EP1258691B1 - Vorrichtung zum Trocknen von Teilchen - Google Patents

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EP1258691B1
EP1258691B1 EP02011052A EP02011052A EP1258691B1 EP 1258691 B1 EP1258691 B1 EP 1258691B1 EP 02011052 A EP02011052 A EP 02011052A EP 02011052 A EP02011052 A EP 02011052A EP 1258691 B1 EP1258691 B1 EP 1258691B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
baffle
flow
sectional area
drier unit
inlet opening
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP02011052A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1258691A1 (de
Inventor
Olof Melander
Holger Zierholz
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Metso Panelboard GmbH
Original Assignee
Metso Panelboard GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Metso Panelboard GmbH filed Critical Metso Panelboard GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP1258691B1 publication Critical patent/EP1258691B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/10—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
    • F26B17/106—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers the drying enclosure, e.g. its axis, being substantially straight and horizontal, e.g. pneumatic drum dryers; the drying enclosure consisting of multiple substantially straight and horizontal stretches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/10—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
    • F26B17/101—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers the drying enclosure having the shape of one or a plurality of shafts or ducts, e.g. with substantially straight and vertical axis
    • F26B17/104—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers the drying enclosure having the shape of one or a plurality of shafts or ducts, e.g. with substantially straight and vertical axis with fixed or moving internal bodies for defining or changing the course of the entrained material

Definitions

  • the present invention relates to a device for drying particular spanartigen and / or fibrous particles, such as wood chips, wood fibers or the like, with a dryer unit having at least one inlet opening through which the particles to be dried of the dryer unit can be fed together with a hot gas stream as a particle stream, and with at least one outlet opening, through which dried particles can be discharged from the dryer unit, wherein a resistance element for increasing the flow resistance for the particle flow is provided in the region of the inlet opening.
  • a device is for example from the DE-B-1 084 648 known.
  • Drying devices of this type are used, for example, to dry the required particles, such as wood shavings or fibers, before the spreading process in the production of chipboard, OSB boards and the like.
  • the drying takes place with the aid of a hot gas stream, which is generated for example in a combustion chamber, and in which the particles to be dried are abandoned.
  • the particles are fed together with the hot gas stream to a dryer unit, for example a rotary dryer drum, and are rearranged in the rotating dryer drum by blades provided inside the drum until, in the desired dry state, they leave the dryer drum via their outlet and are sent for further processing.
  • a resistance element for increasing the flow resistance is provided in the region of the inlet opening, by means of which the velocity of the particles within the dryer unit is reduced.
  • a known as Dreizugkynsetation drying device has for this purpose a feed tube through which the particles are introduced together with the hot gas stream in the dryer unit, wherein the opening through the inlet opening into the dryer unit supply pipe protrudes into a arranged inside the dryer drum, cup-shaped closure element.
  • the inner diameter of the pot-shaped closure element is larger than the outer diameter of the feed tube, so that an annular outlet gap is formed between them.
  • the hot gas stream carrying the particles bounces against the bottom of the closure element after exiting the feed tube, then enters the drying drum via the annular outlet gap after a deflection of 180 ° and, at a reduced speed, again after a 180 ° deflection passed through the dryer drum.
  • this object is achieved in that the resistance element a plurality of air-impermeable baffle sections offset from one another in the flow direction, between each of which passage openings for the particle stream are formed, wherein the baffle sections and the passage openings are distributed over substantially the entire cross-sectional area of the inlet opening to achieve a more uniform reduction of the flow velocity of the particle stream.
  • the drying device according to the invention thus achieves a more uniform velocity profile or flow profile of the hot gas stream carrying the particles within the dryer unit. Since, in contrast to the known Dreizugkynsetationen the hot gas flow does not undergo multiple deflections by 180 °, occur virtually no turbulence, which could reduce the efficiency of the device.
  • the sizes of the through holes formed between the baffles can be made large enough to prevent clogging of these through holes, while at the same time, however, a sufficient deceleration of the velocity of the hot gas stream is achieved ,
  • a baffle with existing through holes are used, so there is a problem with small through holes that they clog relatively quickly, while larger through-holes would again pass the hot gas flow substantially unhindered, so that the desired speed reduction is not achieved.
  • the cascade-shaped displacement of the baffle sections according to the invention in the direction of flow relative to one another achieves an optimum balance between sufficient speed reduction and secure passage for the particles.
  • the distribution of the baffle sections and passage openings substantially over the entire cross-sectional area of the inlet opening ensures that the hot gas stream entering the dryer unit is uniformly decelerated with the particles guided therein over the entire extent of the inlet opening and neither slipstream areas nor speed peaks occur.
  • the baffle sections and the passage openings are arranged distributed substantially over the entire cross-sectional area of the dryer unit. This is particularly important if the inlet opening has a much smaller cross-section than the dryer unit. By means of this embodiment, it is achieved that even in such a case, the particle flow over the entire cross-sectional area of the dryer unit is reduced uniformly in its speed.
  • the impact portions and the passage openings are advantageously distributed substantially uniformly and / or symmetrically over the cross-sectional area of the inlet openings and / or the dryer unit.
  • the baffle sections are substantially concentric, in particular flat baffle rings formed, in particular, have different diameters.
  • the passage openings are preferably formed as substantially concentric annular openings, which also have different diameters.
  • dryer units which are designed as dryer drums with a circular cross-section, a particularly uniform velocity profile of the particle flow is achieved by the use of impact rings with annular openings formed therebetween.
  • corresponding polygonal configurations for example 8-, 16- or polygonal configurations.
  • baffle sections located towards the outside of the dryer unit are arranged offset in the direction of the downstream baffle sections downstream of the baffle.
  • the impact portions thereby form against the flow direction a more or less pronounced convex, for example, a conical or pyramidal shape, through which the probability of the formation of turbulence is further reduced.
  • the cross-sectional area of the dryer unit furthest inside baffle section over its entire surface in particular formed as a circular baffle plate, which is advantageously arranged concentrically to the baffle rings. In this way it is prevented that the inner region of the particle stream can freely penetrate into the dryer unit at full speed.
  • the mutually offset baffle sections engage behind at least partially in the direction of flow. This can be done, for example, that at least for a part of the baffle rings, the inner radius of a baffle ring is smaller than the outer radius of each next smaller baffle ring.
  • Fig. 1 shows the longitudinal section through a drying drum 1, which has a circular cross section and is rotatable about its longitudinal axis 2.
  • the drying drum 1 has an inlet opening 3 to which a feed pipe 4 is connected, and an outlet opening 19, for discharging the dried particles.
  • a particle stream 22 consisting of a hot gas stream 21 and particles 22 to be dried, which is shown schematically by arrows 5, is fed to the drying drum 1.
  • the open end of the feed tube 4 opens into a pot-shaped closure element 6, which engages over the open end of the feed tube 4 and forms a resistance element 20 for the particle flow 5.
  • An annular opening 7 is thereby formed between the inner wall of the closure element 6 and the outer wall of the feed tube 4, through which the particle flow 5 exiting from the end of the feed tube 4 enters the dryer drum 1 by deflecting 180 ° twice according to arrows 8.
  • the velocity of the particle stream 5 is to be reduced so that the residence time of the particles in the drying drum 1 is increased and the efficiency of the dryer unit is improved.
  • the drying device according to the invention shown in Fig. 2 differs from the drying apparatus of FIG. 1 only by the formation of the resistance element 20. Accordingly, elements shown in Fig. 1 in Fig. 2 are provided with the same reference numerals as in Fig. 1.
  • the resistance element 20 is formed in FIG. 2 by a multiplicity of impact rings 12, which are offset in the flow direction and have different diameters (see also FIGS. 3 and 3) 4).
  • located in the flow direction of the baffle rings 12 have a larger diameter than the impact direction against the baffle 12, so that the resistance element 20 formed by the baffle rings 12 has a substantially conical shape whose tip against the flow direction of the inlet opening 3 in the dryer drum 1 inflowing particle flow 5 is directed.
  • the resistance element is arranged rotated by 180 °, so that its tip points in the flow direction.
  • the peak of the flow resistance is formed by a circular baffle plate 13, which can be seen more clearly in Fig. 4.
  • the baffle rings 12 are arranged spaced apart in the flow direction, so that between each adjacent baffle rings 12 annular through holes 14 are formed.
  • the extending in the flow direction width of the through holes 14 is chosen so large that a clogging of these through holes 14 is excluded by the entrained with the particle 5 particles 22.
  • the particle flow 5 is sufficiently slowed down by the resistance element 20 according to the invention, since the particle stream 5 can not directly penetrate the resistance element 20 formed by the baffle rings 12 in the direction of flow, but strikes the surfaces of the baffle rings 12 and through the passage openings 14 is deflected radially inwardly or outwardly, as shown by arrows 15.
  • each downstream baffle ring 12 is shown in FIG. 2 each greater than the inner radius of the adjacent upstream baffle ring 12.
  • the baffles 12 thus engage behind in the flow direction of the particle stream 5, so that it is ensured that the particle stream 5 at any point the Resistance element 20 can penetrate without distraction.
  • baffle rings 12 engage behind each other, as shown by way of example in Fig. 3.
  • the outer radii of upstream impact rings 12 are substantially the same size as the respective inner radii of the adjacent downstream impact rings 12, as illustrated in Fig. 3 by the dashed lines 16.
  • the inner radii of the downstream baffle rings 12 are larger than the respective outer radius of the upstream, adjacent baffle ring 12, so that a radial distance 17 between these baffle rings 12 is formed.
  • the distance 17 must be chosen so small that despite this distance sufficient speed reduction of the particle stream 5 is achieved.
  • slipstream areas 18 are formed in the flow direction behind the baffle rings 12 respectively. Due to the large number of collars 12 and the through holes 14 formed between them, these slipstream areas 18 are kept very small, so that over the entire cross section of the dryer drum 1 a very uniform velocity distribution of Particle stream 5 is present in the flow direction after the resistance element 20, as indicated by arrows 25. Due to the uniform and relatively strong reduction in the speed of the particle stream 5 ensures that all particles to be dried 22 are guided at relatively low speed through the dryer drum 1, so that the efficiency of a drying device according to the invention over known drying devices is increased.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von insbesondere spanartigen und/oder faserigen Teilchen, wie Holzspänen, Holzfasern oder dergleichen, mit einer Trocknereinheit mit zumindest einer Einlaßöffnung, durch die die zu trocknenden Teilchen der Trocknereinheit zusammen mit einem Heißgasstrom als Partikelstrom zuführbar sind, und mit zumindest einer Auslaßöffnung, durch die getrockneten Teilchen aus der Trocknereinheit abführbar sind, wobei im Bereich der Einlaßöffnung ein Widerstandselement zur Erhöhung des Strömungswiderstands für den Partikelstrom vorgesehen ist. Eine solche Vorrichtung ist z.B. aus der DE-B-1 084 648 bekannt.
  • Trocknungsvorrichtungen dieser Art werden beispielsweise verwendet, um bei der Herstellung von Spanplatten, OSB-Platten und dergleichen die erforderlichen Teilchen, wie z.B. Holzspäne oder -fasern, vor dem Streuvorgang zu trocknen. Die Trocknung erfolgt dabei mit Hilfe eines Heißgasstromes, der beispielsweise in einer Brennkammer erzeugt wird, und in den die zu trocknenden Teilchen aufgegeben werden. Die Teilchen werden zusammen mit dem Heißgasstrom einer Trocknereinheit, beispielsweise einer rotierenden Trocknertrommel zugeführt und in der rotierenden Trocknertrommel durch im Inneren der Trommel vorgesehene Schaufeln umgeschichtet, bis sie in dem gewünschten trockenen Zustand die Trocknertrommel über deren Auslaßöffnung verlassen und der weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
  • Ist ein höherer Trocknungsgrad erforderlich, so muß entweder die Trocknertrommel verlängert oder das Heißgas auf eine höhere Temperatur gebracht werden.
  • Um die Verweildauer der zu trocknenden Teilchen in der Trocknereinheit zu verlängern, ist im Bereich der Einlaßöffnung ein Widerstandselement zur Erhöhung des Strömungswiderstands vorgesehen, durch den die Geschwindigkeit der Teilchen innerhalb der Trocknereinheit verringert wird. Eine als Dreizugstufensektion bekannte Trocknungsvorrichtung besitzt dazu ein Zuführungsrohr, durch das die Teilchen zusammen mit den Heißgasstrom in die Trocknereinheit eingeleitet werden, wobei das durch die Einlaßöffnung in die Trocknereinheit mündende Zuführungsrohr in ein im Inneren der Trocknertrommel angeordnetes, topfförmiges Abschlußelement hineinragt. Der Innendurchmesser des topfförmigen Abschlußelements ist dabei größer als der Außendurchmesser des Zuführungsrohres, so daß zwischen diesen ein ringförmiger Austrittsspalt gebildet wird. Der die Teilchen mit sich führende Heißgasstrom prallt nach Austreten aus dem Zuführungsrohr gegen den Boden des Abschlußelements, tritt anschließend, nach einer Umlenkung um 180°, über den ringförmigen Austrittsspalt in die Trocknertrommel ein und wird, wiederum nach einer 180° Umlenkung, mit verringerter Geschwindigkeit durch die Trocknertrommel hindurchgeleitet.
  • Problematisch an dieser Vorrichtung ist, daß keine ausreichende Geschwindigkeitsverringerung des Heißgasstromes erfolgt und gleichzeitig durch die Dreifachumlenkung eine starke Verwirbelung des Partikelstromes auftritt. Diese Verwirbelungen führen zu einer ungleichmäßigen Trocknung der Teilchen. Außerdem ist die Geschwindigkeitsverteilung des Partikelstroms innerhalb der Trocknertrommel ungleichmäßig, was ebenfalls zu einer ungleichmäßigen Trocknung der Teilchen führt.
  • Weiterhin wurde versucht, im Bereich der Einlaßöffnung innerhalb der Trocknertrommel Prallbleche anzuordnen, gegen die der Heißgasstrom mit den Teilchen geführt wird, so daß ein Abbremsen und Ablenken des Heißgasstromes über die Außenkanten des Prallbleches erfolgt. Problematisch an dieser Lösung ist jedoch, daß der Teilchenstrom innerhalb der Trocknertrommel sehr unterschiedliche Geschwindigkeiten besitzt. So ist die Geschwindigkeit des Teilchenstroms im Bereich hinter dem Prallblech fast Null, während die Geschwindigkeit an den Außenseiten des Prallbleches und damit entlang der Außenseite der Trocknertrommel sehr hoch ist. Durch diese ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung innerhalb der Trocknertrommel ist die Gleichmäßigkeit der Trocknung nicht zufriedenstellend. Aufgrund der im Randbereich hohen Partikelgeschwindigkeiten ist weiterhin eine große Länge der Trocknertrommel erforderlich, um eine ausreichende Trocknung der Teilchen zu erreichen.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung eine Trocknungsvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der zum einen eine gleichmäßigere Trocknung der Teilchen erreicht wird und zum anderen der Wirkungsgrad der Trocknung erhöht wird. Durch den erhöhten Wirkungsgrad soll bei gleichen Heißgastemperaturen die Länge der Trocknertrommel verkürzt werden beziehungsweise bei gleicher Länge die Temperatur des zu verwendenden Heißgases verringert werden können.
  • Ausgehend von einer Trocknungsvorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Widerstandselement eine Vielzahl von in Strömungsrichtung versetzt zueinander angeordneten, luftundurchlässigen Prallabschnitten umfaßt, zwischen denen jeweils Durchgangsöffnungen für den Partikelstrom ausgebildet sind, wobei die Prallabschnitte und die Durchgangsöffnungen zur Erzielung einer gleichmäßigeren Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Partikelstroms im wesentlichen über die gesamte Querschnittsfläche der Einlaßöffnung verteilt angeordnet sind.
  • Mit der erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung wird somit ein gleichmäßigeres Geschwindigkeitsprofil bzw. Strömungsprofil des die Teilchen mit sich führenden Heißgasstromes innerhalb der Trocknereinheit erreicht. Da im Gegensatz zu den bekannten Dreizugstufensektionen der Heißgasstrom nicht mehrmals Umlenkungen um 180° erfährt, treten praktisch keine Turbulenzen auf, die den Wirkungsgrad der Vorrichtung verringern könnten. Durch das gegeneinander Versetzen der Prallabschnitte in Strömungsrichtung wird erreicht, daß die Größen der Durchgangsöffnungen, die zwischen den Prallabschnitten gebildet sind, groß genug gewählt werden können, um ein Verstopfen dieser Durchgangsöffnungen zu verhindern, wobei gleichzeitig jedoch ein ausreichendes Abbremsen der Geschwindigkeit des Heißgasstromes erzielt wird. Würde beispielsweise lediglich ein Prallblech mit darin vorhandenen Durchgangsöffnungen verwendet werden, so besteht bei zu klein gewählten Durchgangsöffnungen das Problem, daß diese relativ schnell verstopfen, während größere Durchgangsöffnungen den Heißgasstrom wiederum im wesentlichen ungehindert passieren lassen würden, so daß die gewünschte Geschwindigkeitsverringerung nicht erzielt wird.
  • Durch die erfindungsgemäße kaskadenförmige Versetzung der Prallabschnitte in Strömungsrichtung gegeneinander wird ein optimales Gleichgewicht zwischen ausreichender Geschwindigkeitsreduzierung und sicherer Durchgängigkeit für die Teilchen erzielt. Durch die Verteilung der Prallabschnitte und Durchgangsöffnungen im wesentlichen über die gesamte Querschnittsfläche der Einlaßöffnung wird erreicht, daß der in die Trocknereinheit eintretende Heißgasstrom mit den darin geführten Teilchen über die gesamte Ausdehnung der Einlaßöffnung gleichmäßig abgebremst wird und weder Windschattenbereiche noch Geschwindigkeitsspitzen auftreten.
  • Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Prallabschnitte und die Durchgangsöffnungen im wesentlichen über die gesamte Querschnittsfläche der Trocknereinheit verteilt angeordnet. Dies ist insbesondere dann wesentlich, wenn die Einlaßöffnung einen wesentlich geringeren Querschnitt als die Trocknereinheit besitzt. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß auch in einem solchen Fall der Partikelstrom über die gesamte Querschnittsfläche der Trocknereinheit gleichmäßig in seiner Geschwindigkeit verringert wird.
  • Um ein besonders gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil des Partikelstromes zu erreichen, sind vorteilhaft die Prallabschnitte und die Durchgangsöffnungen im wesentlichen gleichmäßig und/oder symmetrisch über die Querschnittsfläche der Einlaßöffnungen und/oder der Trocknereinheit verteilt angeordnet.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Prallabschnitte als im wesentlichen konzentrische, insbesondere flache Prallringe ausgebildet, die insbesondere unterschiedliche Durchmesser besitzen. Die Durchgangsöffnungen sind bevorzugt als im wesentlichen konzentrische Ringöffnungen ausgebildet, die ebenfalls unterschiedliche Durchmesser besitzen. Insbesondere bei Trocknereinheiten, die als Trocknertrommeln mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sind, wird durch die Verwendung von Prallringen mit dazwischen ausgebildeten Ringöffnungen ein besonders gleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil des Partikelstroms erzielt. Als Prallringe und Ringöffnungen gemäß der vorliegenden Anmeldung sind dabei nicht nur mathematisch exakte kreisförmige Prallabschnitte und Öffnungen zu verstehen, sondern beispielsweise auch entsprechende vieleckige Ausgestaltungen, beispielsweise 8-, 16-oder mehreckige Ausgestaltungen.
  • Vorteilhaft sind zur Außenseite der Trocknereinheit hin gelegene Prallabschnitte gegenüber innenliegenden Prallabschnitten flußabwärts versetzt angeordnet. Die Prallabschnitte bilden dadurch gegen die Strömungsrichtung eine mehr oder weniger stark ausgeprägte konvexe, beispielsweise eine kegel- oder pyramidenförmige Form, durch die die Wahrscheinlichkeit für die Bildung von Turbulenzen weiter verringert wird. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der bezüglich der Querschnittsfläche der Trocknereinheit am weitesten innenliegende Prallabschnitt vollflächig, insbesondere als kreisförmige Prallscheibe ausgebildet, die vorteilhaft konzentrisch zu den Prallringen angeordnet ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß der innenliegende Bereich des Partikelstroms ungehindert mit voller Geschwindigkeit in die Trocknereinheit eindringen kann.
  • Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung hintergreifen sich die gegeneinander versetzt angeordneten Prallabschnitte in Flußrichtung zumindest teilweise. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß zumindest für einen Teil der Prallringe der Innenradius eines Prallrings kleiner ist als der Außenradius des jeweils nächst kleineren Prallrings. Durch das Hintergreifen der einzelnen Prallabschnitte ist gewährleistet, daß der Partikelstrom nicht direkt in Flußrichtung ohne Geschwindigkeitsverringerung in die Trocknereinheit eindringen kann. Durch das Hintergreifen wird erreicht, daß die mit dem Heißgasstrom mitgeführten Partikel, die an einem flußaufwärts gelegenen Prallabschnitt vorbeigeführt wurden gegen einen weiter flußabwärts gelegenen Prallabschnitt treffen und dadurch deren Geschwindigkeit verringert wird.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben; in diesen zeigen:
    • Fig. 1
    einen stark schematisierten Längsschnitt durch eine Trocknungsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
    Fig. 2
    einen stark schematisierten Längsschnitt durch eine Trocknungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
    Fig. 3
    eine Detailansicht nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und
    Fig. 4
    eine perspektivische Detailansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 2.
  • Fig. 1 zeigt den Längsschnitt durch eine Trocknertrommel 1, die einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und um ihre Längsachse 2 rotierbar ist.
  • Die Trocknertrommel 1 besitzt eine Einlaßöffnung 3 an die ein Zuführrohr 4 angeschlossen ist, sowie eine Auslaßöffnung 19, zum Abführen der getrockneten Teilchen. Durch das Zuführrohr 4 wird ein aus einem Heißgasstrom 21 und zu trocknenden Teilchen 22 bestehender, durch Pfeile 5 schematisch dargestellter Partikelstrom der Trocknertrommel 1 zugeführt.
  • Das offene Ende des Zuführrohrs 4 mündet in ein topfförmiges Abschlußelement 6, das das offene Ende des Zuführrohrs 4 übergreift und ein Widerstandselement 20 für den Partikelstrom 5 bildet. Zwischen der Innenwand des Abschlußelements 6 und der Außenwand des Zuführrohrs 4 wird dadurch eine Ringöffnung 7 gebildet, durch die der aus dem Ende des Zuführrohrs 4 austretende Partikelstrom 5 durch zweimaliges Umlenken um 180° gemäß Pfeilen 8 in das Innere der Trocknertrommel 1 eintritt.
  • Durch das Umlenken des Partikelstroms 5 soll die Geschwindigkeit des Partikelstroms 5 verringert werden, damit die Verweilzeit der Partikel in der Trocknertrommel 1 erhöht und der Wirkungsgrad der Trocknereinheit verbessert wird.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß zum einen durch die einzige schmale Ringöffnung 7 die Geschwindigkeit des Partikelstroms 5 nicht wesentlich reduziert wird und zum anderen innerhalb der Trocknertrommel 1 ein relativ ungleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil des Partikelstroms 5 entsteht, was zu einer ungleichen Trocknung der Teilchen 22 führt.
  • Während sich nämlich der Partikelstrom 5 entlang der Außenwand 9 der Trocknertrommel 1 in einem gestrichelt gekennzeichneten Bereich 23 mit relativ hoher Geschwindigkeit bewegt, entsteht unmittelbar hinter dem Abschlußelement 6 ein gestrichelt umrandeter Windschattenbereich 10, in dem die Partikelgeschwindigkeit sehr gering bis teilweise gleich Null ist. Im restlichen Bereich 11 der Trocknertrommel 1 liegt die Geschwindigkeit des Partikelstroms 5 zwischen diesen beiden Extremen, so daß im gesamten Innenraum der Trocknertrommel 1 ein sehr ungleichmäßiges Geschwindigkeitsprofil besteht.
  • Durch diese ungleichmäßigen Partikelgeschwindigkeiten innerhalb der Trocknertrommel 1 sowie durch die starke Umlenkung der Partikelstroms 5 am Austrittsende des Zuführrohrs 4 entstehen darüber hinaus relativ starke Turbulenzen, die durch Pfeile 24 angedeutet sind.
  • Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Trocknungsvorrichtung unterscheidet sich von der Trocknungsvorrichtung gemäß Fig. 1 lediglich durch die Ausbildung des Widerstandelements 20. Demzufolge sind bereits in Fig. 1 dargestellte Elemente in Fig. 2 mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.
  • Das Widerstandselement 20 ist in Fig. 2 durch eine Vielzahl von in Strömungsrichtung versetzt zueinander angeordneten, unterschiedliche Durchmesser besitzenden Prallringen 12 gebildet (siehe auch Fig. 3 und 4). Dabei besitzen die in Strömungsrichtung gelegenen Prallringe 12 einen größeren Durchmesser als die gegen die Strömungsrichtung gelegenen Prallringe 12, so daß das durch die Prallringe 12 gebildete Widerstandselement 20 eine im wesentlichen kegelförmige Form besitzt, deren Spitze gegen die Strömungsrichtung des durch die Einlaßöffnung 3 in die Trocknertrommel 1 einströmenden Partikelstroms 5 gerichtet ist. Grundsätzlich ist es auch möglich, daß das Widerstandselement um 180° gedreht angeordnet ist, so daß seine Spitze in Strömungsrichtung zeigt.
  • Die Spitze des Strömungwiderstands wird durch eine kreisförmige Prallscheibe 13 gebildet, die deutlicher in Fig. 4 zu erkennen ist.
  • Die Prallringe 12 sind in Strömungsrichtung beabstandet angeordnet, so daß zwischen jeweils benachbarten Prallringen 12 ringförmige Durchgangsöffnungen 14 gebildet sind. Die sich in Strömungsrichtung erstreckende Breite der Durchgangsöffnungen 14 ist dabei so groß gewählt, daß ein Verstopfen dieser Durchgangsöffnungen 14 durch die mit dem Partikelstrom 5 mitgeführten Partikel 22 ausgeschlossen ist.
  • Trotz dieser relativ weiten Durchgangsöffnungen 14 wird der Partikelstrom 5 durch das erfindungsgemäße Widerstandselement 20 ausreichend abgebremst, da der Partikelstrom 5 das durch die Prallringe 12 gebildete Widerstandselement 20 in Flußrichtung nicht direkt durchsetzen kann, sondern auf die Flächen der Prallringe 12 auftrifft und durch die Durchgangsöffnungen 14 hindurch radial nach innen oder außen abgelenkt wird, wie es durch Pfeile 15 dargestellt ist.
  • Der Außenradius eines jeweils stromabwärts gelegenen Prallringes 12 ist gemäß Fig. 2 jeweils größer als der Innenradius des benachbarten stromaufwärts gelegenen Prallrings 12. Die Prallringe 12 hintergreifen sich somit in Strömungsrichtung des Partikelstroms 5, so daß gewährleistet ist, daß der Partikelstrom 5 an keiner Stelle das Widerstandselement 20 ohne Ablenkung durchdringen kann.
  • Grundsätzlich ist es auch möglich, daß nur ein Teil oder keine der Prallringe 12 sich gegenseitig hintergreifen, wie es beispielhaft in Fig. 3 dargestellt ist. So ist es beispielsweise möglich, daß die Außenradien von stromaufwärts gelegenen Prallringen 12 im wesentlichen gleich groß sind wie die jeweiligen Innenradien der benachbarten stromabwärts gelegenen Prallringe 12, wie es in Fig. 3 durch die gestrichelten Linien 16 verdeutlicht ist.
  • Es ist sogar möglich, daß die Innenradien der stromabwärts gelegenen Prallringe 12 größer sind als der jeweilige Außenradius des stromaufwärts gelegenen, benachbarten Prallringes 12, so daß ein radialer Abstand 17 zwischen diesen Prallringen 12 entsteht. Der Abstand 17 muß dabei jedoch so klein gewählt sein, daß trotz dieses Abstandes eine ausreichende Geschwindigkeitsverringerung des Partikelstroms 5 erreicht wird.
  • Wie in Fig. 2 angedeutet ist, sind in Flußrichtung hinter den Prallringen 12 jeweils nur sehr kleine, gestrichelt dargestellte Windschattenbereiche 18 ausgebildet. Durch die Vielzahl der Prallringe 12 und der zwischen diesen gebildeten Durchgangsöffnungen 14 werden diese Windschattenbereiche 18 sehr klein gehalten, so daß über den gesamten Querschnitt der Trocknertrommel 1 eine sehr gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung des Partikelstroms 5 in Strömungsrichtung nach dem Widerstandselement 20 vorhanden ist, wie es durch Pfeile 25 angedeutet ist. Durch die gleichmäßige und relativ starke Verringerung der Geschwindigkeit des Partikelstroms 5 ist gewährleistet, daß alle zu trocknenden Teilchen 22 mit relativ geringer Geschwindigkeit durch die Trocknertrommel 1 geführt werden, so daß der Wirkungsgrad einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung gegenüber bekannten Trocknungsvorrichtungen erhöht ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Trocknertrommel
    2
    Längsachse
    3
    Einlaßöffnung
    4
    Zuführrohr
    5
    Partikelstrom
    6
    Abschlußelement
    7
    Ringöffnung
    8
    Pfeile
    9
    Außenwand
    10
    Windschatten
    11
    Innenbereich
    12
    Prallringe
    13
    Prallscheibe
    14
    Durchgangsöffnungen
    15
    Pfeile
    16
    gestrichelte Linie
    17
    Abstand
    18
    Windschattenbereich
    19
    Auslaßöffnung
    20
    Widerstandselement
    21
    Heißgasstrom
    22
    Teilchen
    23
    Außenbereich
    24
    Pfeile

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Trocknen von insbesondere spanartigen und/oder faserigen Teilchen (22), wie Holzspänen, Holzfasern oder dergleichen, mit einer Trocknereinheit (1) mit zumindest einer Einlaßöffnung (3), durch die die zu trocknenden Teilchen (22) der Trocknereinheit (1) zusammen mit einem Heißgasstrom (21) als Partikelstrom (5) zuführbar sind, und mit zumindest einer Auslaßöffnung (19), durch die die getrockneten Teilchen aus der Trocknereinheit (1) abführbar sind, wobei im Bereich der Einlaßöffnung (3) ein Widerstandselement (20) zur Erhöhung des Strömungswiderstands für den Partikelstrom (5) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Widerstandselement (20) eine Vielzahl von in Strömungsrichtung versetzt zueinander angeordneten, luftundurchlässigen Prallabschnitten (12, 13) umfaßt, zwischen denen jeweils Durchgangsöffnungen (14) für den Partikelstrom (5) ausgebildet sind, wobei die Prallabschnitte (12, 13) und die Durchgangsöffnungen (14) zur Erzielung einer gleichmäßigen Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Partikelstroms (5) im wesentlichen über die gesamte Querschnittsfläche der Einlaßöffnung (3) verteilt angeordnet sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Prallabschnitte (12, 13) und die Durchgangsöffnungen (14) im wesentlichen über die gesamte Querschnittsfläche der Trocknereinheit (1) verteilt angeordnet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Prallabschnitte (12, 13) und die Durchgangsöffnungen (14) im wesentlichen gleichmäßig über die Querschnittsfläche der Einlaßöffnung (3) und/ oder der Trocknereinheit (1) verteilt angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Prallabschnitte (12, 13) und/oder die Durchgangsöffnungen (14) im wesentlichen symmetrisch über die Querschnittsfläche der Einlaßöffnung (3) und/oder der Trocknereinheit (1) verteilt angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Prallabschnitte als im wesentlichen konzentrische, insbesondere flache Prallringe (12) ausgebildet sind, die insbesondere unterschiedliche Durchmesser besitzen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zumindest für einen Teil der Prallringe (12) der Innenradius eines Prallrings (12) kleiner ist als der Außenradius (13) des jeweils nächstkleineren Prallrings.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Durchgangsöffnungen (14) als im wesentlichen konzentrische Ringöffnungen ausgebildet sind, die insbesondere unterschiedliche Durchmesser besitzen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zur Außenseite (9) der Trocknereinheit (1) hin gelegene Prallabschnitte (12) gegenüber innenliegenden Prallabschnitten (12, 13) flußabwärts versetzt angeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der bezüglich der Querschnittsfläche der Trocknereinheit (1) am weitesten innenliegende Prallabschnitt vollflächig, insbesondere als kreisförmige Prallscheibe (13) ausgebildet ist, die vorteilhaft konzentrisch zu den Prallringen (12) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich die gegeneinander versetzt angeordneten Prallabschnitte (12, 13) in Flußrichtung zumindest teilweise hintergreifen.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Querschnittsfläche der Einlaßöffnung (3) kleiner ist als die Querschnittsfläche der Trocknereinheit (1).
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Trocknereinheit als insbesondere rotierende Trocknertrommel (1) ausgebildet ist.
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