FI96125C - Rainojen käsittelyyn tarkoitettu alipainesuutinjärjestely ja menetelmä rainojen käsittelyyn tarkoitetussa alipainesuutinjärjestelyssä - Google Patents

Description

- 96125

Rainojen käsittelyyn tarkoitettu alipainesuutinjäijestely ja menetelmä rainojen käsittelyyn tarkoitetussa alipainesuutinjäijestelyssä

Arrangemang av undertrycksmunstycken avsett för behandling av banor 5 och förfarande vid ett arrangemang för undertrycksmunstycken avsett för behandling av banor 10 Keksinnön kohteena on rainojen käsittelyyn tarkoitettu alipainesuutinjäijestely, joka käsittää rainaan kuivattavan ja kannattavan kaasu virtauksen kohdistavan suuttimen, joka on kotelorakenteinen, ja suuttimen toiselle sivulle muodostetun suutintilan, jossa on suutinrako, joka rajoittuu suutinseinämiin, joista toinen toimii kaarevana ohjauspintana, joka on sovitettu kääntämään suutinraosta johdettava kaasuvirtaus Coanda-ilmiöön 15 perustuen suuttimen yläpinnalle muodostuvan kantopinnan suuntaiseksi, jossa rainan kulkusuunnassa välimatkan päähän ennen mainittua ensimmäistä suutinrakoa on jäljestetty ainakin yksi toinen suutinrako ja jossa toisen suutinraon yhteyteen sovitettu virtauksen ohjaus on lämmönsiirtokertoimen parantamiseksi jäljestetty siten, että virtauksella on rainan kulkusuuntaan nähden olennaisen suuri kohtisuora nopeuskomponentti, ja jossa 20 toisesta suutinraosta johdettavan virtauksen rainan etenemistason suuntainen nopeuskomponentti on suurempi kuin nolla.

: Keksinnön kohteena on myös menetelmä rainojen käsittelyyn tarkoitetussa alipainesuu tinjäijestelyssä, jossa menetelmässä rainaa kannatetaan ja kuivatetaan kaasuvirtauksella, 25 joka puhalletaan siten, että kaasuvirtaus kääntyy rainan kulkusuunnan suuntaiseksi, jossa rainaa kannatetaan ja kuivatetaan mainitun ensimmäisen kaasuvirtauksen lisäksi ainakin yhdellä toisella kaasuvirtauksella, joka puhalletaan rainan kulkusuunnassa ennen ,* ensimmäistä kaasuvirtausta, ja jossa toinen kaasuvirtaus suunnataan siten, että mainitul- la toisella virtauksella on rainan kulkusuuntaan nähden olennaisen suuri kohtisuora 30 nopeuskomponentti ja rainan etenemistason suuntainen nopeuskomponentti on suurempi kuin nolla.

2 96125

Keksinnön kohteena oleva suutinjäijestely on tarkoitettu paperi- ym. jatkuvien rainojen kosketuksettomaan kannatukseen ja käsittelyyn esim. kuivatukseen tai lämpökäsittelyyn. Keksinnön kohteena oleva suutinjäijestely soveltuu erityisesti käytettäväksi kuivaamat-toman, päällystetyn rainan kosketuksettomaan kannatukseen ja kuivaussovelluksiin.

5 Keksinnön kohteena oleva suutinjäijestely on tarkoitettu käytettäväksi esim. leiju-kuivattimessa, jossa tällaisia suutinjäijestelyjä on sijoitettu joko molemmille puolille rataa tai vain rainan toiselle puolelle ja jossa suuttimien kautta puhalletaan ilmaa rainan kannattamiseksi, kuivattamiseksi tai lämmittämiseksi.

10 Kaasunpuhallukseen perustuvia laitteita käytetään yleisesti paperin valmistuksessa ja jalostuksessa. Em. laitteissa puhallettava kaasu johdetaan erilaisten suutinjäijestelyjen avulla rainan toiselle tai molemmille puolille, jonka jälkeen käsittelykaasu imetään pois uudelleen käytettäväksi tai poistettavaksi ja/tai käsittelykaasun annetaan purkautua rainan sivuille.

15

Ennestään tunnetut rainan kosketuksettomaan käsittelyyn perustuvat laitteet muodostuvat joukosta suutinlaatikoita, joiden suuttimista rainaan kohdistetaan sitä kannattava ja kuivattava kaasuvirtaus. Kyseisten laitteiden ennestään tunnetut suuttimet voidaan jakaa kahteen ryhmään: ylipainesuuttimiin ja alipainesuuttimiin, joista ylipainesuuttimien 20 toiminta perustuu ilmatyynyperiaatteelle ja alipainesuuttimet synnyttävät dynaamisen alipainekentän ja niiden kantopinta imee rainaa puoleensa, ja stabiloivat rainan kulun. Rainaan kohdistuva vetovoima perustuu tunnetusti rainan kanssa yhdensuuntaiseen kaasun virtauskenttään, joka muodostaa dynaamisen alipaineen rainan ja suuttimen kannatuspinnan välille. Sekä yli- että alipainesuuttimissa käytetään yleisesti ns. 25 coanda-ilmiötä ilman johtamiseksi haluttuun suuntaan.

·' Ylipainesuuttimissa rainan ja suuttimen kantopinnan välille muodostetaan ennestään tunnetusti ylipaineinen alue, joka pyrkii työntämään rainaa poispäin suuttimesta, kuten on esitetty kuviossa Bl. Ylipainesuuttimet on siten aina sijoitettava molemmille puolille 30 rainaa, jolloin työntövoimat kumoavat toisensa ja raina kulkee suunnilleen keskilinjassa. Ylipainesuuttimessa rainaan kohdistuvat työntövoima, repulsio, on kaikilla etäisyyksillä

II

- 96125 3 suurempi tai yhtäsuuri kuin 0. Kuviossa B2 on esitetty tällaisen tekniikan tason mukaisen ylipainesuuttimen aikaansaama rainaan kohdistuva työntövoima rainan ja suuttimen välisen etäisyyden funktiona.

5 Alipainesuuttimessa suuttimen ja rainan väliin muodostuu lievästi alipaineinen alue, joka stabiloi rainan määrätyn etäisyyden päähän kantopinnasta. Alipaineen muodostuminen on seurausta ilman puhallustavasta, jossa ilmasuihku ohjataan kulkemaan kantopinnan ja rainan suhteen yhdensuuntaisesti, kuten käy ilmi piirustuksen kuviosta AI. Hyvin pienillä etäisyyksillä suuttimen kantopinnan ja rainan välillä rainaan kohdistuu 10 työntövoima, suuremmilla etäisyyksillä vetovoima. Kuviossa A2 on esitetty erään tekniikan tason mukaisen alipainesuuttimen yhteydessä rainaan kohdistuva veto-/työntö-voima rainan ja suuttimen välisen etäisyyden funktiona.

Ylipainesuuttimien rainaan kohdistama voima on verraten suuri. Ylipainesuuttimilla 15 voidaankin käsitellä raskaita ja täysin kiristymättömiä rain oja. Useimmat tunnetuista ylipainesuuttimista kohdistavat kuitenkin teräviä suihkuja olennaisesti kohtisuoraan rainaa vasten aiheuttaen näin epätasaisen lämmönsiirtokertoimen jakauman rainan pituussuunnassa, mikä usein aiheuttaa laatuvahinkoja käsiteltävälle rainalle.

20 Tunnettujen alipainesuuttimien rainaan kohdistama voima on verraten pieni, mistä syystä näitä suuttimia ei yleensä käytetä raskaiden rainojen käsittelyyn eikä silloin * kun rainan kireys on alhainen. Alipainesuuttimia käytetäänkin yleensä laitteissa, joiden pituus ei ylitä 5 m ja joiden molemmin puolin on sijoitettu johtoteloja rainan tukemiseksi.

25

Esillä olevaan keksintöön liittyvän ja sitä sivuavan tekniikan tason osalta viitataan FI-*: patenttijulkaisuihin 60 261, 68 723 ja 77 708 sekä D.W. Mc Glaughlin, I. Greber, The

American Society of Mechanical Engineers, Advances in Fluids 1976, "Experiments on . the Separation of a Fluid Jet from a Curved Surface", sivut 14-29. Näistä julkaisuista 30 patenttijulkaisuissa 60 261 ja 77 708 on esitetty ylipainesuuttimia ja FI-patenttijulkaisus- 4 - 96125 sa 68 723 on kuvattu leijukuivattimen suutin, jolla kuivatettavaan rainaan kohdistetaan kuivattava ja kannattava alipaineinen kaasuvirtaus.

FI-patentista 68 723 tunnetussa ratkaisussa on pidetty uutena sitä, että suuniinen 5 suutinrako sijaitsee sinänsä tunnetusti kaasun virtaussuunnassa ennen kaarevan ohjaus-pinnan tuloreunan tasoa ja että suutinraon leveyden ja mainitun ohjauspinnan kaarevuus-säteen suhde on esiintyvillä kaasuvirtausnopeuksilla siten valittu, että kaasuvirtaus irtoaa kaarevasta ohjauspinnasta olennaisesti ennen sen jättöreunaa. Ko. tunnetussa ratkaisussa suutin käsittää suutinkotelon, jonka toisella sivulla on suutinrako, joka 10 rajoittuu toisaalta virtauksen etulevyyn ja toisaalta suuttimen kammion etuseinämään ja jatkuu kaarevana virtauksen ohjauspintana ja edelleen kansiosana.

Viite "Experiments on the Separation of a Fluid Jet from a Curved Surface" selvittää virtaussuihkun irtautumismekanismeja kaarevasta seinämästä ja siihen vaikuttavia eri 15 parametrejä. Esillä olevan keksinnön kannalta ovat olennaisia ne tulokset, jotka selviävät viitteen sivun 21 fig. 5:n graafisesta esityksestä, jossa on esitetty käyräparvi koordinaatistossa, jossa on pystyakselina irtoamiskulma, vaaka-akselina Reynoldsin luku.

Käyräparven parametrina on suhde W = suutinraon leveyden suhde pinnan

R

20 kaarevuussateeseen. Näistä tutkimustuloksista selviää, että suutinrakenteissa esiintyvillä virtausparametrilla seuraamiskulma Φ on yleensä välillä 45-70°.

Keksinnön kohteena olevan alipainesuuttimen toiminnan tarkoituksena on saada aikaan rainan kanssa yhdensuuntainen kaasun virtauskenttä, joka vetää rainaa puoleensa ja 25 stabiloi rainankulun määrätylle etäisyydelle suuttimen kantopinnasta. Alipainesuuttimen aiheuttamassa kaasuvirtauksessa lämmönsiirto rainan pituussuunnassa on tasaista, joten alipainesuuttimet soveltuvat arkojenkin materiaalien käsittelyyn. Samoin niitä voidaan käyttää rainan yksipuoliseen käsittelyyn.

30 Keksinnön päämääränä on erityisesti luoda sellainen alipainesuutin, jolla saadaan suurempi lämmönsiirtoteho ja parempi rainakäyttäytyminen kuin tunnetuilla ali-

II

96125 5 painesuuttimilla, kun rainan pinta-alayksikköä kohti käytetty ilmamäärä ja puhallinteho ovat yhtäsuuret.

Edellä esitettyjen ja myöhemmin esille tulevien päämäärien saavuttamiseksi on 5 keksinnön mukaiselle alipainesuutinjäijestelylle pääasiallisesti tunnusomaista se, että että ensimmäisen suutinraon ja toisen suutinraon välissä on kantopinta ja että ensimmäisen suutinraon yhteyteen muodostuvan kantopinnan ja rainan (W) välinen etäisyys on pienempi kuin mainitun ensimmäisen suutinraon ja toisen suutinraon väliin muodostuvan kantopinnan ja rainan välinen etäisyys.

10

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että menetelmässä ensimmäisen kaasuvirtauksen ja toisen kaasuvirtauksen väliin muodostetaan kantopinta, jonka etäisyys rainasta on suurempi kuin ensimmäisen kaasuvirtauksen yhteyteen muodostuvan kantopinnan etäisyys rainasta.

15

Keksinnön muita edullisia tunnuspiirteitä on esitetty patenttivaatimuksissa 2-6 ja 8.

Keksinnöllinen ratkaisu perustuu suuttimen uuteen geometriseen muotoiluun ja uuteen ilmanpuhallusperiaatteeseen.

20

Keksinnöllisessä jäijetelyssä kuivattava ja kannattava kaasuvirtaus puhalletaan suutti- • · men raoista kahtena virtauksena, joista rainan kulkusuunnassa jälkimmäinen kääntyy Coanda-efektin ansiosta kantopinnan suuntaisesti ja toinen on suunnattu kantopintaan nähden sopivaan kulmaan siten, että virtaus ei lähde seuraamaan kantopintaa, vaan 25 suuntaa kohti rainaa, jolloin saadaan tehokkaampi lämmönsiirto. Toisen ilmavirtauksen ohjauspinta ei ole kaareva, jolloin suihku irtoaa kantopinnasta helpommin. Edelleen

t I

keksinnöllisessä jäijestelyssä on edullista se, että rainan kulkusuunnassa edellä olevan kantopinnan etäisyys rainasta on hieman suurempi kuin rainan kulkusuunnassa jälkimmäisen kantopinnan ja tällä estetään se, että rainaa kohti suunnattu virtaus työntäisi 30 rainaa etäämmälle suuttimesta.

• · 6 - 96125

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellusesimerkkeihin, joihin keksintöä ei ole kuitenkaan mitenkään ahtaasti tarkoitus rajoittaa.

S Kuvio AI esittää erään tekniikan tason mukaisen alipainesuuttimen kaaviollisesti.

Kuvio A2 esittää erään tekniikan tason mukaisen alipainesuuttimen kantopinnan ja rainan välisen etäisyyden funktiona rainaan kohdistuvan veto-/työntövoiman.

10 Kuvio B1 esittää erästä tekniikan tason mukaista ylipainesuutinta kaaviollisesti esitettynä.

Kuvio B2 esittää eräällä tekniikan tason mukaisella ylipainesuuttimella saavutettavaa työntövoimaa rainan kantopinnan ja suuttimen välisen etäisyyden funktiona.

15

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti keksinnön mukaisen suutinjäijestelyn eräs sovellusesimerkki.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen suuttimen lämmönsiirtoteho suuttimen 20 kantopinnan ja rainan välisen etäisyyden funktiona verrattuna tunnetun suuttimen vastaavaan.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaiselle ja tekniikan tasosta tunnetulle suuttimelle mitatut siniaallon voimakkuudet rainan kireyden funktiona.

25

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön mukaiselle suuttimelle ja tekniikan tasosta tunnetulle *; suuttimelle mitatut siniaallon voimakkuudet puhallusnopeuden funktiona.

. Kuviossa 5 on esitetty eräs sovellusesimerkki keksinnön mukaisen alipainesuutinjäijeste- 30 lyn suutinaukkoalueen ratkaisuksi.

II

96125 7

Kuviossa 6 on esitetty eräs toinen keksinnön mukaisen alipainesuutinjäijestelyn suutinalueen toteutusesimerkki.

Kuviossa 7 on esitetty kaaviollinen periaatekuva keksinnön mukaisella suuttimella 5 aikaansaadusta suutinkentästä ja rainan kulusta.

Kuviossa 8 on esitetty kaavallisesti kaksipuolinen leijukuivatin varustettuna keksinnön mukaisilla alipainesuuttimilla.

10 Kuviossa 9 on esitetty kaavallisesti kuvion 8 leikkaus A eli leikkaus rainan kulkusuunnasta katsottuna.

Kuviossa AI on esitetty kaaviollisesti erään tekniikan tason mukaisen alipainesuuttimen periaatekuva. Alipainesuuttimen 10 kantopinta KP ohjaa ilmavirtaa S, joka purkautuu 15 alipainesuuttimen 10 suutinraosta R. Rainan W ja suuttimen 10 kantopinnan KP välistä etäisyyttä on merkitty viitemerkinnällä H. Alipainesuuttimen 10 ja rainan W väliin muodostuu lievästi alipaineinen alue, joka stabiloi rainan W määrätylle etäisyydelle, esim. noin 5-8 mm:n päähän, kantopinnasta KP. Alipaineen muodostuminen on seurausta ilman puhallustavasta, jossa ilmasuihku S ohjataan kulkemaan kantopinnan KP 20 ja rainan W suhteen yhdensuuntaisesti. Hyvin pienillä etäisyyksillä suuttimen 10 ja rainan W välillä rainaan W kohdistuu työntövoima ja suuremmilla etäisyyksillä H • vetovoima, joka käy ilmi kuviosta A2. Kuviossa A2 on esitetty rainaan W kohdistuva veto-/työntövoima F suuttimen ja rainan W välisen etäisyyden H funktiona. Vetovoimaa on merkitty funktion negatiivisella osuudella ja työntövoimaa positiivisella.

25

Kuvion AI mukaisesti Coanda-ilmiöön perustuen suutinraosta R purkautuva virtaus S :\ seuraa kaarevaa ohjauspintaa A sektorilla Φ, joka edellä esitetyn mukaisesti vaihtelee välillä 45°...70°. Virtaus irtoaa kaarevasta ohjauspinnasta A, jos virtauksen nopeusvek-torilla v on huomattavan suuri rainaan W nähden kohtisuora nopeuskomponentti vp (ei 30 esitetty kuviossa). Luonnollisesti, jos kulma Φ on suurempi kuin 45°, on virtauksen 96125 8 rainan W suuntainen nopeuskomponentti vs suurempi kuin siihen nähden kohtisuora nopeuskomponentti vp.

Kuvioissa B1-B2 on esitetty kaaviollisesti tekniikan tason mukainen ylipainesuutinratkai-5 su, fig. Bl, ja tällaisen aikaansaama rainaan W kohdistuva voima F rainan W ja suuttimen kantopinnan KP välisen etäisyyden H funktiona, fig. B2. Ylipainesuuttimessa 20 rainan W ja suuttimen 20 kantopinnan KP välille muodostetaan ylipaineinen alue, joka pyrkii työntämään rainaa W poispäin suuttimesta 20. Ylipainesuuttimet 20 on siten aina sijoitettava molemmille puolille rainaa W, jolloin työntövoimat kumoavat 10 toisensa ja raina W kulkee suunnilleen keskilinjassa. Ylipainesuuttimessa 20 rainaan kohdistuva voima on kaikilla etäisyyksillä suurempi kuin 0, kuten käy ilmi kuviosta B2 eli rainaan W kohdistuu työntövoima.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviollisesti suutin 50, joka on kotelorakenteinen. Kotelorakenne 15 muodostuu takaseinämästä 51, pohjaseinämästä 49, pääliseinämästä 53 ja etuseinämästä 52. Pääliseinämän 53 yläpinnalle muodostuu kantopinta KPt. Suuttimen 50 sisälle muodostuu kammio 48, josta on väliseinämien, esim. pohjaseinämän 49 suuntaisen väliseinämän 54 ja taka- ja etuseinämän 51,52 suuntaisen väliseinämän 47, välityksellä rajattu suutin tila 55. Kuivauskaasu johdetaan kammioon 48. Kuivauskaasu 20 johdetaan kammiosta 48 virtauksena P suutintilaan 55 esim. suutintilan 55 pohjaseinämän 49 suuntaiseen väliseinämään 54 tehtyjen aukkojen 54a kautta. Kuvion 1 mukaisessa sovellusesimerkissä suutintilaan 55 on muodostettu suutinraot Rt ja R2 siten, että ensimmäisen suutinraon Rj suutinseinämät Aj;56b muodostuvat kammion 48 väliseinämään 47 liittyvästä ohjauspinnasta A, sekä suutintilan 55 välikappaleen 56 25 takaseinämästä 56b ja toisen suutinraon R2 suutinseinämät 52a,56a muodostuvat kammion 48 etuseinämän 52 jatkeesta 52a ja välikappaleen 56 etuseinämästä 56a. Suutinrakojen Rj,R2 välissä suutintilassa 55 on suutinseinämien 56a,56b muodostamiseksi välikappale 56, joka käsittää takaseinämän 56b, etuseinämän 56a ja pääliseinämän 57, jonka yläpinnalle muodostuu kantopinta KP2.

30 96125 9

Suutinrako Rj kapenee kuivauskaasuvirtauksen St kulkusuunnassa siten, että kapein kohta on ulostuloaukossa. Kaventumiskulma βγ on 10° - 40°, sopivimmin noin 30°. Suutinraon R2 kaventumiskulma kulma β2 on 20° - 50°, sopivimmin 30° - 40°.

5 Ensimmäinen suutinrako R} ja toinen suutinrako R2 ovat sijoitetut välimatkan päähän toisistaan olennaisesti suuttimen 50 samalle sivulle rainan W tulosuunnan puolelle. Toinen suutinrako R2 sijaitsee rainan W kulkusuunnassa ennen ensimmäistä suutinrakoa Rj. Suutinraosta R1 kaasuvirta purkautuu kaarevan ohjauspinnan Aj ohjaamana rainan W ja suuttimen 50 väliseen tilaan kääntyen Coanda-ilmiöön perustuen ensimmäisen 10 kantopinnan KPj suuntaiseksi. Suutinraon R2 ilma johdetaan virtauksena S2 kohti rainaa W, millä saavutetaan suurempi lämmönsiirtokerroin kuin kääntämällä virtaus kantopinnan KP2 suuntaiseksi. Suutinraosta R2 purkautuvan kuivauskaasuvirtauksen S2 rainan W suuntaan nähden kohtisuora nopeuskomponentti vp on riittävän suuri suhteessa virtauksen S2 rainan W etenemistason suuntaiseen nopoeuskomponenttiin vs, jolloin 15 virtaus S2 ei lähde seuraamaan kantopintaa KP2 vaan suuntautuu kohti rainaa W. Rainan W etenemistason suuntainen nopeuskomponentti vs on suurempi kuin nolla. Nopeuskom-ponenttien vp ja vs suhde vp/vs on alueella 0,4 - 2,0, sopivimmin alueella 0,8 - 1,5; vp/vs = tan a2.

20 Keksinnön mukaisessa alipainesuutinjäijestetyssä kuivauskaasua puhalletaan suutinraosta Rj ja R2. Raosta Rj puhallettava virtaus Sj kääntyy Coanda-efektin ansiosta kantopin- • ( nan KPj suuntaiseksi ja raosta R2 puhalletaan virtaus S2, joka suunnattu kantopintaan KP2 nähden sopivaan kulmaan ct2 siten, että virtaus S2 ei lähde seuraamaan kantopintaa KP2 vaan suuntaa kohti rainaa W, jolloin saadaan tehokkaampi lämmönsiirto. Virtauk-25 sen irtoamisen kannalta on edullista, että välikappaleen 56 etuseinämän 56a jatkeena oleva ohjauspintana toimiva särmä A2 ei ole pyöristetty. Särmän A2 muodostama kulma on 180° - a2. Edelleen edullista on, että kantopinnan KP2 etäisyys H2 rainasta W on hieman suurempi kuin kantopinnan KPj etäisyys Hj rainasta W, jottei virtaus S2 työnnä rainaa W etäämmälle suuttimesta.

30 96125 10

Kuvioon 1 merkityt suuttimen 50 mittasuhteet ovat suuruusluokaltaan esimerkiksi sellaiset, että toisen suutinraon R2 etäisyys a suuttimen 50 etuseinästä 52 on 20 mm, suutinrakojen Rt ja R2 välinen etäisyys b on 30 mm, ensimmäisen suutinraon Rj etäisyys c suuttimen 50 takaseinämästä 51 on 60 mm, suutinraon Rt leveys on 2 mm 5 ja suutinraon R2 leveys on 1 mm. Suutin 50 on valmistettavissa taipeen mukaan myös eri mittakaavoissa siten, että ylläolevat dimensiot kerrotaan esim. skaalakertoimella 0,5- 2,5, sopivimmin 0,8-2,0. Suuttimessa 50 käytettävä puhallusnopeus kummassakin suutinraossa Rj ja R2 on sopivimmin suuruusluokaltaan 30-60 m/s. Kantopinnan KP1 etäisyys Hj lainasta W on 3-10 mm, sopivimmin 4-7 mm ja kantopinnan KP2 etäisyys 10 H2 rainasta W on 6-15 mm, sopivimmin 7-11 mm.

Edellä esitetyn lisäksi on suutin 50 muotoiltavissa esim. siten, että kumpaakin suutinra-koa Rj,R2 varten on suuttimeen 50 muodostettu oma suutintila 55.

15 Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen alipainesuutinjäijestelyn lämmönsiirtoteho verrattuna tekniikan tasosta tunnettuun vastaavan tyyppiseen suuttimeen eräässä esimerkkikokeessa. Keksinnön mukaisella ratkaisulla saavutettua lämmönsiirtokerrointa a suuttimen ja rainan välisen etäisyyden H välisenä funktiona on merkitty yhtenäisellä viivalla ja tekniikan tasosta tunnetun suuttimen lämmönsiirtokerrointa a suuttimen ja 20 rainan välisen etäisyyden funktiona katkoviivalla. Kokeessa käytettiin seuraavia arvoja: puhallusnopeus 60 m/s kummallakin suuttimella, suutinraon leveys tekniikan tasosta tunnetulla suuttimella 2,5 mm ja keksinnön mukaisella molempien suutinrakojen yhteenlaskettu leveys 3,0 mm, suutinjako tekniikan tason mukaisella suuttimella 180 mm ja keksinnön mukaisella suuttimella 220 mm ja puhallettava ilmamäärä tekniikan tasosta 25 tunnetulla suuttimella 0,83 m3/m2/s ja keksinnön mukaisella 0,82 m3/m2/s. Pystyakselilla on lämmönsiirtokerroin o yksikköinä W/m2/°C. Kuten kuviosta ilmenee, on keksinnön mukainen suutin noin 10 % tehokkaampi kuin tekniikan tasosta tunnetut suuttimet.

30 Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaiselle (yhtenäinen viiva) ja tekniikan tason mukaiselle (katkoviiva) suuniinelle mitatut siniaallon voimakkuudet rainan kireyden ► · 96125 11 funktiona eräässä koe-esimerkissä. Siniaallon voimakkuuden mittana on käytetty aallon korkeutta A millimetreinä ja rainan kireyden Rk yksikkönä N/m. Kyseisessä mittauksessa käytettiin LWC-paperia suutinjaon ollessa 220 mm, puhallusnopeuden 45 m/s, rainan ja suuttimen välisen etäisyyden ollessa 6 mm ja rainanopeuden 400 m/min.

5

Kuviossa 4 on esitetty siniaallon voimakkuus puhallusnopeuden PS funktiona keksinnön mukaiselle suuttimelle yhtenäisellä viivalla ja tekniikan tasosta tunnetulle suuniinelle katkoviivalla. Kokeessa käytetyt arvot olivat samat kuin edellisessä esimerkissä rainakireyden ollessa 250 N/m. Siniaallon voimakkuuden mittana on käytetty aallon 10 korkeutta millimetreinä ja puhallusnopeuden PS yksikkönä m/s.

Keksinnön mukaisella suuttimella on saatu kummassakin esimerkissä selvästi voimakkaampi siniaalto, mikä aikaansaa myös paremman ajettavuuden. Suoritetuissa ajetta-vuuskoeajoissa keksinnön mukainen suutin verrattuna tekniikan tasosta tunnettuun 15 suuttimeen osoittautui omaavan voimakkaamman siniaallon ja aikaansaavan stabiilimman rainankulun sekä vähemmän konesuuntaista vekkiä.

Kuvioissa 5 ja 6 on esitetty kaaviollisesti kaksi esimerkkiä toisen kantopinnan KP2 muotoilemiseksi. Kuviossa 5 on esitetty sovellus, jossa suutinrakojen Rj ja R2 välinen 20 kantopinta KP2 on kuoppamainen ja kuviossa 6 kantopinta KP2 suutinrakojen Ri,R2 välissä on tasainen. Kuvion 5 mukaisessa sovellusesimerkissä välikappale 56, joka • · muodostaa suutinraot Rt ja R2 seinämien 47 ja 52 kanssa, vastaavasti, on muodostettu U-muotoiseksi siten, että kantopinta KP2 ei muodostu tasaiseksi. Muulta rakenteeltaan kuviossa 5 esitetty esimerkki vastaa kuviossa 1 esitettyä. Kuviossa 6 on suutinraot 25 Rj,R2 seinämien 47 ja 52 muodostava välikappale 56 suljettu siten, että seinämä 57 muodostaa yläpinnalleen tasaisen kantopinnan KP2.

Kuviossa 7 on esitetty kaaviollisesti eräs esimerkki keksinnön mukaiseksi alipainesuutin-jäijestelyksi ja rainan W kulku käytettäessä tällaista alipainesuutinjäijestelyä. Suutti-30 met 50 on asetettu molemmin puolin rainaa siten, että puhallettavat kuivauskaasuvirtauk-set Sj,S2 tasaisesti tukevat rainaa W. Luonnollisesti alipainesuuttimet 50 voidaan asettaa 96125 12 vain toiselle puolelle rainaa ja suutin 50 voi olla esitetyn kuvion 5 mukaisen muodon lisäksi esim. kuvioissa 1 tai 6 esitetyn mukainen.

Kuviossa 8 on esitetty kaaviollinen kuvanto kuivattimesta varustettuna keksinnön 5 mukaisilla suuttimilla. Rainan W molemmille puolin on varustettu suuttimet 50, joiden kautta puhalletaan kuivauskaasua S rainan W kannattamiseksi ja kuivaamiseksi. Paluuvir-tausta on merkitty viitenuolilla Y. Paluuvirtaus Y palaa paluukanavaan 60. Tulokanavas-ta 65 kuivauskaasu johdetaan suuttimiin 50. Viitenumerolla 70 on merkitty kuivattimen runkorakenteita.

10

Kuviossa 9 on esitetty leikkaus kuivattimesta rainan W kulkusuunnasta katsottuna kuvioon 8 merkitty leikkaus A. Jakolaatikosta 62 kuivauskaasu johdetaan sekä ylä- että alaleijukuivatin laatikoille. Tulokanavat 65 on joustavien liittimien 61 välityksellä liitetty tuloilman jakolaatikkoon 62, joka on kuivattimen sivulla. Vastaavasti poistokana-15 vat on joustavien liittimien välityksellä liitetty poistoilman jakolaatikkoon. Joustavat liittimet ja jakolaatikot ovat ilmakanavia ja kuivatin on erikseen rungosta kannatettu muilla laitteilla (ei esitetty). Tulokanavasta 65 kuivauskaasu johdetaan jakokanavien 67 kautta suuttimiin 50, josta kuivauskaasu edelleen puhalletaan rainaa W kannattamaan ja kuivaamaan.

20

Vaikka kuvioissa 7, 8 ja 9 suuttimia 50 on esitetty sijoitetuksi rainan W molemmille • 4 puolille, niin on korostettava sitä, että keksinnön mukaista suutinrakennetta voidaan soveltaa myös sellaisissa leijukuivattimissa, joissa vain rainan W toiselle puolelle on sijoitettu suuttimia 50.

25

Keksinnöllisessä ratkaisussa toinen suutinrako R2 voidaan kuvioissa edellä esitetyn .* lisäksi muotoilla muilla tavoin esim. FI-patentissa 68 723 kuviossa 2 esitetyn mukaises ti. Oleellista on se, että kaasuvirtaus S2 ei lähde seuraamaan kantopintaa KP2 vaan suuntautuu kohti rainaa W.

« · 30

II

96125 13

Kuvioissa esitetyissä sovellusesimerkeissä on rainan W etenemistason suuntainen nopeuskomponentti vs esitetty rainan W kulkusuunnan suuntaiseksi. Keksinnöllisen ajatuksen mukaista on myös, että rainan kulkusuunta voi olla myös vastakkainen kuin mitä kuviossa 1 on esitetty.

5

Keksintöä on edellä selostettu vain eräisiin sen edullisiin esimerkkeihin viitaten. Tällä ei kuitenkaan haluta millään tavoin rajoittaa keksintöä vain näitä esimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ja muunnelmat ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimuksien määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

10

Claims (8)

96125 14

1. Rainojen käsittelyyn tarkoitettu alipainesuutinjärjestely, joka käsittää rainaan (W) kuivattavan ja kannattavan kaasuvirtauksen (Sj) kohdistavan suuttimen (SO), joka on 5 kotelorakenteinen, ja suuttimen (50) toiselle sivulle muodostetun suutintilan (55), jossa on suutinrako (Rj), joka rajoittuu suutinseinämiin (56b,Aj), joista toinen toimii kaarevana ohjauspintana (Aj), joka on sovitettu kääntämään suutinraosta (Rj) johdettava kaasuvirtaus (Sj) Coanda-ilmiöön perustuen suuttimen (50) yläpinnalle muodostuvan kantopinnan (KPj) suuntaiseksi, jossa rainan (W) kulkusuunnassa välimatkan päähän 10 ennen mainittua ensimmäistä suutinrakoa (Rj) on järjestetty ainakin yksi toinen suutinrako 0½) ja jossa toisen suutinraon (R2) yhteyteen sovitettu virtauksen (S^ ohjaus on lämmönsiirtokertoimen parantamiseksi järjestetty siten, että virtauksella (S2) on rainan (W) kulkusuuntaan nähden olennaisen suuri kohtisuora nopeuskomponentti (vp), ja jossa toisesta suutinraosta (R2) johdettavan virtauksen (S2) rainan (W) etenemistason 15 suuntainen nopeuskomponentti (Vg) on suurempi kuin nolla, tunnettu siitä, että ensimmäisen suutinraon (Rj) ja toisen suutinraon (R2) välissä on kantopinta (KP2) ja että ensimmäisen suutinraon (Rt) yhteyteen muodostuvan kantopinnan (KPj) ja rainan (W) välinen etäisyys (Hj) on pienempi kuin mainitun ensimmäisen suutinraon (Rx) ja toisen suutinraon (R^ väliin muodostuvan kantopinnan (KP2) ja rainan (W) välinen 20 etäisyys (H2). • r

2. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen alipainesuutinjärjestely, tunnettu siitä, että toisesta suutinraosta (R2) puhallettavan, kuivattavan kaasuvirtauksen (S2) ohjauspintana on särmä (A^. 25

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen alipainesuutinjärjestely, tunnettu siitä, että ensimmäisen suutinraon (Rj) yhteyteen muodostuvan kantopinnan (KPj) ja rainan (W) välinen etäisyys (Hj) on 3-10 mm, sopivimmin 4-7 mm, ja että toisen suutinraon 0½) yhteyteen muodostuvan kantopinnan (KP2) ja rainan (W) välinen etäisyys (H^ on 30 6-15 mm, sopivimmin 7-11 mm. li 96125 15

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen alipainesuutinjäijestely, tunnettu siitä, että toinen kaasuvirtaus (S^ on suunnattu rainan (W) kulkusuuntaan nähden kulmaan (a^) 40° - 70°.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen alipainesuutinjäijestely, tunnettu siitä, että toinen kantopinta (KP2) on kuoppamainen.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen alipainesuutinjäijestely, tunnettu siitä, että toinen kantopinta (KP2) on tasainen. 10

7. Menetelmä rainojen käsittelyyn tarkoitetussa alipainesuutinjärjestelyssä, jossa menetelmässä rainaa (W) kannatetaan ja kuivatetaan kaasuvirtauksella (Sj), joka puhalletaan siten, että kaasuvirtaus (Sj) kääntyy rainan (W) kulkusuunnan suuntaiseksi, jossa rainaa (W) kannatetaan ja kuivatetaan mainitun ensimmäisen kaasuvirtauksen (St) 15 lisäksi ainakin yhdellä toisella kaasuvirtauksella (S2), joka puhalletaan rainan (W) kulkusuunnassa ennen ensimmäistä kaasuvirtausta (Sj), ja jossa toinen kaasuvirtaus (S2) suunnataan siten, että mainitulla toisella virtauksella (¾) on rainan (W) kulkusuuntaan nähden olennaisen suuri kohtisuora nopeuskomponentti (Vp) ja rainan etenemistason suuntainen nopeuskomponentti (vJ on suurempi kuin nolla, tunnettu siitä, että 20 menetelmässä ensimmäisen kaasuvirtauksen (Sl) ja toisen kaasuvirtauksen (S^ väliin muodostetaan kantopinta (KP^, jonka etäisyys (¾) lainasta (W) on suurempi kuin ensimmäisen kaasuvirtauksen (Si) yhteyteen muodostuvan kantopinnan (KPt) etäisyys (Hj) rainasta (W).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kulkusuuntaan nähden rainan (W) kohtisuoran nopeuskomponentin (Vp) suhde rainan (W) suuntaiseen i. nopeuskomponenttiin (Vg) on 0,4 - 2,0, sopivimmin 0,8 - 1,5. . · · 96125 16