FI75009C - Foerfarande och anordning foer kontaktloes torkning av en pappersbana eller motsvarande. - Google Patents

Description

> 75009 1 Menetelmä ja laite paperirainan tai vastaavan koeketuksettomaksi kuivattamiseksi Förfarande och anordnlng för kontaktlös torknlng av en papperebana eller motsvarande 5

Keksinnön kohteena on menetelmä paperi- tai kartonkirainan tai muun vastaavan jatkuvan ralnan koeketuksettomaksi kuivattamiseksi, jossa 10 menetelmässä kuivaukseen käytetään sekä lnfrapunasäteilyä että kuivattavia ilmasuihkuja, joiden avulla kuivattlmen läpi liikkuvaa rainaa samalla kosketuksettomasti kannatetaan, soplvimmln kaksipuoliseeti, ja jossa menetelmässä infrapunakuivatusvälin jälkeen raina olennaisesti välittömästi viedään leljukulvatusväliin, jossa rainaa kannatetaan ja 15 kuivatetaan ilmasulhkuin.

Lisäksi keksinnön kohteena on keksinnön menetelmän toteuttamiseen tarkoitettu laite, joka käsittää infrakulvatusyksikön ja leljukulvatusyksikön tai leijukuivatusyksiköt, joka lnfrakulvatusyksikkö käsittää infrasätei-; 20 lijöiden sarjan ja sen yhteyteen sovitetun infrakäsittelyvälin, jonka kautta kuivattava rata on johdettavissa, ja joka leijukuivatusyksikkö tai -yksiköt käsittävät kotelo-osan, jonka sieälle on sovitettu suutinlaa-• tikko tai -laatikot, joiden yhteydessä on suutinosat, joiden kautta kui vattavaan rataan kohdistetaan kuivattavia ja kannattavia ilmasuihkuja, 25 minkä lisäksi lnfrakulvatusyksikkö ja leijukuivatusyksikkö ovat toisiinsa sekä rakenteellisesti että toiminnallisesti integroidut ja infrayk-sikkö sijaitsee kuivattavan radan kulkusuunnaassa välittömästi ennen leijukulvatusyksikköä, 30 Esillä oleva keksintö liittyy paperirainan, kartonkirainan tai muun vastaavan liikkuvan rainan kuivatukseen. Tyypillinen keksinnön sovellutuskohde on paperirainan kuivatus sen päällystyksen tai pintaliimauksen yhteydessä.

35 Ennestään tunnetusti paperirainoja päällystetään joko erillisillä päällys-tyelaitteillä tai paperikoneisiin integroiduilla on-machine-laitteillä tai pintaliimauslaitteilla, jotka toimivat paperikoneen kulvatusosassa 75009 1 niin, että päällystettävä raina viedään monisyllnterikuivattlmen loppupäässä päällystyslaitteelle, jonka jälkeen seuraa välikuivatin ja lopuksi esim. yksi kuivatussylinteriryhmä jälkikuivattimena. Tämän keksinnön tyypillinen sovellutuskohde on juuri mainittu päällystyslaltteen jälkeinen 5 välikuivatin, johon keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu.

Ennestään tunnetaan ns. leijukulvattlmia, joissa kuivataan kosketuksetto-masti paperlrainaa, kartonklralnaa tai muuta vastaavaa. Leljukuivattimla käytetään esim. paperinpäällystyslaittelssa tela- tai sivelypäällystimen 10 jälkeen kosketuksettomasti kannattamaan ja kuivattamaan päällystyealneesta märkää rainaa. Leijukulvattimissa sovelletaan erilaisia kuivatus- ja kanna-tusilman puhallussuuttlmia ja niiden asetelmia. Mainitut puhallussuuttimet voidaan jakaa kahteen ryhmään, nimittäin ylipaine- eli float-suuttimiin ja alipaine- eli foil-suuttlmlln, joita molempia keksinnön mukaisessa 15 kuivattlmessa ja menetelmässä voidaan soveltaa.

Ennestään tunnetut yleisimmin käytössä olevat leljukulvattlmet perustuvat yksinomaan ilmapuhallukslin. Osaltaan tästä syystä leijukuivattimesta tulee varsin suuren tilan ottavia, koska leijukuivattimen vaikutusmatkan 20 on oltava verraten pitkä, jotta saataisiin riittävän suuri kuivatusteho. Osaltaan nämä epäkohdat johtuvat siltä, että llmakulvatuksessa kuivatuksen tunkeutumissyvyys jää verraten pieneksi.

Ennestään tunnetaan erilaisia kulvattimia, jotka perustuvat säteilyn, 25 etenkin infrapunasäteilyn vaikutukseen. Infrapunasäteilyn käytössä on se etu, että säteilyllä on verraten suuri tunkeutumissyvyys, mikä kasvaa aallonpituuden pienentyessä. Infrapunakulvattlmlen käyttöä paperiralnan kuivatuksessa on haitannut mm. tulipalovaara, koska infrapunasäteilijöiden lämpötilat tulevat varsin suuriksi, esim. 2000°C oleviksi, jotta saavute-30 taan riittävän lyhytaaltoinen kuivaava säteily.

Tekniikan tason osalta viitataan patenttihakemusjulkaisuun DE OS:iin no 2351280, joka esittää tietynlaista ylipainesuuttimin toimivaa leijukuivattimen ja lnfrapunakulvattlmen yhdistelmää. Em. patenttihakemuksessa on 35 esitetty yksipuolinen leijukuivatin, joka käsittää peräkkäisiä, välin päässä toisistaan olevia suutinlaatikoita. Näiden laatikoiden reunaosissa on suutlnraot, joiden kautta kohdistetaan yläpuolella olevaan ralnaan 75009 1 nimenomaan kohtlsuorasti ilmasuihkut, jotka ralnan kohdatessaan kääntyvät suutinlaatlkon kohdalta ulospäin. Mainittujen suuttimien väliin on sovitettu infrapunasäteilljät, jotka täyttävät suutinvälin. Hakijan tietämän mukaan em. kuivatin ei ole saanut ainakaan laajempaa käyttöä, mikä 5 johtunee siitä, että suutlnrakenteessa ei ole onnistuttu, ei rakenteellisesti eikä energiataloudellisestl, edullisesti yhdistämään ilma- ja sätellykuivatusta. Lisäksi rakenne on yksipuolinen ja se ottaa ralnan kulkusuunnassa verraten suuren tilan, jos tahdotaan päästä riittävän suuriin kuivatusteholhln, esim. paperin jälkikäsittelylaitoksissa.

10

Erityisinä ongelmina lnfrapunakuivatuksessa on ollut voimakas pölyn muodostuminen ja suuri ilmankosteus.

Sähköinfrakuivattimet erillisinä tai yksinomaisesti käytettyinä ovat myös 15 energiataloudellisestl epäedullisia sähköenergian suhteellisen korkean hinnan vuoksi verrattuna esimerkiksi maakaasuun.

Paperin päällystysasemissa, myös on-machine-päällystysasemissa, on käytetty erillisiä infrakuivattlmla, joiden kuivatus perustuu pelkästään 20 säteilyvaikutukseen. Näillä infrakuivattimilla ei kuitenkaan ole saavutettu riittävän hyvää paperin laadun ja haihdutuksen säädettävyyttä.

Lisäksi kuivatusprosessi tulee erittäin riippuvaiseksi infrapunakuivat-tlmen toimivuudesta.

25 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on edellä esiintuotujen ongelmien ratkaiseminen.

Esillä olevan keksinnön erityistarkoituksena on kehittää uusi infrapuna-kuivaimen sovellus, jossa etenkin llmatekniikka on aikaisempaa paremmin 30 ratkaistu.

Lisäksi keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen menetelmä ja laite, jolla paperiralnan päällystyskulvatuksen kokonaishallinta on parannettavissa.

35

Keksinnön osatarkoituksena on myös aikaansaada uusi infrapunakulvaimen sovellus niin, että voidaan toteuttaa sekä investointi- että käyttökustan- 4 75009 1 nukeiltaan entistä edullisempi kulvatuskonsepti. Tämän tarkoituksen saavuttamiseksi keksinnöllä pyritään aikaisempaa suurempaan kuivatustehoon, pienempään laitekokoon ja alempaan konesalin lämpö- ja kosteuskuormaan.

5 Keksinnön erityistarkoituksena on aikaansaada sellainen infrapunakuivatti-men sovellus, jota voidaan käyttää paperikoneen tuottaman rainan loppu-kosteusprofiilin säätöön.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi kek-10 slnnön menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että menetelmässä liikkuva raina johdetaan ensiksi infrapunakuivatusvä-liin, jossa rainaan kohdistetaan pinta-alayksikköä kohti kuivaimen keskimääräistä kulvatustehoa olennaisesti suurempi verraten lyhytaikainen 15 kuivatusenergiapulssl, ja että infrapunayksikköön tuodaan ilmaa, joka infrapunayksikössä lämmet-tyään johdetaan infrayksikköä seuraavan leijukuivatusykslkön tai -yksiköiden korvausilmaksi ja/tai kuivatusilmaksi.

20

Keksinnön mukaiselle kuivatuslaitteelle on puolestaan pääasiallisesti tunnusomaista se, että infrakuivatusyksikössä on ilma- ja suutinlait-teet, joiden kautta on johdettavissa infrayksikön käsittelyväliin ja/tai infrayksikön kuumentuvien osien yhteyteen ilmavirtaukset, jotka johde-25 taan jäljessä seuraavan leijukuivatusykslkön tai -yksiköiden korvaus-ja/tai kuivatusilmaksi.

Keksinnön avulla on toteutettavissa entistä kokonaisedulllsempl kuivatus-konsepti, jossa on huomioitu sekä investointi- että käyttökustannukset.

30

Keksinnön ansiosta saadaan aikaan entistä suurempi halhdutusteho, pienempi konesalin lämpö- ja kosteuskuorma sekä säästetään infrapunakuivai-men nosto- ja apulaitteessa. Hakijan tekemien mittausten, kuivatuskoe-ajojen sekä teoreettisten tarkastelujen pohjalta on todettu, että kek-35 sinnön ratkaisu on sekä halhdutusteknisesti että paperlrainan laadun kannalta huomattavasti parempi kuin ennestään tunnettu kulvatinjärjestely,

II

75009 1 jossa infrapunakulvaln ja leijukuivain ovat erillisinä itsenäisesti toimivina yksikköinä.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laite soveltuvat erityisen hyvin päällytys-5 tai pintaliimauslaitteen jälkeiseksi on-machine- kuivattimeksl ja lisäksi tarvittaessa myös paperirainan loppukosteusprofiilin säätöön.

Keksinnössä ei kuivattimen yläpuolelle tarvitse rakentaa avohuuvaa kuten ennestään tunnetuissa laitteissa sillä keksinnön infra-leiju-yhdistelmässä 10 riittää pelkkä kohdepolsto koska leijun poistokanavisto huolehtii riittävästä ilmanvaihdosta.

Käytettäessä maakaasua tai vastaavaa polttoainetta leijuyksikön tai -yksiköiden kuivausllman lämmittämiseen muodostuvat keksintöä soveltavan mene-15 telmän Ja laitteen käyttökustannukset haihdutettua vesimääräyksikköä kohti huomattavasti edullisemmaksi verrattuna kuivattimeen, jossa käytettäisiin pelkästään sähkölnfrakulvatusta. Tämä etu perustuu siihen, että keksinnössä sähkölnfraesa paperirainaan siirretty energia tulee käytetyksi tehokkaasti hyödyksi infrayksikköä seuraavassa leljukulvatusyksikössä tai -yksiköissä.

20

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyyn keksinnön lähtökohtana olevaan tekniikan tasoon sekä keksinnön eräisiin edullisiin sovellutusmuotoihin.

25 Kuvio A esittää erästä ennestään tunnetun paperikoneen on-machine-päällys-tyskuivattimen lay-outia.

Kuvio 1 esittää kuviota A vastaavalla tavalla esillä olevan keksinnön mukaista kulvatusmenetelmää ja kulvatlnta lay-out-kuvantona.

30

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaista infra-leijukulvatusyksikköä sivulta nähtynä.

Kuvio 2A esittää leikkausta A-A kuviossa 2.

35

Kuvio 2B esittää leikkausta B-B kuviossa 2.

75009 1 Kuvio 2C esittää keksinnön mukaisessa leijukuivattimessa sovellettavaa kaksipuolisesti puhaltavaa ylipainesuutinyksikköä.

Kuvio 2D esittää kuvion 2C suuttimen vaihtoehtoa, nimittäin yksipuolisesti 5 puhaltavaa alipaineista coanda-suutlnyksikköä.

Kuvio 3 havainnollistaa keksinnön mukaista menetelmää ilmavirtauskaaviona.

Kuvio 4A esittää ennestään tunnetun kaksi erillistä infrayksikköä käslttä-10 män kulvattimen haihdutustehoa ajan funktiona.

Kuvio 4B esittää kuviota 4A vastaavalla tavalla kuviossa 1 esitetyn keksinnön mukaisen infra-leijukuivattimen haihdutustehoa ajan funktiona.

15 Kuvio A esittää erästä ennestään tunnettua paperikoneen kuivatusosaan sijoitettua paperin jälkikäsittely- ja päällystysasemaa, jossa käytetään ennestään tunnettua kuivatusjärjestelyä. Kuvion A mukaisesti paperiraina W tuodaan huuvan 12 sisälle sijoitetun normaalin monisylinterikuivattimen 10 sylinterien 13 yli. Kuivatusosan 10 yläpuolista kuivatusviiraa on mer-20 kitty viitenumerolla 11. Monisylinterikuivattimen 10 jälkeen seuraavat rainan W poikki sijoitetut mittauspalkit 13A, joiden yhteydessä ovat sinänsä tunnetut mittausanturit, kuten rainan kosteuden ja pintapainon mittausanturit. Mittauspalkklen 13 jälkeen seuraa telojen 14A ja 14B muodostama välipuristin, jonka jälkeen raina W ohjataan johtotelojen 15 ohjaamana 25 sinänsä tunnetulle päällystysaeemalle 20A. Fäällystysasema 20A käsittää päällystysykslkön ja sen jälkeen infrakulvattimen 25 ja erillisen leiju-kuivattimen 26.

Päällystysaseman 20A rungon pystypalkkeja on merkitty viitenumeroin 21a 30 ja vaakapalkkeja viitenumerolla 21b. Päällystysykslkön 22 jälkeen raina W siirtyy johtotelan 23 ohjaamana erillisen infrakulvattimen 25 käsittely-väliin 25V. Mainitussa käsittelyvällssä 25V kuivanut raina W johdetaan huomattavan pitkinä vetoina sylinterin 23A yli leijukuivattimen 26 käsit-telyväliin 26V, jossa rainaa V? kosketuksettomasti kannatetaan ja samalla 35 kuivataan leijukuivattimen 26 suuttimista (ei esitetty) purkautuvien ilma-suihkujen avulla.

Il 7 75009 1 Leijukuivattimen 26 jälkeen raina W siirretään johtotelojen 27 ohjaamana jälkikuivattimelle 30, jonka ensimmäinen sylinteri 33a on ilman huopaa. Jälkikuivatin 30 on sijoitettu huuvan 32 sisälle ja sen ylähuopaa, joka on johtotelojen 34 ohjaamana, on esitetty viitenumerolla 31. Jälkikuivat-5 timessa 30 on esimerkiksi vain yksi sylinteriryhmä, jossa on esimerkiksi neljä kuivatussylinteriä 33a ja 33. Jälkikuivattimen 30 jälkeen täysin kuivattu ja päällystetty raina W johdetaan rullauslaltteelle (ei esitetty).

Edellä on kuvion A yhteydessä varsin yksityiskohtaisesti selostettu eräs 10 ennestään tunnettu päällystysasema 20A. Myöhemmin verrataan esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen toimintaa ja tehoa juuri kuvion A mukaiseen kulvatusmenetelmään ja laitteeseen.

Kuviossa 1 on esitetty sama päällystys- ja kuivatusprosessi kuin kuviossa 15 A, kuitenkin niin että kuviossa A esitetty päällystysasema 20A on korvattu keksinnön mukaisella päällystysasemalla 20. Voidaan ajatella, että kuvion A esittämä päällystysasema on modernisoitu varustamalla sen päällystysasema 20 keksinnön mukaisella uudella kulvattimella 40, joka on sijoitettu aikaisemman päällystysaseman 20A runko-osan 21a ja 21b yhteyteen. Tässä 20 modernisoinnissa ovat monisylinterikuivatin 10 ja jälkikuivatin 30 jääneet ennalleen. Korostettakoon kuitenkin, että keksinnön mukainen kuivatin 40 soveltuu moniin muihinkin sovellutuksiin kuin kuviossa 1 esitettyyn sovellukseen ja positioon.

25 Kuviossa 1 esitetty päällystysasema 20 muodostuu tunnetusta päällystys-asemasta 22 ja keksinnön mukaisesta infra-leijukuivattimesta 40 ja sen jälkeen olevasta erillisestä konventionaalisesta leijukuivattimesta 90. Raina W kulkee ylöspäin pystysuuntaan infra-leijukuivattimen 40 käsittely-välin 40V läpi ja sen jälkeen johtotelojen 27 ohjaamana olennaisesti vaaka-30 suorana juoksuna leijukuivattimen 90 pystysuoraan käsittelyväliin 90V ja siinä alaspäin. Käslttelyvälistä 90V raina W johdetaan edelleen johto-telojen 27 ohjaamana ensimmäiselle kuivatussylinterille 33a ja tunnetulla tavalla edelleen jälkikuivattimen 30 läpi.

35 Keksinnön mukaisen infra-leijukuivattimen 40 tarkempi rakenne selviää oheisista kuvioista 2,2A,2B,2C ja 2D. Infraleijukuivatin 40 käsittää infra-kulvatusyksikön 50, jonka käsittelyvälin läpi raina W kosketuksettomastl 75009 1 johdetaan ja sitä samalla kuivataan infrapunasäteilyllä R. Infrayksikön 50 kanssa llmateknillisestlja rakenteellisesti Intergroltuna osana on leijukulvatln 80, joka käsittää kuivattlmen kotelo-osan 81 ja sen sisälle sovitetun yläpuolisen suutlnlaatlkon 82A ja alapuolisen suutinlaatikon 5 82B. Yläpuolisessa suutlnlaatikossa 82A on useita tasavälein H olevia suutinyksiköltä 85a ja vastaavasti alapuolisessa 82B on suutlnykslköltä 85b tasavälein H niin, että muodostuu käsittelyväli 80V, jonka läpi kuivattava ja kannatettava raina W kulkee loivasti ja pääasiallisesti sinimuo-toisesti aaltoillen samalla kun siihen kohdistetaan molemmin puolin kuivat-10 tavia ja kannattavia kuumia ilmasulhkuja.

Kuten kuvioista 2 ja 3 näkyy on keksinnössä infrakuivatusyksikkö 50 ja leijukuivatusyksikkö 80 Integroitu uudeksi kuivatusyksiköksi sekä rakenteelliset! että kulvatusprosessln kannalta lähinnä kuivatusenergiatekni-15 set seikat ja rainan optimaalinen kuivatustapahtuma ja vienti huomioonottaen. Tämä uusi kuivatus- ja llmateknlnen integrointi on keksinnön olennainen ydin.

Keksinnön mukaisessa lnfra-leljukulvattlmessa 40 infrakuIvaimen 50 tar-20 vitseinä jäähdytysilma puhalletaan suuttlmlen 55A ja 55B kautta leijukuiva-tusyksikön 80 ja/tai 90 korvausilmaksi. Keksinnössä saadaan leijukuivatus-yksikköön 80 slsääntuleva vuotoilma tiivistetyksi sekä lnfrakuivaimesta 50 tuleva kuuma jäähdytysilman energia tehokkaasti hyväksikäytetyksi. Keksinnön mukainen yhdistetty infra-leljukuivatin 40 mahdollistaa rainaan 25 kohdistuvan voimakkaan halhdutusenerglapiikin heti päällystystapahtuman jälkeen ja kulvatusprosessln aluksi (kuvio 4, johon palataan myöhemmin).

Seuraavassa selostetaan kuvioihin 2,2A,2B,2C,2D,3 ja 4 viitaten Infra-leijukuivattimen 40 rakenteen ja toiminnan yksityiskohdat. Keksinnössä 30 on olennaista se, että lnfrakulvatinyksikkö 50 sijaitsee kuivattavan rainan W kulkusuunnassa ennen leijukuivatusyksikköä 80. Infrakuivatus- yksikössä 50 on yläpuolinen kotelo-osa 5IA ja alapuolinen kotelo-osa 5IB. Nämä kotelo-osat 51A ja 5IB rajoittavat etupuolelleen kitaosan G, johon raina tuodaan. Kitaosasta G alkaa ilmatiivistetty tulosuutin ja rainan 35 w infrakäsittelyväli, jossa rainaa W kannatetaan ja stabiloidaan ilma-suihkuin F. ja F sekä samalla kuumennetaan ja kuivataan infrapunasätel-

A D

lyllä R.

Il 75009 1 Infrayksikkö 50 käsittää yläpuolisen kotelo-osan 54A ja alapuolisen kotelo-osan 54B. Mainittuihin kotelo-osiin tulevat llmaputket 53A ja 53B. Ylä-kotelossa 54A on sarja infrasäteilijöitä 60, joiden yläpuolella on lämpö-eristeen 61 sisäpuolella heijastava pinta 62. Käsittelyvälin vastakkaisella 5 puolella on lämpöeristeen 64 päällä heijastava pinta 63, joka heijastaa rainan W läpäisseen infraeäteilyn R takaisin vaikuttamaan rainaan W. Kotelot 51A ja 54A rajoittavat tulokidan G yhteyteen saattoilmakanavan 55A ja vastaavasti alapuolelle kotelot 51B ja 54B rajoittavat alapuolisen saattoilmakanavan 55B, josta puhalletaan putkien 52A ja 52B kautta kote-10 loihin 5IA ja 51B sisälle tuodusta ilmasta saattopuhallukset F ja F , A ij jotka kannattavat ja stabiloivat ralnaa W infrakäsittelyvälissä ja tuulettavat mainittua väliä. Infrakäsittelyvälissä ilmasulhkut F^ ja Fg lämpenevät ja tämä lämpö otetaan talteen kuvioissa 2A ja 3 esitetyin järjestelyin joihin palataan myöhemmin.

15

Kuviosta 2A, joka on leikkaus A-A kuviossa 1, selviää että puhaltimen 103 kanavan 104 (kuvio 3) kautta tuotu ilma puhalletaan virtauksina F^ putken 52A ja 53A kautta infrayksikön 50 yläpuolisiin kotelo-osiin 51A.54A, joista ilmavirtaukset suuntautuvat pääasiallisesti infrankäsittelyväliln 20 edellä mainituksi saattopuhallukseksl F^. Kuten kuvioista 2 ja 2A selviää, infrayksikön 50 alapuoliseen kotelo-osaan 5IB tuodaan kanavan 104 (kuvio 3) liittyvien putkien 52B ja 53B tulovirtaukset FBin» jotka suunnataan pääasiallisesti edellä mainituksi saattovirtaukseksl Fc. Infrakäsittely-

Jj väliä ympäröivien sisäpuolisten kotelo-osien 54A ja 54B sisälle tuotavat 25 puhallukset F^n ja johdetaan nuolten F^ ja F^ suunnassa jäähdyttä mään lnfrasätellyn kuumentamia osia ja nämä jäähdytysvirtaukset ohjautuvat ainakin osittain infrakäsittelyväliin ja yhtyvät tiivistys- ja saattovir-tauksiln F^ ja Fg. Infrakäsittelyvälin jälkeen rainan W tuntumaan avautuvat sen koko leveydelle kanavat 62A ja 62B, jotka ovat yhteydessä koteloihin 30 106A ja 106B. Mainituista koteloista 106A ja 106B lähtevät putket 56A ja 56B, jotka yhtyvät kuviossa 3 näkyvään putkeen 105. Infrayksikön 50 ja leijuyksikön 80 kotelot ovat yhtenäistä rakennetta ja mainittujen yksikköjen välillä on väliseinät 63A ja 63B, jotka on tarvittaessa varustettu lämpöeristyksin. Vaikka edellä kuvion 2 yhteydessä on raina esitetty 35 kulkevaksi vaakasuorassa tasossa infrakäsittelyvälin ja sitä välittömästi seuraavan leijukuivatusyksikön käsittelyvälin 80V läpi niin rainan kulku voi yhtä hyvin olla viisto tai pystysuora kuten kuvion 1 sovellutuksessa 10 75009 1 tulee olemaan. Pystysuora juoksu kidasta G alkaen voi suuntautua myös ylhäältä alaspäin.

Infrasäteilljät 60 ovat ralnan W polkklsuunnaesa Jaettu osastoihin 5 60^...60^, joihin kuhunkin on tuotavissa säädettävä sähköteho sähköjohdon 150 (kuvio 3) kautta niin, että kuumennusvaikutuksen poikittaisprofiilia voidaan sinänsä tunnetuilla sähköjärjestelmillä hallita. Profiilin säätöjärjestelmään kuuluu myös poikittaisen kosteusprofillin mittauslaitteet (ei esitetty).

10

Infrayksikköjen 60 alapuolella on käsittelyväliä vasten ikkunat 60A, joiden kautta infrasäteily R kohdistuu rainaan W tunkeutuen sen sisälle, osittain ralnan W läpäisten ja palautuen heijastavan pinnan 63 kautta takaisin rainaan W vaikuttamaan.

15

Kuvioissa 2C ja 2D on esitetty kaksi vaihtoehtoista leljukulvattimen 80 suuttimen 85 rakennetta. Kuviossa 2C on esitetty floatsuutln joka käsittää kotelo-osan 86A, jonka sisälle puhallusilma tuodaan nuolen suunnassa. Mainittu kuuma ja kuivattava puhallusilma jakautuu suutlnkotelon 86A 20 sivuilla oleviin sivukanaviin 87a ja 87b, joihin suunnataan virtauksesta osavirtaukset Ja *2b’ ^a*n*ttu.1en sivukanavien 87a ja 87b ralnan U puoleisessa päässä on suutlnraot 88A ja 88B, jotka puhaltavat keskenään vastakkain suihkut F^a ja ralnan W kantopintaa 89A pitkin. Mainitun kantopinnan 89 keskellä on syvennys S. Edellä esitetyllä tavalla muodostuu 25 ylipaineinen rainaa stabiloiva kuivatuealue K+, josta ilma purkautuu virtauksina F. ja F., suutlnkotelon 85 sivuille niin, että muodostuu riittävä 4a J 4b turbulenssi j a hyvä lämmönsiirto puhallusilmasuihkujen ja ralnan W välille.

30 Kuviossa 2D on esitetty toinen vaihtoehtoinen foilityyppinen suutin, joka käsittää suutlnkotelon 86B, jossa on yksi sivukanava 87, jonka rainan W puoleisessa päädyssä on suutinrako 88. Puhallusilma tuodaan suutlnkotelon 86B sisälle virtauksena F^, joka jakautuu sivukanavaan 87 virtauksiksi F^, joka purkautuu suihkuna F^ suuttimen 88 jälkeistä coanda-plntaa 88C 35 pitkin seuraten mainittua pintaa 88C sektorissa a ja Irtautuen mainitusta kantopinnasta ennen tasomaista kantopintaa 89B, jonka yhteyteen muodostuu alipaineinen kantoplnta ja kuivatusväli K-, josta ilma purkautuu virtauk-

II

75009 1 sena suunnassa suutinkotelojen 85 väleihin. Kuviosta 2 näkyy kuinka kuvioissa 2C ja 2D esitetyt suuttimet sijoitetaan toisiinsa nähden. Keksinnön mukaisessa leijukuivattimessa voidaan käyttää myös muunkinlaisia suut-timia kuin kuvioissa 2C ja/tal 2D esitettyjä.

5

Kuviossa 4A ja 4B on esitetty graafinen vertailu kuviossa A esitetyn ennestään tunnetun kuivattimen ja keksinnön mukaisen kuviossa 1 esitetyn kuivat- 2 timen halhdutustehoista (kg/m h).

10 Kuvion 4A mukaisesti kuvion A tapaisessa ennestään tunnetussa kuivatti- messa, joka muodostuu kahdesta erillisestä infrakuivattimesta ja niiden välisestä kääntösylinteristä, nousee haihdutus ensimmäisen infrayksikön alueella, siis aikavälillä t^-t2 tas°lle n· 40 kg/m h, minkä jälkeen vapaalla viennillä, joka seuraa ensimmäistä infraykslkköä, haihdutus 2 15 laskee aikavälillä tas°1-le n* 25 kg/m h. Tämän jälkeen kääntö- sylinterin (23A) alueella haihdutus pysyy matalalla tasolla ja nousee 2 tasolle n. 25 kg/m h hetkellä t^, jolloin alkaa kääntösylinterin (23A) jälkeinen vapaa vienti. Aikaväli t^-tg kuvaa toista infraykslkköä, joka on kuviossa A esitetyn leijukuivattimen 26 tilalla. Tämän jälkeen seuraa 20 aikavälillä t,-t, vapaa vienti, jolla haihdutus olennaisesti eksponenti-o / aalisestl laskee.

Kun verrataan kuviossa 4B esitettyä keksinnön mukaisen infra-leijukuivat-timen haihdutustehoa kuviossa 4A esitettyyn, voidaan todeta seuraavaa.

25 Aikavälillä tj··^ kulk®e raina w keksinnön mukaisen infrakäsittely-yksikön 50 infrakäsittelyvälin läpi. Mainitun infrakäsittelyvälin pituus on esim. n. 400 mm. Mainitulla välillä ^-t- halhdutusteho nousee nollasta tasolle n. 40 kg/m h, minkä jälkeen seuraa aikavälillä keksinnön mukaisen kuivattimen leijuyksikön 80 käsittelyväli 80V. Ajan hetkestä t^ alkaen 30 haihdutus nousee hyvin jyrkästi niin, että muodostuu halhdutuspiikkl Hp., 2 1 jonka huippu on tasolla n. 180 kg/m h. Em. haihdutuspiikin huipun jälkeen halhdutusteho laskee ajan hetkeen t_ saakka, joka edustaa käslttelyvälln J 2 80V loppupistettä, tasolle n. 70 kg/m h. Edellä esitetty halhdutuspiikkl Hpl on hyvin luonteenomainen tälle keksinnölle ja se aikaansaadaan nlmen-35 omaan sitä kautta, että yksikön 50 infrakäsittelyvälissä ralnan W rakenteen sisälle saadaan syötetyksi haihduttavaa energiaa, joka "purkautuu" haihdu-tustehona leijukäslttelyvällssä 80V siinä vallitsevan tehokkaan tuuletuksen 7 500 9 1 ansiosta. Kuviossa AB haihdutusplikin Hp^ leveyttä on merkitty t^tlla.

Haihdutuspiikln leveys t^ on yleensä välllllä tg - 0,1 - 0,5 s, sopivimmin tp = 0,15 - 0,3. Kuviossa AB t^ « 0,2 s, kun ralnan W nopeus v^ > 10 m/s. Ilmakäslttelyvälln 80V pituus, joka edustaa em. aikaväliä tj-t^, on 5 n. 2 m. Mainitun haihdutuspiikln t^ jälkeen haihdutusteho putoaa aikavälillä t^-t^, joka edustaa kuviossa 1 infra-leijuyksikön AO ja sitä seuraavan konventionaalisen leljuyksikön 90 välistä rainan W vapaata vientiä. Tämän jälkeen leljuyksikön 90 käsittelyvälissä 90V, jota vastaa kuviossa AB

aikaväli t,-t,-, kulvatusteho nousee olennaisesti eksponentiaalisesti tasol- 4 2 2 10 le n. 80 kg/m h, minkä jälkeen se äkillisesti laskee tasolle n. 20 kg/m h, jossa haihdutus on vapaalla välillä ennen monisylinterikuivatinta, mitä edustaa kuviossa AB aikaväli t^-tg.

Kuten kuviosta 2 näkyy ovat infraykeikön 50 käsittelyväli ja leijuyksi-15 kön 80 käsittelyväli 80V samassa tasossa niin, että rainalla W el ole mutkia kulkiessaan yhdistetyn infra-leijukuivattimen AO läpi. Tiivistys ja saattopuhallusten ja ansiosta saadaan raina W jo alkujaan kulkemaan stabiillsti infrakäslttelyväliin ja sen läpi ja stabiloitu rainan W vienti jatkuu leljuyksikön 80 käsittelyvälissä 80V. Osittain tämänkin 20 vuoksi voidaan käyttää varsin suuria rainan nopeuksia, jotka voivat jopa huomattavasti ylittää nopeuden 1000 m/mln.

Näin saadaan vesi haihtumaan nopeasti rainan W päällysteen pinnasta ja infraykslkköä 50 välittömästi seuraavassa leijuyksikössä 80 voidaan pääl-25 lystysalustan jähmealueen sijainti säätää edullisesti esimerkiksi leiju-yksikBn 80 jälkeiseen vapaaseen väliin. Tällä tavalla saadaan mottling-ilmiön esiintyminen esitetyksi. Voimakas haihdutuspiikki H ^ heti päällystys tapahtuman jälkeen pienentää myös kultukarheutuman esiintymistä.

30 Kuviossa 3 on esitetty keksinnön menetelmän ja laitteen yhteydessä sovellettavan ilmajärjestelmän eräs toteutuseslmerkkl. Kuivatusilma tuodaan kanavan 100 kautta suodattimeen 101 ja siltä edelleen puhaltlmen 103 imukanavaan 102. Puhaltlmen 103 painekanava 10A on yhdistetty putkilla 52A.53A ja 52B.53B infrayksikön koteloihin 51A.5AA ja 51B,5AB, 35 joista haarautuvat virtaukset kuviossa 2 esitetyiksi suuttimista 55A ja 55B purkautuviksi saattopuhallukslksl FA ja F^. Infraykslkköä 50 jäähdyttävä ilma otetaan talteen leljuyksikön 80 ja/tai 90 korvausilmaksi.

13 75009 1 Kuvion 3 mukaisesti kammioista 106A ja 106B alkaa imukanava 105, jonka kautta johdetaan leijuyksikön 80 puhaltimen 107 imupuolelle polttimen 116 palamisilmaksi. Mainitun imupuolen säätäjää on merkitty viitenumerolla 120. Puhaltimen 107 painepuolen kanava on johdettu kaasupolttimeen 116, 5 johon tulee my8s toisen puhaltimen 113 painepuolen kanava. Mainitun puhaltimen 113 lmukanavan 115 yhteydessä on säädin 121. Kaasupolttimen 116 lähtöpuolen kanava 110 johtaa kuuman ja kuivan ilman leijuyksikön 80 suutlnlaatlkoihin 82A ja 82B. Suutinlaatikoista 82A ja 82B otetaan kanavan 111 kautta ilma kanavaan 115. Kanavien 110 ja 111 välillä on 10 ohltuskanava 112, jossa on säätäjät 114. Kanavat 115 ja 111 johtavat poistokanavaan 122 ja sieltä edelleen poistopuhaltimen 132 imupuolen kanavaan 131, jossa on säätäjä 133. Kanavien 105 ja 112 välillä on puhallin 125. Infrayksikön 50 jäähdytysilmakanava 105 johdetaan myös erillisen infrayksikön 90 palamisilmapuhaltimen 140 imukanavaan sekä 15 erillisen leijuyksikön 90 poistokanavaan 130. Muutoin on erillisen leijuyksikön 90 ilmajärjestely leijuyksikön 80 edellä selostetun ilmajärjestelyn kaltainen.

Kuvioiden 1 ja 3 esittämässä sovelluksessa infrayksikköön 50 johdon 150 20 kautta tuotava sähköteho P on esimerkiksi luokkaa P = 740 kW ja infra- s s leijun 40 leljuosan 80 puhallusilman lämmitysteho Pj (kaasupoltin 116) luokkaa Pj 300 kW. Konventionaalisen leijukuivattimen 90 puhallusilman lämmitysteho on esimerkiksi luokkaa P^ “ 1300 kW.

25 Keksinnön mukaisissa sovellutuksissa infrayksikön 50 sähköteho on edullisesti Pg (2...3) x Pj. Jos ajatellaan päällystysaseman 20 kuivatinten 40 ja 90 kokonalstehoa, on se kuvioiden 1 ja 3 esittämässä tapauksessa on P. . P + P. + P„ 740 + 300 + 1300 = 2340kW. Edullisesti keksinnössä tot s 1 2 infrayksikön 50 sähköteho P on kokonaistehosta P. n. 25-40 %, edulli- s tot 30 sesti 30-35 %. Edellä esitetystä voidaan havaita, että keksinnössä voidaan tulla toimeen suhteellisen pienellä kalliimman sähkötehon P osuudella ja ilmankuumennusenergiat Pj ja P^ voidaan ottaa edullisesti maakaasusta, jos sitä on saatavilla tai muulla vastaavalla halvemmasta energiasta kuin sähköenergia. Täten keksinnön ansiosta infrakuivatuksen edulliset vaikutuk-35 Set ovat saatavissa aikaan suhteellisen pienellä sähkötehon osuudella.

7500 9 1 Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetyistä.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (12)

15

1. Menetelmä paperi- tai kartonkirainan (W) tai muun vastaavan jatkuvan ralnan (W) kosketuksettomaksi kuivattamiseksi, jossa menetelmässä kui- 5 vaukseen käytetään sekä infrapunasäteilyä (R) että kuivattavia ilmasuih-kuja, joiden avulla kuivattimen (40) läpi liikkuvaa rainaa (W) samalla kosketuksettomasti kannatetaan, sopivimmin kaksipuolisesti, ja jossa menetelmässä infrapunakuivatusvälin jälkeen raina (W) olennaisesti välittömästi viedään leijukuivatusväliin (80V), jossa rainaa (W) kanna-10 tetaan ja kuivatetaan ilmasuihkuin, tunnettu siitä, että menetelmässä liikkuva raina (W) johdetaan ensiksi infrapunakuivatus-väliin, jossa rainaan (W) kohdistetaan pinta-alayksikköä kohti kuivaimen keskimääräistä kuivatustehoa olennaisesti suurempi verraten lyhytaikainen 15 kuivatusenergiapulssi, ja että infrapunayksikköön (50) tuodaan ilmaa (F^^.F^ ), infrapuna- yksikössä (50) lämmettyään johdetaan infrayksikköä seuraavan leijukuiva-tusyksikön (80;90) tai -yksiköiden (80,90) korvausilmaksi ja/tai kuiva-20 tusilmaksi.

1 Patenttivaatimukset 7 J O O 9

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittuun infrayksikköön (F) tuotavat ilmavirtaukset (F,. ,F_. ) Ain Bin johdetaan ralnan (W) tulokidan (G) yhteydessä rainan (W) molemmin puolin 25 saatto- ja tiivistyssuihkuiksi (F^.Fg) suuttimista (55A,55B), jotka suihkut (F^,Ffl) puhalletaan infrapunakäsittelyväliin rainaa (W) kannattamaan ja sen yhteydessä olevia laitteita jäähdyttämään.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, 30 että yhdistetyn infrapuna- ja leijukuivatusyksikön (40) jälkeen rainaa (W) kosketuksettomasti kuivataan ja kannatetaan konventionaalisessa leiju-kuivatusykslkössä (90).

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä tunnettu 35 siitä, että leijukuivatusyksikköön (80) tai -yksiköihin (80,90) johdettava korvausilma otetaan kokonaisuudessaan infrayksikköön (50) sisäänsyöte-tystä (FAin*FBin^ jäähdytysilmasta, jota käytetään lisäksi tulokidan (G) 75009 1 tiivistykseen, rainan (W) kannatukseen ja saattoon infrakäsittelyvälissä sen tulokidasta (G) alkaen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä tunnettu 5 siitä, että yhdistetyssä infra-leijukuivatusyksikössä (40) ralnaan kohdistettavan infrakuivatuksen sähköteho (P ) on noin 2...3 kertaa niin s suuri kuin leijukuivatusyksikössä (80) sen kuivatusilman lämmitykseen käytettävä teho (P,) (P “ (2...3) x P,). is 1

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että menetelmässä rainaan (W) kohdistetun infrasäteilyn (R) aikaansaava sähköteho (P ) on n. 25-40 X, sopivimmin n. 30-35 Z, kuivatti- S messa rainaan (W) kohdistetusta koko kuivatustehosta (P^ ). tot

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että menetelmässä leijukuivatinyksikössä (80) tai -yksiköissä (80,90) käytetään kuivatusilman lämmitykseen kaasua.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukaisen menetelmän toteuttamiseen 20 tarkoitettu kuivatuslaite, joka käsittää infrakuivatusyksikön (50) ja leijukuivatusyksikön (80) tai leijukuivatusyksiköt (80,90), joka infra-kuivatusyksikkö (50) käsittää infrasäteilijöiden (60) sarjan (60^-60^) ja sen yhteyteen sovitetun infrakäsittelyvälin, jonka kautta kuivattava rata (W) on johdettavissa, ja joka leijukuivatusyksikkö (80) tai -yksiköt 25 (80,90) käsittävät kotelo-osan (81), jonka sisälle on sovitettu suutin- laatikko tai -laatikot (82A.82B), joiden yhteydessä on suutinosat (85A,85B), joiden kautta kuivattavaan rataan (W) kohdistetaan kuivattavia ja kannattavia ilmasuihkuja (F^sF^giF^) > mi-nkä lisäksi infrakuiva-tusyksikkö (50) ja leijukuivatusyksikkö (80) ovat toisiinsa sekä raken-30 teellisesti että toiminnallisesti integroidut ja infrayksikkö (50) sijaitsee kuivattavan radan (W) kulkusuunnaassa (W. -W ) välittömästi J in out ennen leijukuivatusyksikköä (80), tunnettu siitä, että infra-kuivatusyksikössä (10) on ilma- ja suutinlaitteet (52A,53A,55A,52B, 53B,55B), joiden kautta on johdettavissa infrayksikön (50) käsittely-35 väliin ja/tai infrayksikön kuumentuvien osien yhteyteen ilmavirtaukset, jotka johdetaan jäljessä seuraavan leijukuivatusyksikön (80;90) tai -yksiköiden (80,90) korvaus- ja/tai kuivatusilmaksi. Il 75009

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kuivatuslaite, tunnettu siitä, että infrayksikön (50) ja sitä olennaisesti välittömästi seuraavan leiju-yksikön (80) välille on sovitettu ilmakanava (62A,62B), joiden vastakkain olevat suut avautuvat ohi juoksevan rainan (W) tuntumaan ja että mainitut 5 kanavat (62A,62B) johtavat poistoilmakanaviin (56A,56B), jotka johtavat infrayksikössä lämmenneen ilman leijuyksikön tai -yksiköiden (80,90) kaasu-polttimen (116) tai -polttimlen palamisilmaksi.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen laite, tunnettu siitä, että 10 infrayksikkö (50) käsittää tulokidan (G), johon käsiteltävä rata (W) on ohjattavissa ja että välittömästi mainitun tulokidan (G) molemmin puolin on foiltyyppiset suuttimet (55A.55B), jotka ulottuvat radan (W) koko leveydelle ja joiden kautta on puhallettavissa radan (W) molemmin puolin puhallukset » Jotka samalla jäähdyttävät infrakäsittelyvälin yhteydessä 15 olevia infrasäteilyn kuumentamia osia.

11. Patenttivaatimuksen 9 tai 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että infrasäteily-ykeikkö (60) on jaettu osastoihin (60^...60^), joihin kuhunkin on johdettavissa säädettävissä oleva sähköteho laitteen poikit- 20 täisen kulvatustehon jakautuman säätämiseksi radan (W) kosteusprofiilin hallintaa varten.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 9-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että mainitun leijukulvatusyksikköä (80) välittömästi edeltävän 25 lnfraykeikön (50) käelttelyväli on samassa tasossa kuin leijuyksikön (80) käsittely- ja kannatusväli (80V). 30 35 18