EP1722032B1

EP1722032B1 - Method and apparatus for humidifying a web material

Info

Publication number: EP1722032B1
Application number: EP06111312A
Authority: EP
Inventors: Fabian Döling
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2005-05-14
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: ATE431873T1; DE102005022466A1; EP1722032A1; DE502006003759D1

Abstract

Moistening a web of material by heating a moistening medium and ejecting it through a nozzle in the direction of the web comprises keeping the medium in liquid form under pressure until it is ejected. An independent claim is also included for apparatus for moistening a web of material, comprising a device for supplying a moistening medium, a heater, a nozzle system through which the heated medium is ejected onto the web, and a pressure-increasing device between the supply device and the nozzle system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuchten einer Materialbahn, bei dem man ein Befeuchtungsmedium erhitzt und durch mindestens eine Düse in Richtung auf die Materialbahn ausstößt. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Befeuchten einer Materialbahn mit einer Zufuhreinrichtung für ein Befeuchtungsmedium, einer Heizeinrichtung und einer Düsenanordnung, durch die erhitztes Befeuchtungsmedium auf die Materialbahn ausstoßbar ist.The invention relates to a method for moistening a material web, in which a moistening medium is heated and ejected through at least one nozzle in the direction of the material web. Furthermore, the invention relates to a device for moistening a material web with a feed device for a moistening medium, a heating device and a nozzle arrangement, through which heated moistening medium can be ejected onto the material web.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise aus DE-A-4233992 bekannt.Such a method and such a device are for example out DE-A-4233992 known.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Papierbahn beschrieben, die befeuchtet wird. Sie ist aber auch bei anderen Materialbahnen anwendbar, bei denen im Laufe der Herstellung oder der Behandlung eine Befeuchtung notwendig ist.The invention will be described below with reference to a paper web which is moistened. But it is also applicable to other webs, in which a humidification is necessary in the course of manufacture or treatment.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind beispielweise aus DE-A-423 3 992 bekannt.Such a method and such a device are for example out DE-A-423 3 992 known.

Eine Papierbahn wird im Laufe ihrer Herstellung in der Regel satiniert, d.h. durch mindestens einen Nip geleitet, der zwischen zwei Walzen ausgebildet ist. In diesem Nip wird die Papierbahn mit erhöhtem Druck und auch mit erhöhter Temperatur beaufschlagt. Ziel dieses auch als "Satinage" bezeichneten Verfahrensschrittes ist es, die Papierbahn etwas zu verdichten, vor allem aber die Oberflächeneigenschaften der Papierbahn auf gewünschte Werte einzustellen. Dies gilt insbesondere für die Glätte und den Glanz der Papierbahn.A paper web is usually satin in the course of its manufacture, that is, passed through at least one nip, which is formed between two rollers. In this nip, the paper web is subjected to increased pressure and also to elevated temperature. The aim of this process step, also referred to as "calendering", is to slightly compress the paper web, but above all the surface properties of the paper web to desired To set values. This is especially true for the smoothness and gloss of the paper web.

Um die Glätte zu verbessern, ist es bekannt, die Papierbahn vor dem Einlauf in den Nip zu befeuchten. Ein Feuchteauftrag erleichtert es, die an einer glatten und harten Walze anliegende Seite der Papierbahn zu glätten. Ein Feuchteauftrag trägt auch der Tatsache Rechnung, daß aufgrund der erhöhten Temperatur im Nip ein Teil der Feuchtigkeit wieder verlorengeht und die Papierbahn im Endstadium einen gewissen Feuchtegehalt haben sollte.To improve the smoothness, it is known to wet the paper web before entering the nip. Moisture application makes it easier to smooth the side of the paper web resting against a smooth and hard roller. A wet application also takes into account the fact that due to the increased temperature in the nip part of the moisture is lost again and the paper web in the final stage should have a certain moisture content.

Für den Auftrag der Feuchtigkeit sind im Grunde zwei Verfahren bekannt: Man kann die Flüssigkeit, in der Regel Wasser, die aufgetragen werden soll, in einen dampfförmigen Zustand erhitzen und den Dampf dann in Richtung auf die Papierbahn ausstoßen. Der Dampf kondensiert dann an der kälteren Papierbahn. Dadurch wird einerseits Feuchtigkeit auf die Papierbahn übertragen, andererseits wird die Papierbahn auch aufgeheizt. Ein derartiges Befeuchten empfiehlt sich immer dann, wenn man mit einem "moisture-gradient"-Verfahren satinieren möchte, bei dem beim Durchlaufen des Nips die Feuchtigkeit nur in den äußeren Bereichen der Papierbahn zu finden ist. Allerdings hat der Dampfauftrag den Nachteil, daß die übertragbare Feuchtigkeitsmenge vergleichsweise gering ist.For the application of moisture, basically two methods are known: one can heat the liquid, usually water, which is to be applied in a vaporous state and then eject the steam in the direction of the paper web. The steam then condenses on the colder paper web. As a result, on the one hand moisture is transferred to the paper web, on the other hand, the paper web is also heated. Such moistening is always recommended when you want to satin with a "moisture-gradient" method in which the moisture is only found in the outer areas of the paper web when passing through the nip. However, the vapor deposition has the disadvantage that the transmittable amount of moisture is relatively low.

Eine andere Vorgehensweise verwendet sogenannte Düsenfeuchter. Hier wird Flüssigkeit, in der Regel ebenfalls Wasser, durch Düsen ausgestoßen und dabei zerstäubt. Mit einem Düsenfeuchter lassen sich zwar relativ große Feuchtigkeitsmengen auf die Papierbahn aufbringen. Allerdings ist die Steuerung eines Düsenfeuchters nicht ganz einfach. Wenn die Druckverhältnisse nicht akkurat an die jeweiligen Düsen angepaßt sind, dann ergeben sich zu große oder zu kleine Tröpfchen. Zu große Tröpfchen können zu Wasserflecken auf feinem, gegebenenfalls sogar gestrichenem Papier führen. Wenn die Tröpfchen zu klein sind, dann dringen sie sehr rasch in das Innere der Papierbahn ein, so daß man kein "moisture-gradientcalendering" mehr durchführen kann. Darüber hinaus läßt sich bei einem Düsenfeuchter nur in geringem Maße Wärme mit in die Papierbahn eintragen.Another approach uses so-called nozzle dampers. Here is liquid, usually as well Water, ejected through nozzles and thereby atomized. With a nozzle moistener, relatively large amounts of moisture can be applied to the paper web. However, controlling a jet humidifier is not easy. If the pressure ratios are not accurately matched to the respective nozzles, then too large or too small droplets result. Too large droplets can lead to water marks on fine, possibly even coated paper. If the droplets are too small, then they penetrate very quickly into the interior of the paper web, so that one can no longer carry out moisture-gradientcalendering. In addition, heat can be added to the paper web with a nozzle moistening only to a small extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Befeuchten einer Materialbahn zu verbessern.The invention has for its object to improve the wetting of a web.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1.

Die weitere Erläuterung erfolgt anhand eines Beispiels, bei dem Wasser als Befeuchtungsmedium verwendet wird. Es liegt aber auf der Hand, daß auch andere Befeuchtungsmedien verwendbar sind.Further explanation will be given by way of example using water as the humidifying medium. However, it is obvious that other humidifying media can be used.

Wenn man das Befeuchtungsmedium unter einen erhöhten Druck setzt, dann bleibt es auch bei einer erhöhten Temperatur flüssig. Beispielsweise kann man Wasser in flüssiger Form bei einem Druck von 50 bar auf etwas über 260°C erhitzen, ohne daß es verdampft. Unter diesem hohen Druck und unter dieser hohen Temperatur wird das Befeuchtungsmedium dann ausgestoßen. Dabei entspannt sich die Flüssigkeit und verdampft teilweise. Es entsteht also ein Gemisch aus Dampf und siedender Flüssigkeit in Form von feinsten Tröpfchen. Dieses Gemisch wird auf die Papierbahn aufgebracht, beispielsweise mit Hilfe von Düsen. Hierbei macht man sich eine isenthalpe Zustandsänderung zunutze, d.h. die Enthalpie der Flüssigkeit verändert sich praktisch nicht. Dementsprechend wird nicht nur eine hohe Energiemenge in Form von Wärme in die Papierbahn eingetragen, sondern auch eine ausreichende Flüssigkeitsmenge. Da eine Flüssigkeit gesteuert werden muß, kann man bekannte Flüssigkeitsdosierventile verwenden. Flüssigkeiten lassen sich einfacher dosieren als Dampf oder Gase. Damit ergibt sich eine kostengünstige Vorgehensweise.By placing the humidifying medium under increased pressure, it will remain liquid even at an elevated temperature. For example, you can water in heated liquid form at a pressure of 50 bar to just over 260 ° C without it evaporates. Under this high pressure and temperature, the humidifying medium is then ejected. The liquid relaxes and partially evaporates. So it creates a mixture of steam and boiling liquid in the form of very fine droplets. This mixture is applied to the paper web, for example by means of nozzles. Here, one makes use of an isenthalpe state change, ie the enthalpy of the liquid does not change practically. Accordingly, not only a large amount of energy in the form of heat is introduced into the paper web, but also a sufficient amount of liquid. Since a liquid must be controlled, one can use known Flüssigkeitsdosierventile. Liquids are easier to dose than steam or gases. This results in a cost-effective approach.

Hierbei erhitzt man das Befeuchtungsmedium auf eine Temperatur im Bereich von 120°C bis 300°C. Bei derartigen Temperaturen sind die Drücke noch beherrschbar. Etwa ab 120°C lassen sich die erfindungsgemäßen Vorteile realisieren.Here, the humidifying medium is heated to a temperature in the range of 120 ° C to 300 ° C. At such temperatures, the pressures are still manageable. From about 120 ° C, the advantages of the invention can be realized.

Ferner bringt man das Befeuchtungsmedium auf einen Druck von mindestens 10 bar, insbesondere auf einen Druck im Bereich von 10 bis 100 bar. In jedem Fall wird die Temperatur nur so hoch gewählt, daß die Flüssigkeit noch in flüssiger Form verbleibt. Sie entspannt sich dann erst beim Ausstoßen in Richtung auf die Materialbahn.Furthermore, bringing the moistening medium to a pressure of at least 10 bar, in particular to a pressure in the range of 10 to 100 bar. In any case, the temperature is chosen only so high that the liquid still remains in liquid form. She relaxes then only when ejecting in the direction of the web.

Vorzugsweise bringt man das Befeuchtungsmedium in flüssiger Form auf den erhöhten Druck und erhitzt es dann. Dies ist eine einfache Form der Handhabung. Es ist leichter, eine Flüssigkeit unter Druck in flüssiger Form zu halten als einen Dampf wieder so zu verdichten, daß er flüssig wird.Preferably, the moistening medium is brought to the elevated pressure in liquid form and then heated. This is a simple form of handling. It is easier to hold a liquid under pressure in liquid form than to re-compress a vapor to make it liquid.

Vorzugsweise verwendet man eine Pumpe, um den erhöhten Druck zu erzeugen. Eine Pumpe ist ein ausgereiftes Bauelement, das in vielen Formen zur Verfügung steht. Hohe Drücke lassen sich ohne weiteres erzeugen.Preferably, a pump is used to generate the increased pressure. A pump is a sophisticated component that comes in many forms. High pressures can easily be generated.

Vorzugsweise stellt man ein Verhältnis von flüssiger und gasförmiger Phase des Befeuchtungsmediums durch eine Veränderung des Drucks ein. Bei dem obengenannten Beispiel, bei dem das Wasser unter 50 bar steht, bei dem es eine Verdampfungstemperatur von etwa 263°C hat, entstehen bei der Entspannung auf den Druck der Umgebungsatmosphäre (1 bar) etwa 35 % feinste hochtemperierte Wasserpartikel und 65 % Sattdampf. Die genauen Verhältnisse kann man aus einem t, s-Diagramm des Wassers ablesen.It is preferable to set a ratio of liquid and gaseous phases of the humidifying medium by changing the pressure. In the above example, in which the water is below 50 bar, where it has an evaporation temperature of about 263 ° C, arise during the relaxation to the pressure of the ambient atmosphere (1 bar) about 35% finest high-temperature water particles and 65% saturated steam. The exact conditions can be read off a t, s diagram of the water.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst.The object is achieved by a device having the features of claim 6.

Mit der Druckerhöhungseinrichtung wird die Flüssigkeit, die der Vorrichtung zugeführt worden ist, auf einen erhöhten Druck gebracht. Dies hat den Vorteil, daß die Zufuhr der Flüssigkeit ansonsten unverändert belassen werden kann. Die Druckerhöhung führt dann dazu, daß die Flüssigkeit bis zum Ausstoßen tatsächlich in flüssiger Form ist, auch wenn sie durch die Heizeinrichtung auf eine relativ hohe Temperatur gebracht worden ist.With the pressure increasing device, the liquid that has been supplied to the device, brought to an increased pressure. This has the advantage that the supply of the liquid can otherwise be left unchanged. The pressure increase then causes the liquid to actually be in liquid form until it is ejected, even though it has been heated to a relatively high temperature by the heater.

Vorzugsweise ist die Druckerhöhungseinrichtung als Pumpe ausgebildet. Mit einer Pumpe ist die Druckerhöhung einer Flüssigkeit problemlos durchzuführen.Preferably, the pressure increasing device is designed as a pump. With a pump, the pressure increase of a liquid is easily carried out.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Druckerhöhungseinrichtung zwischen der Zufuhreinrichtung und der Heizeinrichtung angeordnet ist. Man bringt also die Flüssigkeit in flüssiger Form auf den erhöhten Druck, so daß man nur ein relativ kleines Volumen für die Flüssigkeit benötigt.It is preferred that the pressure increasing device is arranged between the supply device and the heating device. So you bring the liquid in liquid form to the increased pressure, so that you only need a relatively small volume for the liquid.

Vorzugsweise ist die Druckerhöhungseinrichtung zumindest im Hinblick auf die Höhe eines Ausgabedrucks steuerbar. Durch die Höhe des Drucks läßt sich das Verhältnis einstellen, das sich beim Ausstoßen der Flüssigkeit zwischen der Dampfphase und der Flüssigkeitsphase, in der die Flüssigkeit in Tröpfchenform vorliegt, einstellt. Je höher der Druck ist, desto mehr Flüssigkeit wird ausgestoßen.Preferably, the pressure increasing device is controllable at least with regard to the height of an output pressure. By the amount of pressure, the ratio can be set, which adjusts to the ejection of the liquid between the vapor phase and the liquid phase in which the liquid is in droplet form. The higher the pressure, the more fluid is expelled.

Vorzugsweise weist die Düsenanordnung mindestens eine Düse auf, der ein Ventil zugeordnet ist. Mit dem Ventil kann die Flüssigkeitsmenge gesteuert werden, die ausgestoßen wird. Da immer noch eine Flüssigkeit gesteuert wird, kann das Ventil als Flüssigkeitsdosierventil ausgebildet sein. Dies erlaubt eine relativ einfache Konstruktion.Preferably, the nozzle arrangement has at least one nozzle, which is associated with a valve. With the valve For example, the amount of liquid that is expelled can be controlled. Since still a liquid is controlled, the valve may be formed as a liquid metering valve. This allows a relatively simple construction.

Vorzugsweise ist der Düse eine Druckminderungsstufe zugeordnet. Man kann also für jede Düse den Druck einstellen, mit dem die Flüssigkeit ansteht. Damit ist es im Grunde für jede Düse möglich, das Verhältnis von Dampf- zu Flüssigkeitsphase einzustellen. Man kann also in weiten Bereichen wählen, ob man mehr Flüssigkeit oder mehr Dampf auf die Materialbahn auftragen möchte.Preferably, the nozzle is associated with a pressure reduction stage. So you can set the pressure for each nozzle, with which the liquid is present. Thus, it is basically possible for each nozzle to adjust the ratio of vapor to liquid phase. So you can choose in a wide range, whether you want to apply more liquid or more steam on the web.

Hierbei ist bevorzugt, daß das Ventil die Druckminderungsstufe aufweist. Dies hält den baulichen Aufwand klein.It is preferred that the valve has the pressure reduction stage. This keeps the construction effort small.

Auch ist von Vorteil, wenn das Ventil als Nadelventil oder Puls-Weiten-moduliertes Einspritzventil ausgebildet ist. In beiden Ausführungsformen läßt sich auf einfache Weise eine relativ genaue Dosierung der Flüssigkeit realisieren.It is also advantageous if the valve is designed as a needle valve or pulse-width-modulated injection valve. In both embodiments, a relatively accurate metering of the liquid can be realized in a simple manner.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Befeuchtungseinrichtung und
Fig. 2: ein Diagramm zur Erläuterung der Erfindung.

The invention will be described below with reference to a preferred embodiment in conjunction with the drawings. Herein show:

Fig. 1: a schematic representation of a humidifying and
Fig. 2: a diagram for explaining the invention.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung 1 zum Befeuchten einer Materialbahn 2, die unter der Vorrichtung hindurchgeführt wird. Fig. 1 schematically shows a device 1 for wetting a material web 2, which is passed under the device.

Die Vorrichtung weist einen Feuchter 3 auf, der im Grunde als herkömmlicher Düsenfeuchter ausgebildet sein kann. Allerdings benötigt er, wie weiter unten erläutert werden wird, eine erhöhte Druckfestigkeit.The device has a moisturizer 3, which may basically be designed as a conventional nozzle moistener. However, as will be explained below, it requires increased pressure resistance.

Der Feuchter 3 weist eine Vielzahl von schematisch dargestellten Düsen 4 auf, die in Richtung auf die Materialbahn 2 gerichtet sind. Jede Düse 4 ist mit einem Ventil 5 verbunden, das über eine nur schematisch dargestellte Steuereinrichtung 6 ansteuerbar ist. Die Steuereinrichtung 6 steuert natürlich alle Ventile an, auch wenn dies aus Gründen der Übersicht so nicht dargestellt ist. Die Materialbahn kann aufgrund der vielen Ventile 5 quer zu ihrer Laufrichtung zonenweise unterschiedlich befeuchtet werden.The moistener 3 has a multiplicity of schematically represented nozzles 4, which are directed in the direction of the material web 2. Each nozzle 4 is connected to a valve 5, which is controllable via a control device 6 shown only schematically. Of course, the control device 6 controls all valves, even if this is not shown for reasons of clarity. Due to the many valves 5, the material web can be moistened differently in zones across its direction of travel.

Eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, wird über eine Zufuhreinrichtung 7 zugeführt. Bei der Zufuhreinrichtung 7 kann es sich im einfachsten Fall um einen Wasseranschluß eines Versorgungsnetzes handeln. In der Regel wird die Zufuhreinrichtung aber noch eine Aufbereitungsstufe enthalten, in der beispielsweise das Wasser entkalkt und/oder auf einen vorbestimmten pH-Wert eingestellt wird.A liquid, for example water, is supplied via a feed device 7. In the simplest case, the supply device 7 may be a water connection of a supply network. In general, however, the supply device will still contain a treatment stage in which, for example, the water is descaled and / or adjusted to a predetermined pH.

Die Zufuhreinrichtung 7 ist mit einer Pumpe 8 verbunden, die die zugeführte Flüssigkeit auf einen erhöhten Druck bringt. Dieser Druck liegt vorzugsweise im Bereich von 10 bis 100 bar. Die Pumpe 8 wirkt also als Druckerhöhungseinrichtung. Sie ist im Hinblick auf ihren abgegebenen Druck durch die Steuereinrichtung 6 steuerbar.The supply device 7 is connected to a pump 8, which brings the supplied liquid to an elevated pressure. This pressure is preferably in the range of 10 to 100 bar. The pump 8 thus acts as a pressure increasing device. It is controllable with regard to its output pressure by the control device 6.

Die auf den erhöhten Druck gebrachte Flüssigkeit wird über eine druckfeste Leitung 9 einer Heizeinrichtung 10 zugeführt. Die Heizeinrichtung kann die unter Druck stehende Flüssigkeit erhitzen, ohne daß sie verdampft. Mit anderen Worten bleibt die Flüssigkeit in flüssiger Form. Die Heizeinrichtung 10 ist hier beispielhaft als Wärmetauscher ausgebildet, dem über eine Zufuhrleitung 11 Thermoöl zugeführt und von dem über eine Abführleitung 12 abgeführt wird. Es ist aber auch möglich, die Heizeinrichtung mit elektrischer Energie oder mit Gas zu beheizen.The brought to the increased pressure liquid is supplied via a pressure-resistant line 9 to a heater 10. The heater can heat the pressurized fluid without it evaporating. In other words, the liquid remains in liquid form. The heater 10 is exemplified here as a heat exchanger, which is supplied via a supply line 11 thermal oil and discharged from the via a discharge line 12. But it is also possible to heat the heater with electrical energy or with gas.

Die Temperatur der Flüssigkeit kann durch die Heizeinrichtung 10 in Abhängigkeit vom Druck eingestellt werden, den die Pumpe 8 liefert. Beispielsweise läßt sich bei einem Druck von 50 bar die Temperatur der Flüssigkeit auf etwa 260°C erhöhen, ohne daß das Wasser verdampft.The temperature of the liquid may be adjusted by the heater 10 in response to the pressure supplied by the pump 8. For example, can be at a pressure of 50 bar, the temperature of the liquid to about 260 ° C increase without the water evaporates.

Über eine weitere druckfeste Leitung 13 wird die erhitzte und unter hohem Druck stehende Flüssigkeit dem Feuchter 3 zugeführt. Aus der Leitung 13 zweigen Zweigleitungen 14 zu den Ventilen 5 ab.Via a further pressure-resistant line 13, the heated liquid under high pressure is fed to the moistener 3. From the line 13 branch branches 14 to the valves 5 from.

Wie oben erläutert, dienen die Ventile 5 hauptsächlich dazu, die Menge an Flüssigkeit zu steuern, die aus der zugeordneten Düse 5 ausgestoßen wird. Hierzu kann jedes Ventil 5 als Flüssigkeitsdosierventil ausgebildet sein, beispielsweise als Nadelventil oder als ein Puls-Weiten-moduliertes Einspritzventil. Daneben ist es aber auch möglich, daß das Ventil 5 eine Druckminderungsfunktion hat, so daß der Druck der Flüssigkeit, die einer einzelnen Düse 4 zugeführt wird, in gewissen Grenzen noch veränderbar ist.As explained above, the valves 5 mainly serve to control the amount of liquid discharged from the associated nozzle 5. For this purpose, each valve 5 may be formed as a liquid metering valve, for example as a needle valve or as a pulse-width-modulated injection valve. In addition, it is also possible that the valve 5 has a pressure reducing function, so that the pressure of the liquid, which is supplied to a single nozzle 4, is still variable within certain limits.

Wenn man nun die unter hohem Druck stehende Flüssigkeit mit ihrer hohen Temperatur aus den Düsen 4 ausstößt, dann entspannt sich die Flüssigkeit und verdampft teilweise. Dabei wird die Flüssigkeit durch die Ventile 5 auf Umgebungsdruck (1 bar) gedrosselt, wobei sich eine isenthalpe Zustandsänderung ergibt (H = konstant). Dabei entsteht ein Gemisch aus Wasserdampf und siedender Flüssigkeit in Form von feinsten Tröpfchen. Beide Phasen haben einen Zustand mit 1 bar und 100°C. Dieses Gemisch wird nun auf die Papierbahn aufgebracht.If you now ejects the high-pressure liquid with its high temperature from the nozzles 4, then the liquid relaxes and partially evaporated. The liquid is throttled by the valves 5 to ambient pressure (1 bar), resulting in an isenthalpe change of state (H = constant). This results in a mixture of water vapor and boiling liquid in the form of very fine droplets. Both phases have a condition with 1 bar and 100 ° C. This mixture is now applied to the paper web.

Dieser Vorgang soll anhand von Fig. 2 erläutert werden. Mit einer durchgezogenen Linie sind Kurven konstanten Druckes dargestellt, mit einer gestrichelten Linie sind Kurven konstanten Volumens dargestellt und mit strichpunktierten Linien sind Kurven gleicher Enthalpie dargestellt. Eine dickere durchgezogene Linie gibt den Temperatur-Entropie-Verlauf von Wasser wieder.This process should be based on Fig. 2 be explained. A solid line shows curves of constant pressure, a dashed line shows curves of constant volume, and dashed lines show curves of equal enthalpy. A thicker solid line represents the temperature-entropy course of water.

Ein Punkt A bildet beispielsweise den Siedepunkt. Das Wasser hat hier eine Temperatur von 100°C und einen Druck von 1 bar.For example, a point A forms the boiling point. The water here has a temperature of 100 ° C and a pressure of 1 bar.

Wenn man hingegen das Wasser unter einem Druck von 50 bar auf eine Temperatur von etwa 260°C erhitzt, dann erhält man einen Punkt B, bei dem das Wasser gerade noch in flüssiger Phase ist. Wenn man das Wasser in diesem Zustand auf einen Druck von 1 bar entspannt (gestrichelte Linie mit Pfeil), dann ergibt sich bei einem Druck von 1 bar ein Anteil X der flüssigen Phase und ein Anteil Y der Sattdampf-Phase. Durch eine Veränderung der Temperatur und des Drucks in der Leitung 13 läßt sich das Verhältnis von X zu Y in gewissen Grenzen verändern. Das Massenverhältnis von Dampf zu flüssigem Wasser kann also sehr einfach über den Druck in der Heizeinrichtung 10 eingestellt werden. Die Siedetemperatur ist direkt vom eingestellten Druck abhängig.If, on the other hand, the water is heated to a temperature of about 260 ° C under a pressure of 50 bar, then a point B is reached at which the water is just in the liquid phase. If you relax the water in this state to a pressure of 1 bar (dashed line with arrow), then results in a pressure of 1 bar, a proportion X of the liquid phase and a proportion Y of the saturated steam phase. By changing the temperature and the pressure in the line 13, the ratio of X to Y can be changed within certain limits. The mass ratio of steam to liquid water can thus be adjusted very easily via the pressure in the heating device 10. The boiling temperature is directly dependent on the set pressure.

Aus den Düsen 4 wird also ein Strahl 15 ausgestoßen, der feinste Wassertröpfchen in einer Dampfatmosphäre enthält. Der Strahl 15 ist also als Aerosol-Nebel ausgebildet. Bei der Expansion des Wassers ins Naßdampfgebiet platzen die Tropfen aufgrund der stoßartigen Verdampfung in feinste Tröpfchen auf.From the nozzles 4, therefore, a jet 15 is ejected, containing the finest water droplets in a steam atmosphere. The jet 15 is thus designed as an aerosol mist. During the expansion of the water into the wet steam area, the droplets burst into the finest droplets due to the sudden evaporation.

Über die siedenden Wassertropfen (sie haben eine Temperatur von 100°C) wird viel Wärmeenergie in die Papierbahn eingetragen.About the boiling water drops (they have a temperature of 100 ° C) a lot of heat energy is entered into the paper web.

Mit Hilfe der Dosierventile 5 ist eine einfache Zonensteuerung realisierbar.With the help of the metering valves 5 a simple zone control can be realized.

Claims

Method for moistening a material web (2), in which a moistening medium is heated and is ejected in the direction of the material web (2) through at least one nozzle (4), characterized in that the moistening medium is heated to a temperature in the range from 120°C to 300°C and is kept in liquid form by an elevated pressure of at least 10 bar until it is ejected.
Method according to Claim 1, characterized in that the moistening medium is brought to a pressure in the range from 10 to 100 bar.
Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the moistening medium is brought to the elevated pressure in liquid form and is then heated.
Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that use is made of a pump (8) in order to generate the elevated pressure.
Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that a ratio of liquid and gaseous phase of the moistening medium is set by varying the pressure.
Apparatus for moistening a material web, having a feed device (7) for a moistening medium, a heating device (10) and a nozzle arrangement, through which the moistening medium heated by the heating device (10) can be ejected onto the material web, characterized in that the heating device (10) heats the moistening medium to a temperature in the range from 120°C to 300°C and, between the feed device (7) and the nozzle arrangement (4), there is arranged a pressure increasing device (8), which keeps the moistening medium in liquid form by means of an elevated pressure of at least 10 bar until it is expelled.
Apparatus according to Claim 6, characterized in that the pressure increasing device (8) is formed as a pump.
Apparatus according to Claim 6 or 7, characterized in that the pressure increasing device (8) is arranged between the feed device (7) and the heating device (10).
Apparatus according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the pressure increasing device (8) can be controlled, at least with respect to the level of a discharge pressure.
Apparatus according to one of Claims 6 to 9, characterized in that the nozzle arrangement (4) has at least one nozzle, which is assigned a valve (5).
Apparatus according to Claim 10, characterized in that the nozzle (4) is assigned a pressure reducing stage.
Apparatus according to Claim 11, characterized in that the valve (5) has the pressure reducing stage.
Apparatus according to one of Claims 10 to 12, characterized in that the valve (5) is formed as a needle valve or a pulse-width-modulated injection valve.