FI93131B

FI93131B - Method and installation for drying a moving paper web

Info

Publication number: FI93131B
Application number: FI931470A
Authority: FI
Inventors: Raimo Rajala; Kari Ojala
Original assignee: Teollisuusmittaus Oy
Priority date: 1993-04-01
Filing date: 1993-04-01
Publication date: 1994-11-15
Also published as: FI931470A0; FI93131C

Abstract

The invention relates to a method and an installation for drying a moving paper web 1 with infrared radiation. From a radiation source 3 at the side of the web 1 short-wave primary infrared radiation 15 is directed at the web, a proportion of which radiation is absorbed in the web where it evaporates moisture, but the greater part of which 16 is reflected from the web, being dispersed in various directions. According to the invention one or more flanges 4, 5 have been fitted at the sides of the radiation source 3, which are directed at a suitable oblique angle to the web 1 and which are heated up under the effect of the reflected radiation 16 and begin to emit secondary infrared radiation 17 at a higher wave length, which is directed at the web for further drying effect. The secondary radiation 17 preferably has a wavelength between 2.0 and 4 μ m, the absorption in the paper web being considerably greater than at the wavelengths 1.0 - 2.0 μ m typical of primary radiation. <IMAGE>

Description

9313193131

Menetelmä ja laitteisto liikkuvan paperirainan kuivaamiseksi Tämän keksinnön kohteena on menetelmä liikkuvan paperirainan 5 kuivaamiseksi infrapunasäteilyn avulla, jossa menetelmässä säteilylähteestä kohdistetaan rainaan primäärisäteily, josta osa absorboituu rainaan haihduttaen siinä olevaa kosteutta ja osa heijastuu rainasta takaisin eri suuntiin hajautuneena .The present invention relates to a method for drying a moving paper web 5 by means of infrared radiation, in which primary radiation is applied to a web from a radiation source, part of which is absorbed into the web by evaporating moisture therein and part reflected back from the web.

1010

Paperirainaa kuivataan sen valmistusprosessin yhteydessä sekä ennen päällystystä että kostean päällystyspastan levityksen jälkeen. Kuivauksessa käytetään säteilylähteenä in-frapunalamppuja, joista kootut elementit on sijoitettu poi-15 kittain liikkuvaa paperirainaa vasten muutaman senttimetrin etäisyydelle rainasta. Infrapunasäteilytystä on saattanut seurata erillinen ilmakuivausvaihe ja/tai sylinterikuivaus-vaihe .The paper web is dried during its manufacturing process both before coating and after application of the wet coating paste. Drying uses in-infrared lamps as a radiation source, from which the assembled elements are placed against the paper web moving a few centimeters away from the web. Infrared radiation may have been followed by a separate air drying step and / or cylinder drying step.

20 Tähänastisten kuivausmenetelmien tavoitteena on ollut mahdollisimman korkealaatuinen paperi. Tätä silmälläpitäen on käytetty tehokkaita säteilylähteitä, joilla säteilyn inten-siteettimaksimi on aallonpituusalueella 1,0-2,0 Mm ja joita on asennettu paperirainaa vasten niin paljon, että haluttu 25 kuivausteho on saavutettu. Kuivuminen on tällöin nopeaa, ja päällystyspastan sideaineen tunkeutuminen pohjapaperiin, mikä heikentäisi paperin laatua, on estetty. Haittapuolena on kuitenkin se, että mainituilla aallonpituuksilla ainoastaan noin 5-10 % säteilystä absorboituu paperirainaan haih-30 duttamaan siinä olevaa kosteutta, n. 65-75 %:n heijastuessa paperista takaisin ja lopun säteilyn mennessä paperirainan t läpi. Valtaosa heijastussäteilystä osuu takaisin säteilylähteeseen ja aikaansaa infrapunalamppujen kuumenemista. Lamppuja on niiden vaurioitumisen estämiseksi jäähdytettävä il-35 maila. Lopputuloksena on se, että suurin osa, n. 50-75 %, primäärisäteilyn energiasta päätyy jäähdytysilmaan ja menee rainan kuivauksen kannalta hukkaan.20 The aim of the drying methods to date has been to produce paper of the highest possible quality. With this in mind, efficient radiation sources have been used which have a maximum radiation intensity in the wavelength range of 1.0 to 2.0 mm and which are mounted against the paper web to such an extent that the desired drying power has been achieved. Drying is then rapid, and the penetration of the coating paste binder into the base paper, which would impair the quality of the paper, is prevented. However, the disadvantage is that at said wavelengths only about 5-10% of the radiation is absorbed into the paper web to evaporate the moisture therein, with about 65-75% being reflected back from the paper and by the end of the radiation through the paper web t. The majority of the reflected radiation hits back to the radiation source and causes the infrared lamps to heat up. To prevent damage to the lamps, the il-35 racket must be cooled. The end result is that most, about 50-75%, of the primary radiation energy ends up in the cooling air and is wasted in terms of web drying.

93131 2 Tämän keksinnön tarkoituksena on muodostaa ratkaisu, jolla infrapunasäteilylähteen teho kyetään hyödyntämään tehokkaammin paperirainan kuivaamiseen ja täten säästetään energiaa. Keksinnölle on tunnusomaista se, että heijastunut säteily 5 järjestetään kuumentamaan yhtä tai useampaa säteilylähteen sivulle asennettua, rainaa kohti suunnattua laippaa niin, että laippa emittoi sekundääristä infrapunasäteilyä, jonka aallonpituus on keskimäärin suurempi kuin primäärisäteilyn ja joka kohdistuu liikkuvaan rainaan sen lisäkuivatuksen 10 aikaansaamiseksi.93131 2 The object of the present invention is to provide a solution by which the power of an infrared radiation source can be utilized more efficiently for drying a paper web and thus energy is saved. The invention is characterized in that the reflected radiation 5 is arranged to heat one or more flanges mounted on the side of the radiation source directed towards the web so that the flange emits secondary infrared radiation having an average wavelength longer than the primary radiation and directed at the moving web 10.

Keksinnön mukaisesti aikaansaatavan sekundäärisen infra-punasäteilyn oleellisena etuna on se, että se edellä mainittuja primäärisäteilyn aallonpituuksia (1,0-2,0 μπι) suuremman 15 aallonpituutensa johdosta absorboituu paljon voimakkaammin kosteaan paperirainaan. Aallonpituuksilla n. 2,5-4,0 μπι jopa 90 % sekundäärisäteilystä voi absorboitua ja kuivata rainaa haihduttamalla siinä olevaa kosteutta. Keksinnössä tullaan tällöin toimeen vähemmällä primäärisellä säteilyenergialla 20 ja pienemmällä määrällä säteilylähteenä toimivia infrapuna- lamppuja. Vastaavasti lamppujen jäähdytystarve jää entistä vähäisemmäksi.The essential advantage of the secondary infrared radiation provided according to the invention is that it is absorbed much more strongly into the moist paper web due to its wavelength greater than the above-mentioned primary wavelengths (1.0-2.0 μπι). At wavelengths of about 2.5-4.0 μπι, up to 90% of the secondary radiation can be absorbed and dried by evaporating the moisture in the web. The invention then comes with less primary radiant energy 20 and a smaller number of infrared lamps acting as a radiation source. Correspondingly, the cooling need of the lamps is even lower.

Säteilylähteen varustaminen sekundäärisäteilyä emittoivalla, 25 sopivimmin viistosti rainaa kohti suunnatulla sivulaipalla . edellyttää sitä, että säteilylähde asennetaan pääasiallises ti selvästi kauemmas liikkuvasta rainasta kuin tähänastisten kuivaimien aivan rainan tuntumassa sijaitsevat säteilylähteet. Tarkoitus on, että mahdollisimman suuri osuus rainasta 30 heijastuneesta lyhytaaltoisesta primäärisäteilystä osuu sä teilylähteen sivulla olevaan kuumenevaan laippaan ja muuntuu rainaa kuivaavaksi pitempiaaltoiseksi sekundäärisäteilyksi ja mahdollisimman pieni osuus palaa säteilylähteeseen jäähdytyksellä poistettavaksi hukkaenergiaksi. Etäämpänä rainas-35 ta sijaitseva säteilylähde on myös vähemmän altis likaantumaan vastapäällystetystä rainasta mahdollisesti irtoavista roiskeista.Equipping the radiation source with a secondary radiation emitting side flange, preferably inclined obliquely towards the web. requires that the radiation source be installed mainly well away from the moving web than the radiation sources of the existing dryers right next to the web. It is intended that the largest possible portion of the shortwave primary radiation reflected from the web 30 impinges on the heating flange on the side of the radiation source and is converted into longer-wave secondary radiation drying the web, and the smallest possible portion returns to the radiation source to be removed by cooling. The radiation source further away from the web is also less prone to fouling from splashes that may come off the freshly coated web.

3 931313 93131

Sekundäärisäteilyä emittoivat sivulaipat voivat keksinnön mukaan sijaita siten, että toinen laippa on rainan kulkusuunnassa primäärisäteilylähteen edessä ja toinen sen takana. Tämä antaa mahdollisuuden loitontaa laippojen välissä 5 sijaitsevaa säteilylähdettä liikkuvasta rainasta. Jos infra-punalampuista koostuva säteilylähde on liikkuvan rainan suuntainen, voivat säteilylähde, raina ja sivulaipat yhdessä rajata poikkileikkaukseltaan oleellisesti puolisuunnikkaan muotoisen tilan, jossa primäärisäteily, heijastussäteily ja 10 sekundäärisäteily tapahtuvat.According to the invention, the side flanges emitting secondary radiation can be located so that one flange is in the direction of travel of the web in front of the primary radiation source and the other behind it. This makes it possible to move the radiation source located between the flanges 5 away from the moving web. If the radiation source consisting of infrared lamps is parallel to the moving web, the radiation source, the web and the side flanges together can delimit a space of substantially trapezoidal cross-section in which the primary radiation, the reflected radiation and the secondary radiation take place.

Liikkuvan rainan suuntaisen primäärisäteilylähteen pituus rainan suunnassa voi olla n. 50-100 cm ja etäisyys rainasta n. 30-60 cm, edullisesti n. 40-50 cm. Viimeksi mainittu 15 vastaa säteilylähteen huoltoasentoa nykyisissä kuivaimissa, mikä merkitsee sitä, että keksintö mahdollistaa säteilylähteen asentamisen kiinteästi paikalleen. Keksinnön mukaisesti säteilylähteen sivuilla olevat laipat ovat edullisesti hieman irti säteilylähteestä, jolloin niiden lämpölaajeneminen 20 ei aiheuta ongelmia. Laipat voivat olla n. 30-60°, edullisesti n. 45°:n kulmassa rainaan nähden, ja niiden pituus voi olla n. 10-80 cm, edullisesti n. 40-60 cm. Laippojen kärkien etäisyys liikkuvasta rainasta voi vaihdella välillä n. 1-10 cm, edullisesti n. 1-5 cm. Jos rainassa esiintyy lepatusta, 25 tulisi mainitun etäisyyden olla ainakin n. 3 cm, mutta jos .. raina on kuivaimen kohdalla tuettuna telaa vasten, voi n. 1 cm:n etäisyys olla riittävä.The length of the primary radiation source in the direction of the moving web in the direction of the web may be about 50-100 cm and the distance from the web about 30-60 cm, preferably about 40-50 cm. The latter 15 corresponds to the maintenance position of the radiation source in current dryers, which means that the invention makes it possible to install the radiation source in a fixed position. According to the invention, the flanges on the sides of the radiation source are preferably slightly detached from the radiation source, whereby their thermal expansion 20 does not cause problems. The flanges may be about 30-60 °, preferably at an angle of about 45 ° to the web, and may be about 10-80 cm in length, preferably about 40-60 cm. The distance of the flange tips from the moving web can vary between about 1-10 cm, preferably about 1-5 cm. If flutter occurs in the web, said distance should be at least about 3 cm, but if .. the web is supported against the roll at the dryer, a distance of about 1 cm may be sufficient.

Vaihtoehtoisesti voidaan primäärisäteilylähde asentaa liik-30 kuvan rainan suuntaan nähden viistoon asentoon, jolloin pääosa primäärisäteilystä saadaan kohdistetuksi vinosti rai- « naan. Ratkaisu on erityisen edullinen kuivattaessa peilihei-jastavan komponentin sisältävällä päällysteellä päällystettyä paperirainaa. Jos primäärisäteilylähde ulottuu toisessa 35 päässään rainan tuntumaan, tullaan toimeen yhdellä, säteily-lähteen vastakkaiseen päähän liitetyllä, sopivimmin viistosti rainaa kohti suunnatulla sivulaipalla. Säteily tapahtuu tällöin säteilylähteen, sivulaipan ja liikkuvan rainan ra- 4 93131 jäämässä, poikkileikkaukseltaan oleellisesti kolmion muotoisessa tilassa.Alternatively, the primary radiation source may be mounted in an oblique position relative to the web direction of the motion picture, whereby the majority of the primary radiation is directed obliquely to the web. The solution is particularly advantageous when drying a paper web coated with a coating containing a mirror-reflecting component. If the primary radiation source extends at its other end 35 close to the web, it is provided by a single side flange connected to the opposite end of the radiation source, preferably obliquely towards the web. The radiation then takes place in the remainder of the radiation source, the side flange and the moving web, in a substantially triangular cross-section.

Keksinnön mukaisessa paperirainan kuivauksessa käytetään 5 edullisesti primäärisäteilijöitä, joista saatavan infra- punasäteilyn intensiteettimaksimi on aallonpituusalueella n. 1,0-2 μιη, erityisesti n. 1,1-1,6 μιη. Tällaisilla aallonpituuksilla saavutetaan suurin mahdollinen primäärisäteilijän säteilyteho. Kuumenevien sivulaippojen antaman sekundäärisen 10 infrapunasäteilyn intensiteettimaksimi on keksinnön ajatuksen mukaan edellä mainittua suuremmalla aallonpituudella, joka on sopivasti yli 2,0 Mm ja edullisimmin välillä n. 2,3- 4,0 Mm. Lämpötila, johon laipat kuumenevat, voi olla välillä 300-1200°C, sopivasti 700-1200°C ja edullisimmin n. 1150°C. 15 Sekundäärisäteilyn aallonpituus riippuu laipan lämpötilasta ja käy 1200°C yläpuolella keksinnön tavoitteen, mahdollisimman suuren absorption ja kuivausvaikutuksen, kannalta liian pieneksi.In the drying of the paper web according to the invention, primary radiators are preferably used, the maximum intensity of the infrared radiation obtained in the wavelength range being about 1.0-2 μιη, in particular about 1.1-1.6 μιη. At such wavelengths, the maximum possible radiant power of the primary radiator is achieved. According to the idea of the invention, the maximum intensity of the secondary infrared radiation emitted by the heating side flanges is at a higher wavelength than mentioned above, suitably more than 2.0 Mm and most preferably between about 2.3 and 4.0 Mm, the temperature to which the flanges heat may be between 300-1200 ° C, suitably 700-1200 ° C and most preferably about 1150 ° C. The wavelength of the secondary radiation depends on the temperature of the flange and is too small above 1200 ° C for the object of the invention, the highest possible absorption and drying effect.

20 Sekundäärisäteilyä lähettävien kuumenevien laippojen materiaalilta vaaditaan, että se kestää mainitut korkeat lämpötilat, ja erityisen edullisia ovat materiaalit, joiden emissi-viteetti ko. lämpötiloissa on välillä 0,8-1,0. Esimerkkeinä käyttökelpoisista materiaaleista voidaan mainita metallile-25 vyt, kuten krominikkeli-, molybdeeni- ja teräslevyt. Run-.. säästi kromia ja nikkeliä sisältävät austeniittiset teräk set, kuten Avesta 253® ja Avesta 353® ovat erityisen sopivia. Myös keraamiset materiaalit, kuten piinitridi ja monet karbidit, erityisesti piikarbidi, tulevat kysymykseen ja 30 niitä voidaan käyttää myös metallilevyn päällysteenä.The material of the heating flanges emitting secondary radiation is required to withstand said high temperatures, and materials having an emissivity of the above-mentioned properties are particularly preferred. temperatures range from 0.8 to 1.0. Examples of useful materials include metal sheets such as chromium nickel, molybdenum and steel sheets. Christening and nickel-rich austenitic steels such as Avesta 253® and Avesta 353® are particularly suitable. Ceramic materials such as silicon nitride and many carbides, especially silicon carbide, are also suitable and can also be used as a coating on a metal plate.

V Säteilylähteen ja laippojen rajaaman tilan vastaiselta ta kasivultaan laipat on edullista varustaa lämmöneristeellä, jolla estetään sekundäärisäteilyn suuntautuminen poispäin 35 kuivattavasta rainasta sekä lämmönjohtuminen. Eristeenä voidaan käyttää esim. n. 5-15 cm:n paksuista keraamista kuitu-kerrosta tai mineraalivillakerrosta.A It is advantageous to provide the flanges with a thermal insulator on the side opposite the space delimited by the radiation source and the flanges, which prevents the secondary radiation from being directed away from the web to be dried and from conducting heat. For example, a ceramic fiber layer or a mineral wool layer with a thickness of approx. 5-15 cm can be used as insulation.

5 931315 93131

Keksinnön kohteena on myös laitteisto liikkuvan rainan kuivaamiseksi edellä kuvatulla menetelmällä. Laitteisto käsittää säteilylähteen, josta rainaan on kohdistettavissa primäärinen infrapunasäteily, jonka intensiteettimaksimi on 5 aallonpituusalueella 1,0-2,0 μιη, ja laitteistolle on keksinnön mukaan tunnusomaista se, että säteilylähteen sivulle on asennettu ainakin yksi rainaa kohti suuntautuva laippa, joka on rainasta takaisin heijastuvan säteilyn vaikutuksesta kuumenevaa materiaalia ja joka kuumana emittoi rainaan kohdis-10 tuvaa sekundääristä infrapunasäteilyä, jonka keskimääräinen aallonpituus on suurempi kuin primäärisäteilyn.The invention also relates to an apparatus for drying a moving web by the method described above. The apparatus comprises a radiation source from which primary infrared radiation with a maximum intensity in the wavelength range of 1.0-2.0 μιη can be applied to the web, and according to the invention the apparatus is characterized in that at least one flange directed towards the web is mounted on the side of the radiation source. radiation-heated material and which, when hot, emits secondary infrared radiation to the web having an average wavelength greater than that of the primary radiation.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa 15 kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista laitteistoa päällystetyn paperirainan kuivaamiseksi pituussuuntaisena leikkauksena , kuvio 2 esittää laitteistoa poikittaissuunnassa leikkauksena II-II kuviosta 1, 20 kuvio 3 esittää infrapunasäteiden kulkua eräässä keksinnön mukaisessa kuivauslaitteistossa, kuvio 4 esittää infrapunasäteiden kulkua eräässä toisessa keksinnön mukaisessa kuivauslaitteistossa, ja kuvio 5 esittää infrapunasäteiden kulkua eräässä kolmannessa 25 keksinnön mukaisessa kuivauslaitteistossa.The invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows an apparatus for drying a coated paper web in longitudinal section, Figure 2 shows an apparatus in cross-section shows the flow of infrared rays in another drying apparatus according to the invention, and Figure 5 shows the flow of infrared rays in a third drying apparatus according to the invention.

• ·• ·

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisella laitteistolla voidaan suorittaa liikkuvan paperirainan 1 kuivaus sen jälkeen, kun sille on levitetty esim. pigmentistä, kuten talkista tai kaoliinista, 30 tärkkelyksestä tms. sideaineesta sekä vedestä koostuvaa päällystyspastaa. Vaihtoehtoisesti voi kuivattava raina 1 olla päällystämätöntä paperia tai kartonkia. Rainaa 1 johdetaan laitteiston läpi telojen 2 ohjaamana.With the apparatus according to Figures 1 and 2, the drying of the moving paper web 1 can be performed after the application of a coating paste consisting of, for example, a pigment such as talc or kaolin, a starch or the like binder and water. Alternatively, the web 1 to be dried may be uncoated paper or paperboard. The web 1 is passed through the apparatus under the guidance of rollers 2.

35 Kuivauslaitteisto käsittää infrapunasäteilijän 3, joka toimii primäärisen infrapunasäteilyn lähteenä. Infrapunasäteili jä 3 ulottuu poikittaissuunnassa liikkuvan paperirainan 1 ‘ yli sen reunasta reunaan ja koostuu sopivimmin rinnakkaisis- 6 93131 ta, rainan kulkusuuntaan nähden pitkittäin tai poikittain asennetuista pitkänomaisista infrapunalampuista (ei esitetty) . Lamppujen lähettämän primäärisen infrapunasäteilyn in-tensiteettimaksimi on aallonpituusalueella 1,0-2,0 μπι, sopi-5 vasti n. 1,2 μπ\, jolloin n. 75 % säteilystä on alueella 0,5- 2,5 μπι.The drying apparatus comprises an infrared emitter 3 which acts as a source of primary infrared radiation. The infrared radiation 3 extends over the transversely moving paper web 1 'from its edge to the edge and preferably consists of elongate infrared lamps (not shown) mounted parallel or transverse to the direction of travel of the web. The intensity intensity of the primary infrared radiation emitted by the lamps is in the wavelength range 1.0-2.0 μπι, corresponding to about 1.2 μπ \, whereby about 75% of the radiation is in the range 0.5-2.5 μπι.

Primäärisäteilijä 3 on kuvion 1 mukaisessa esimerkissä asennettu n. 30° kulmaan liikkuvan paperirainan 1 suuntaan näh-10 den. Rainan 1 kulkusuunnassa primäärisäteilijän 3 eteen ja taakse on asennettu viistosti rainaa kohti suunnatut sivu-laipat 4, 5, joiden tarkoituksena on vastaanottaa pääasiassa rainasta 1 tulevaa heijastussäteilyä ja kuumennuttuaan lähettää rainaan absorboituvaa pitempiaaltoista sekundääristä 15 infrapunasäteilyä. Sivulaipat 4, 5 ovat hieman irti primäärisäteili jästä 3 ja ne ulottuvat n. 3 cm:n päähän liikkuvasta rainasta 1. Rainan 1 sivuilla on päätylaipat 6, 7, jotka ovat kuvion 2 mukaisesti rainaan nähden kohtisuorat. Sekä sivulaipat 4, 5 että päätylaipat 6, 7 koostuvat kuvioiden 1 20 ja 2 mukaisesti metallia, kuten esim. ruostumatonta terästä olevista levymäisistä elementeistä 8, joista kukin on kiinnitetty yhden, elementin keskellä sijaitsevan pultin 9 avulla elementtien takana olevaan tukirunkoon (ei esitetty). Elementtien 8 väliset raot 10 ja elementtien reunoihin lei-25 katut urat 11 estävät lämpötilan vaihtelusta johtuvan elementtien vääntymisen. Sivulaipat 4, 5 on kuvion 1 mukaisesti varustettu takasivuillaan lämmöneristeenä toimivalla mine-raalivillakerroksella 12.In the example according to Fig. 1, the primary radiator 3 is mounted at an angle of about 30 ° to the direction of the moving paper web 1. In the direction of travel of the web 1, side flanges 4, 5 directed obliquely towards the web are mounted in front of and behind the primary radiator 3, the purpose of which is to receive reflection radiation mainly from the web 1 and to transmit longer-wave secondary infrared radiation absorbed into the web. The side flanges 4, 5 are slightly detached from the primary radiation 3 and extend about 3 cm from the moving web 1. The sides of the web 1 have end flanges 6, 7 which are perpendicular to the web according to Fig. 2. Both the side flanges 4, 5 and the end flanges 6, 7 consist of plate-like elements 8 of metal, such as stainless steel, as shown in Figures 1, 20 and 2, each of which is fastened to a support frame (not shown) by means of a bolt 9 in the middle of the element. The gaps 10 between the elements 8 and the grooves 11 leading to the edges of the elements Lei-25 prevent the elements from warping due to temperature variations. According to Fig. 1, the side flanges 4, 5 are provided on their rear sides with a layer of mineral wool 12 acting as thermal insulation.

30 Liikkuvan rainan 1 primäärisäteilijään 3 nähden vastakkaiselle puolelle on sijoitettu rainan poikki ulottuva takahei-jastin 13, joka heijastaa rainan läpäissyttä primääristä infrapunasäteilyä. Kuviossa 1 takaheijastinta 13 on sen kummallakin sivulla jatkettu lämpöeristetyllä laippaosalla 14. 35 Vaihtoehtoisesti voitaisiin luonnollisesti käyttää pitempää, sivulaippojen 4, 5 päiden välin kattavaa takaheijastinta.On the side of the moving web 1 opposite to the primary radiator 3, a rear reflector 13 extending across the web is placed, which reflects the primary infrared radiation transmitted by the web. In Fig. 1, the rear reflector 13 is extended on both sides by a thermally insulated flange part 14. Alternatively, a longer rear reflector covering the ends of the side flanges 4, 5 could of course be used.

7 931317 93131

Kuviosta 3 nähdään rainan 1 suuntaisena pitkittäisleikkauksena kuivauslaitteisto, joka joitakin mitoituseroja lukuunottamatta vastaa kuviossa 1 esitettyä. Laitteisto on aikaansaatu muuntamalla tunnetun tekniikan mukaisesta lait-5 teistosta, jossa primäärisäteilyä lähettävä infrapunasätei-lijä 3 ja takaheijastin 13 ovat alunperin sijainneet rainan 1 suuntaisesti sen kummallakin puolella muutamien senttimetrien etäisyydellä rainasta. Kuviossa 3 radan 1 kulkusuunnassa n. 60 cm:n pituinen primäärisäteilijä 3 on siirretty toi-10 sesta päästään n. 30 cm:n ja toisesta päästään n. 60 cm:n etäisyydelle rainasta 1, ja sen sivuille on asennettu viistot/ n. 5 cm:n etäisyydelle rainasta ulottuvat, lämpöeristein 12 varustetut sivulaipat 4, 5. Takaheijastinta 13 ei ole siirretty, mutta sitä on kummallakin sivulla jatkettu 15 laippaosin 14 siten, että on aikaansaatu primäärisäteilyläh-teen 3, sivulaippojen 4, 5, päätylaippojen 6, 7, takaheijas-timen 13 ja laippaosien 14 rajaama tila, jonka kautta kuivattava paperiraina 1 kulkee ja jossa kuivumisen aikaansaava infrapunasäteily tapahtuu.Figure 3 shows a longitudinal section in the direction of the web 1 of a drying apparatus which, with the exception of some dimensional differences, corresponds to that shown in Figure 1. The apparatus is obtained by converting from a prior art apparatus, in which the infrared emitter 3 emitting the primary radiation and the rear reflector 13 are originally located parallel to the web 1 on either side thereof at a distance of a few centimeters from the web. In Fig. 3, in the direction of travel of the track 1, the primary radiator 3, which is about 60 cm long, has been moved from one end to about 30 cm and from the other end to about 60 cm from the web 1, and oblique / approx. The side reflectors 13, 5 with thermal insulation 12 extending at a distance of 1 cm from the web are not displaced, but are extended on each side by flange parts 14 so as to provide a primary radiation source 3, side flanges 4, 5, end flanges 6, 7, the space delimited by the rear reflector 13 and the flange parts 14 through which the paper web 1 to be dried passes and in which the infrared radiation causing drying takes place.

2020

Infrapunasäteilijän 3 vierekkäisistä putkimaisista infra-punalampuista saatava lyhytaaltoinen primäärinen infrapunasäteily on osoitettu kuviossa 3 nuolin 15. Yleisesti ottaen primäärisäteily 15 kohdistuu rainaan 1 viistosti, 25 joskin on huomattava, että säteily ei ole yhdensuuntaista vaan se saadaan eri suuntiin hajaantuneina kimppuina, joten kuvion 3 nuolet 15 on ymmärrettävä pelkästään säteilyn "keskiarvoksi" . Ainoastaan pieni osa primäärisäteilystä 15 absorboituu rainaan 1 haihduttamaan siinä olevaa kosteutta, 30 säteilyn valtaosan heijastuessa rainasta takaisin ja osuessa sivulaippoihin 4, 5 sekä primäärisäteilijään 3. Heijastuneet » * säteet on kuviossa 3 merkitty viitenumerolla 16. Tietty osuus primäärisäteilystä 15 läpäisee rainan 1 ja heijastuu sen takana olevasta takaheijastimesta 13. Sivulaippoihin 4, 35 5 osunut heijastussäteily 16 aikaansaa laippojen kuumenemi sen, jolloin ne alkavat emittoida pitempiaaltoista sekundääristä infrapunasäteilyä, jota kuviossa 3 edustavat nuolet 17. Pitempiaaltoinen sekundäärisäteily 17 absorboituu erit- 8 93131 täin voimakkaasti rainaan 1 ja aikaansaa täten tehokkaan kuivatuksen. Myös sekundäärisäteilyä kuvaavat nuolet 17 on kuviossa 3 ymmärrettävä sivulaipan koko laippapinnalta eri suuntiin hajaantuvan säteilyn keskiarvoksi.The shortwave primary infrared radiation from the adjacent tubular infrared lamps of the infrared radiator 3 is indicated by arrows 15 in Figure 3. In general, the primary radiation 15 is directed at the web 1 obliquely, 25 although it should be noted that the radiation is not parallel must be understood as the "average" of radiation only. Only a small part of the primary radiation 15 is absorbed by the web 1 to evaporate the moisture therein, 30 the majority of the radiation being reflected back from the web and impinging on the side flanges 4, 5 and the primary radiator 3. The reflected rays are denoted by reference numeral 16 in Figure 3. from the rear rear reflector 13. The reflective radiation 16 impinging on the side flanges 4, 35 5 causes the flanges to heat up, causing them to emit longer wavelength secondary infrared radiation, represented by arrows 17 in Figure 3. The longer wavelength secondary radiation 17 . The arrows 17 describing the secondary radiation in Fig. 3 must also be understood as the average of the radiation scattered in different directions from the entire flange surface of the side flange.

55

Kuvion 4 mukainen laitteiston sovellutus on tarkoitettu kuivaamaan liikkuvaa, päällystettyä tai päällystämätöntä pape-rirainaa 1, jonka pinta on hajaheijastava. Primääristä lyhytaaltoista infrapunasäteilyä lähettävä primäärisäteilijä 3 10 on tässä etäännytetty liikkuvasta rainasta 1 sen suuntaa muuttamatta, ja rainan kulkusuunnassa säteilijän eteen ja taakse on asennettu viistot sivulaipat 4 ja 5 45°:n kulmaan rainaan nähden. Primäärisäteilijästä 3 saatava säteily on kuviossa 4 piirretty rainaan 1 kohtisuorasti suunnatuksi 15 säteilyrintamaksi 15, joka rainan pinnan hajaheijastuvuuden vuoksi aikaansaa rainasta kaikkiin suuntiin hajautuvan hei-jastussäteilyn 16. Heijastussäteilyn 16 kuumentamat sivulaipat 4, 5 tuottavat sen jälkeen pitempiaaltoisen sekundäärisen infrapunasäteilyn 17, joka huomattavalta osin aikaansaa 20 rainan 1 kuivumisen.The application of the apparatus according to Figure 4 is intended for drying a moving, coated or uncoated paper web 1, the surface of which is diffusely reflective. Here, the primary emitter 3 10 emitting primary shortwave infrared radiation is distanced from the moving web 1 without changing its direction, and oblique side flanges 4 and 5 are mounted at an angle of 45 ° to the web in the direction of travel of the web in front of and behind the radiator. The radiation from the primary radiator 3 is plotted in Fig. 4 as a radiation front 15 directed perpendicular to the web 1, which, due to the diffuse reflectivity of the web surface, produces 20 web 1 drying.

Kuviosta 5 nähdään laitteiston erityisen edullinen sovellutus, joka eroaa kuviossa 3 esitetystä siinä, että rainan 1 suuntaan nähden n. 45°:n kulmaan asennettu, kahdessa vierek-25 käisestä infrapalkista 3 muodostuva primäärisäteilijä ulot-.. tuu toisessa päässään rainan 1 tuntumaan, jolloin laitteis tossa riittää yksi ainoa, primäärisäteilijän vastakkaisesta päästä rainaa kohti siihen nähden n. 45°:n kulmassa suunnattu sivulaippa 5. Primäärisäteily 15, rainasta 1 heijastunut 30 säteily 16 ja sivulaipan 5 emittoima sekundäärisäteily 17 tapahtuvat tällöin primäärisäteilijän 3, sivulaipan 5 ja 9 rainan 1 rajaamassa poikkileikkaukseltaan kolmion muotoisessa tilassa. Rainan 1 vastakkaisella puolella oleva takahei-jastin 13 on mitoitettu rainan suunnassa mainitun tilan pi-35 tuiseksi. Säteilijä 3 ja sivulaippa 5 voivat olla pituudeltaan n. 100 cm ja takaheijastin 13 n. 140 cm.Fig. 5 shows a particularly advantageous embodiment of the apparatus, which differs from that shown in Fig. 3 in that a primary radiator consisting of two adjacent infrared beams 3 mounted at an angle of about 45 ° to the direction of the web 1 extends at one end to the web 1, in the apparatus a single side flange 5 directed from the opposite end of the primary radiator towards the web at an angle of about 45 ° to it is sufficient. The primary radiation 15, the radiation 16 reflected from the web 1 and the secondary radiation 17 emitted by the side flange 5 then take place in the side flange 3 and 9. delimiting a cross-section in a triangular space. The rear reflector 13 on the opposite side of the web 1 is dimensioned in the direction of the web to support said space. The radiator 3 and the side flange 5 can be about 100 cm long and the rear reflector 13 about 140 cm long.

9 931319 93131

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellu-tusmuodot eivät rajoitu edellä esimerkkeinä esitettyyn vaan voivat vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa. Esimerkiksi sivulaippojen 4, 5 konstruktio voi poiketa esi-5 tetystä siinä, että levyelementtien 8 kiinnityspultteja on useampia. Takaheijastin 13 jatkeineen 14 voidaan edullisesti korvata lämpöeristetyllä pinnalla, jonka emissiviteetti laitteiston käyttölämpötiloissa on välillä 0,8-1,0, jolloin myös se toimii pitempiaaltoisen sekundäärisäteilyn emittoi-10 jana ja siten osaltaan tehostaa kuivausta.It will be clear to a person skilled in the art that the various embodiments of the invention are not limited to the examples given above but may vary within the scope of the appended claims. For example, the construction of the side flanges 4, 5 may differ from that shown in that there are several fastening bolts of the plate elements 8. The rear reflector 13 with its extensions 14 can advantageously be replaced by a thermally insulated surface, the emissivity of which in the operating temperatures of the apparatus is between 0.8 and 1.0, whereby it also acts as an emitter of longer-wave secondary radiation and thus contributes to more efficient drying.

• · i ·• · i ·

Claims

A method of drying a moving paper web (1) with infrared strain, wherein from the radiation source (3) a primary radiation (15) is directed towards the web, part of which is absorbed into the web and thereby evaporates moisture therein and a portion (16) is reflected from the web dispersed in different directions, characterized in that the reflected radiation (16) is arranged to heat one or more flanges (4, 5) mounted alongside the radiation source (3) and directed to the web 30 ( 1) say that the flange emits secondary infrared radiation (17), whose path length is on average greater than that of the primary radiation (15) and which is directed towards the moving web to obtain further drying thereof. 35

Method according to claim 1, characterized in that the web (1) is dried in addition to primary radiation (15) by means of secondary radiation (17) delivered by side flanges (4, 5) mounted in front of and behind the radiation source (3) in the web.

93 In 31 13 direction and directed obliquely from the sides of the radiation source towards the path.

Method according to claim 2, characterized in that the primary radiation (15), the reflection radiation (16) and the secondary radiation (17) mainly take place in a space defined by the radiation source (3), the side flanges (4, 5) and the movable the web (1) which exhibits a substantially trapezoidal intersection. 10

Method according to claim 1, characterized in that the primary radiation (15) is directed towards the web (1) from a radiation source (3) which is obliquely mounted to the direction of the web. 15

Method according to Claim 4, characterized in that the primary radiation (15), the reflection radiation (16) and the secondary radiation (17) occur in a space defined by the obliquely mounted radiation source (3), the oblique side flange (5) on one side thereof. , and the moving web (1) having a substantially triangular intersection.

Method according to any of the preceding claims, characterized in that the maximum intensity of the primary radiation (15) lies on the path length of 1.0-2.0 μπι and that the side flanges (4, 5) at a temperature of not more than about 1200 ° C emits a secondary V radiation (17) whose maximum intensity lies on a path length greater than 2.0 µm, preferably 2.3-4.0 µχη.

An apparatus for drying a moving paper web (1) with infrared radiation, comprising a radiation source (3), from which primary infrared radiation (15) can be directed to the web, the maximum intensity of which is on the path length 1.0-2.0 μια, characterized in that at least one flange (4, 5) directed to the web (1) is mounted on the sides of the radiation source (3), which consists of a material heated under the influence of the radiation (16) reflected off the web (16). hot state emits secondary infrared radiation (17) toward the path, whose average path length is greater than the path length of the primary radiation (15).

Installation according to claim 7, characterized in that the flange (4, 5) consists of a metal which emits at a temperature of not more than about 1200 ° C a secondary radiation (17) whose maximum intensity is at a path length which is higher than 2.0 μηι.

Plant according to claim 7 or 8, characterized in that the flange (4, 5) is provided with a thermal insulation such as a layer (12) of ceramic fibers or mineral wool.

Plant according to any of claims 7-9, characterized in that the plant comprises side flanges (4, 5) mounted in front of and behind the radiation source (3) in the ρδρ direction of the web (1), directed obliquely from the sides of the radiation source to the web. .

Plant according to claim 10, characterized in that the distance from the radiation source (3) to the movable web (1) is about 30-60 cm, preferably about 40-50 cm, and that the distance from the side flanges (4,5) to the web is about 1-10 cm.

Installation according to any of claims 7-11, characterized in that the side flanges (4, 5) face the web (1) at an angle of about 30-60 °, preferably about 45 °.

Plant according to any of claims 7-9, characterized in that the radiation source (3) is mounted obliquely to the web (1) and that on one side of the radiation source is mounted obliquely against the web (5) so that the radiation source, lateral. · The flange and web define a space with substantial triangular intersection, in which the radiation occurs.