsmittel innerhalb der Kühl- und Konditioniereinheit (2) gefördert wird.
  2. Trockner nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sektionen des Gehäuses (9) eine Heizsektion (1.1), eine Verdampfungssektion (1.2) sowie eine Kühlsektion (1.3) umfassen, wobei die Kühlund Konditioniereinheit (2) der Kühlsektion (1.3) in Bahnlaufrichtung (13) der Materialbahn nachgeordnet ist.
  3. Trockner nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Frischluft (18) um die Verdampfungssektion (1.2) herum der Heizsektion (1.1) zugeleitet wird.
  4. Trockner nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Frischluft (18) mittels Verbindungsrohren (28, 29) der Heizsektion (1.1) zugeführt wird.
  5. Trockner nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass Heißluft (20.1) eines höheren Temperaturniveaus der Heizsektion (1.1) und/oder Heißluft (20.3) eines niedrigeren Temperaturniveaus der Kühlsektion (1.3) des Trockners (1) zugeführt wird.
  6. Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung innerhalb des Trockners (1) entgegen der Bahnlaufrichtung (13) durch die Sektionen (1.1, 1.2, 1.3) gerichtet ist.
  7. Trockner nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführluft (21) zwischen den Sektionen (1.1, 1.2, 1.3) des Trockners (1) entgegengesetzt zur Bahnlaufrichtung (12) ausgetauscht wird.
  8. Trockner nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rückführluft (21) zwischen den Sektionen (1.1, 1.2, 1.3) in Bahnlaufrichtung (13) ausgetauscht wird.
  9. Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine erste der Kühlwalzen (27), über welche die Materialbahn geführt wird, nahe dem Auslaß des Trockners (1) angeordnet ist.
  10. Trockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlwalzen (27) in ihrem Inneren keine Einsätze zur Umlenkung des durchströmenden Kühlmittels aufweisen.
  11. Verfahren zur Trocknung einer zumindest einseitig bedruckten Materialbahn, mit den Verfahrensschri tten:
    Führen der Bahn entlang einer Bahnlaufebene (12) durch einen Trockner (1) mit einem Gehäuse (9), welches in Sektionen (1.1, 1.2, 1.3) unterteilt ist und eine Anzahl Gebläse (16.1, 16.2, 16.3, 16.4, 17.1, 17.2, 17.3, 17.4) aufweist,
    Führen der Bahn über eine oder mehrere Kühlwalzen (27) einer Kühl- und Konditioniereinheit (2), welche unmittelbar hinter einer letzten Sektion (1.3) angeordnet ist,
    gekennzeichnet durch
    die Verfahrensschritte:
    Vorsehen der Kühl- und Konditioniereinheit (2) als eine in das Gehäuse (9) integrierte Kühl- und Konditioniereinheit (2),
    Ansaugen von Frischluft (18) mittels eines der Gebläse (16.1, 16.3, 17.1, 17.3) durch die Kühl- und-Konditioniereinheit (2) in das Gehäuse (9), wobei eine Nachverdunstung von Lösungsmittel innerhalb der Kühl- und Konditioniereinheit (2) gefördert wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bahneintrittsparameter (32) der Materialbahn, insbesondere die Temperatur und/oder der Feuchtegehalt, am Trocknereingang (10) im wesentlichen mit den Bahnparametern (33) am Trocknerausgang (11) übereinstimmen.
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