JP2024504967A - 石膏ボードを乾燥させるための装置 - Google Patents

Abstract

本出願は、ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成するための工業用乾燥装置であって、少なくとも１つの電気加熱器を備える工業用乾燥装置について記載している。本工業用乾燥装置の使用および本工業用乾燥装置を用いて前駆体ボードを乾燥させて石膏ボードを形成する方法についても記載している。【選択図】図１

Description

本発明は、ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成するための工業用乾燥装置に関する。より具体的には、本発明は電気加熱器を備えた工業用乾燥装置に関する。本発明は本工業用乾燥装置の使用と、本工業用乾燥装置を用いてボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成する方法にも関する。

多くの場合に石膏ボードと呼ばれる石膏建築用パネルは、建物内に内壁および天井を設ける際によく使用される。これらの建築用パネルの主要成分は、硫酸カルシウム二水和物ＣａＳＯ_４２（Ｈ_２Ｏ）としても知られている石膏であるが、石膏ボードの化学的および機械的特性を修正するために特に繊維、澱粉および合成ポリマーなどの添加剤を含めることがよく知られている。

典型的には、石膏ボードはスタッコスラリーから形成される。ここでは、スタッコ（硫酸カルシウム半水和物、ＣａＳＯ_４０．５（Ｈ_２Ｏ））および他の添加剤を水と組み合わせてスタッコスラリーを形成する。スラリー内の水がスタッコを水和させて石膏を形成し、石膏スラリーを高温で乾燥させて石膏ボードを形成する。石膏ボードは紙シートなどの１つ以上の化粧材を有している場合があるが、化粧材は常に使用されたり所望されたりするわけではない。

現在のところ石膏ボードの工業生産はバーナ（最も一般的にはガスバーナ）、およびボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成するための燃焼プロセスに依存している。ここでは、バーナ内での燃焼プロセスからの熱気および燃焼生成物は乾燥装置を通って移動するか押されて、過剰な水および水分をボード前駆体から除去して石膏ボードを形成する。

乾燥プロセスおよび乾燥条件のばらつきにより石膏ボードの特性においてかなりの変化が生じる可能性があるため、乾燥プロセスを厳密に制御することが望ましい。さらに、乾燥プロセスは比較的大量のエネルギーを消費するものであり、石膏ボードを形成するために必要とされるエネルギーを減らすことが望ましい。この目標を念頭に置いて、例えばスタッコスラリー内に流動化剤を含め、かつ同時にスラリーの含水量を減らすことにより、ボード前駆体が乾燥装置に入る際にその含水量を減らすための作業を行った。

しかし、乾燥プロセスの制御能力をさらに高め、かつボード前駆体を乾燥させるために必要とされるエネルギーをさらに減らすことが望まれている。本発明の目的および態様はこれらの問題の少なくとも１つに対処することにある。

本発明の第１の態様によれば、ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成するための工業用乾燥装置であって、少なくとも１つの電気加熱器を備える工業用乾燥装置が提供される。

このように、ボード前駆体の乾燥をより厳密に制御して石膏ボードを形成することができる装置が提供される。バーナを用いる従来の燃焼方法でボード前駆体を乾燥させる場合、乾燥機内でボード前駆体が受ける温度およびボード前駆体の乾燥速度の両方を制御するのは難しい。バーナ内の燃焼温度はバーナ内の正確な燃焼混合によって異なる可能性があり、当該温度は、燃焼の無秩序的性質により時間と共に所望の値から変化する場合がある。

さらに従来のバーナ式システムでは、バーナはボード前駆体から離れて位置している。従ってバーナを離れるガスを多くの場合に通気口またはダクトを通って乾燥機自体に移動させる必要があり、さらなるばらつきを生じさせる。システム立ち上げ時にこれらの通気口またはダクトそれ自体を加熱しなければならず、ボード前駆体を乾燥させるために乾燥機に到達する熱を減少させることも事実である。従ってバーナ式乾燥機を用いて、立ち上げの間にボード前駆体の乾燥を適切に制御することができず、多くの場合に使用できない石膏ボードが得られる。電気加熱器はガスバーナよりも応答性が高い場合もある。有利にはガスバーナを電気加熱器で置き換える場合、通気口およびダクトをパージする必要性もなくなる。電気加熱器はボード前駆体にはるかにより近くに位置決めすることができ、より素早く所望の温度に達することができ、乾燥プロセスのばらつきを減らし、従って石膏ボードの均質性を高める。

電気加熱器の使用は乾燥プロセスのエネルギー効率も高める。上述のように、乾燥プロセスにおけるバーナの使用は、バーナを離れる高温ガスを乾燥機まで輸送するダクトおよび通気口それ自体を加熱しなければならないことを要件とする。そのようなダクトおよび／または通気口は乾燥機に電気加熱器を使用する場合には必須ではなく、従ってそれらを加熱するかそれらの温度を維持するエネルギーは失われない。さらにバーナ内での燃焼を維持するために、新鮮な空気および燃料をバーナに連続的に供給することが必要である。従ってボード前駆体を乾燥させるのではなく、この新鮮な空気および燃焼燃料を加熱してしまい、これらのバーナ式システムではかなりの量のエネルギーが無駄になる。電気加熱器を用いるシステムでは新鮮な空気要求は大きく減少し、潜在的に不要となることさえあり、結果として効率が高まる。

工業用乾燥装置は、十分なボード前駆体を乾燥させて１時間当たり５００ｍ^２以上の石膏ボードを形成することができるものである。この規模での石膏ボードの生産は専門製造工場でしか見られず、そのような大規模な処理は、あらゆる実験室ベースの研究に基づくプロセス、すなわち小バッチ生産プロセスとは異なる技術的特性を有する。好ましくは、本工業用乾燥装置はボード前駆体を連続的に乾燥させて石膏ボードを形成することができるように構成されている。このように、本工業用乾燥装置は連続乾燥機である。

好ましくは、本工業用乾燥装置は少なくとも１つの電気加熱器の出力を制御するための加熱制御システムを備える。より好ましくは、加熱制御システムは少なくとも１つの電気加熱器を制御して加熱パラメータを所望の範囲内に維持するように構成されたコンピュータプロセッサを備える。加熱パラメータは特に、電気加熱器に供給される電流、電気加熱器内の要素の電気抵抗、電力が電気加熱器に供給される期間および／または電力が電気加熱器に供給されない期間を含んでもよい。加熱パラメータは空気が少なくとも１つの電気加熱器を通って流れる速度を含んでもよい。より好ましくは、加熱パラメータは空気が少なくとも１つの電気加熱器を通って流れる速度のみを含んでもよい。空気の流量は質量流量または体積流量であってもよい。

好ましくは、所望の範囲は予め決められていてもよい。あるいは、所望の範囲はユーザによって選択されてもよい。より好ましくは、所望の範囲は経時的に変化してもよい。さらにより好ましくは、経時的変化は周期的である。所望の範囲はある範囲の値を含むか単一の値であってもよいと考えられる。好ましくは、加熱制御システムは、加熱パラメータが所望の範囲外になった場合に警報を発するように構成されている。より好ましくは、加熱制御システムは、加熱パラメータが指定された時間長さを超えて所望の範囲外になった場合に警報を発するように構成されている。この指定された時間長さは予め決められているか、ユーザによって選択されてもよい。好ましくは、警報は可聴警報を含む。好ましくは、警報は視覚警報を含む。好ましくは、警報の発報は加熱制御システム内に記録される。

好ましくは、加熱制御システムは本工業用乾燥装置内に位置している少なくとも１つの温度センサを備える。より好ましくは、加熱制御システムは本工業用乾燥装置内に位置している複数の温度センサを備える。より好ましくは、複数の温度センサの中のいくつかの温度センサは工業用乾燥装置内の別個の異なる位置に位置している。好ましくは、加熱制御システムは、少なくとも１つの温度センサの測定に応答して少なくとも１つの電気加熱器を制御するように構成されている。例えば制御システムは、上に記載されているように１つ以上の温度センサによって測定された温度が所望の範囲外になった場合に少なくとも１つの電気加熱器の動作を修正してもよい。好ましくは、温度センサはボード前駆体が本工業用乾燥装置から出る際にその温度を測定するように構成されている。

好ましくは、本工業用乾燥装置は少なくとも１つの湿度調整装置を備える。好ましくは、湿度調整装置は本工業用乾燥装置内の湿度を上昇させることができる。好ましくは、湿度調整装置は本工業用乾燥装置内の湿度を低下させることができる。より好ましくは、湿度調整装置は本工業用乾燥装置内の湿度を上昇または低下させることができる。

ボード前駆体から水分を除去して石膏ボードを形成することが乾燥装置の目的であるが、本工業用乾燥装置内の湿度を制御することにより乾燥プロセスの速度を調整して石膏ボードの特性を変えることを可能にするので、本工業用乾燥装置内の湿度を制御することが有利である。

好ましくは、本工業用乾燥装置は少なくとも１つの湿度調整装置の出力を制御するための湿度制御システムを備える。より好ましくは、湿度制御システムは湿度調整装置を制御して湿度パラメータを所望の範囲内に維持するように構成されたコンピュータプロセッサを備える。湿度パラメータは特に、工業用乾燥装置内への蒸気および／または水蒸気の導入率、工業用乾燥装置からの蒸気および／または水蒸気の除去率、蒸気および／または水蒸気が電気乾燥装置内に導入される期間、および／または蒸気および／または水蒸気が電気乾燥装置から除去される期間を含んでもよい。

好ましくは、所望の範囲は予め決められていてもよい。あるいは、所望の範囲はユーザによって選択されてもよい。より好ましくは、所望の範囲は経時的に変化してもよい。さらにより好ましくは、経時的変化は周期的である。所望の範囲はある範囲の値を含むか単一の値であってもよいと考えられる。好ましくは、湿度制御システムは、湿度パラメータが所望の範囲外になった場合に警報を発するように構成されている。より好ましくは、加熱制御システムは、湿度パラメータが指定された時間長さを超えて所望の範囲外になった場合に警報を発するように構成されている。この指定された時間長さは予め決められているか、ユーザによって選択されてもよい。好ましくは、警報は可聴警報を含む。好ましくは、警報は視覚警報を含む。好ましくは、警報の発報は湿度制御システム内に記録される。

好ましくは、湿度制御システムは本工業用乾燥装置内に位置している少なくとも１つの湿度センサを備える。より好ましくは、湿度制御システムは本工業用乾燥装置内に位置している複数の湿度センサを備える。より好ましくは、複数の湿度センサの中のいくつかの湿度センサは工業用乾燥装置内の別個の異なる位置に位置している。好ましくは、湿度制御システムは少なくとも１つの湿度センサの測定に応答して少なくとも１つの湿度調整装置を制御するように構成されている。例えば制御システムは、上に記載されているように１つ以上の湿度センサによって測定された湿度が所望の範囲外になった場合に少なくとも１つの湿度調整装置の水蒸気および／または蒸気の出力を調整してもよい。好ましくは、湿度センサはボード前駆体が本工業用乾燥装置から出る際にその水分含有量を測定するように構成されている。より好ましくは、湿度センサはボード前駆体の水分含有量をその幅にわたって測定するように構成されている。このように、ボード前駆体の水分含有量のプロファイルを取得または計算してもよく、このプロファイルを考慮して乾燥条件を修正してもよい。

好ましくは、湿度制御システムは新鮮な空気源に接続された作動ダンパーを備える。この場合、少なくとも１つの湿度センサによって行われた測定がダンパーを作動させて、新鮮な空気源からの新鮮な空気の流れを増加および／または制限する。このように、本工業用乾燥装置内の湿度を所望どおりに制御することができる。

本工業用乾燥装置が複数の温度および／または湿度センサを備える場合、これは有利には、電気乾燥装置の温度および／または湿度を本工業用乾燥装置でより細かく制御することを可能にしてもよい。さらに複数のセンサが使用される場合、本工業用乾燥装置の異なる領域またはゾーンに異なる温度および／または異なる湿度を与えて石膏ボードの最終特性をより厳密に制御することが有利であり得る。

好ましくは、本工業用乾燥装置は使用中にボード前駆体の連続的な通過を可能にするように構成された本体部分を備える。より好ましくは、本乾燥装置は使用中にボード前駆体を本体部分を通して前進させるために電力が供給される少なくとも１つの部材を備える。より好ましくは、少なくとも１つの部材は少なくとも１つのローラーを備える。より好ましくは、本体部分は細長く、かつ中央空隙、開口部または通路を有する。好ましくは、本工業用乾燥装置は使用中に複数のボード前駆体を同時に乾燥させるように構成されている。

好ましくは、少なくとも１つの電気加熱器は、使用中に放射熱伝達を介してボード前駆体を乾燥させるように構成されている。このボードを乾燥させるための放射熱伝達の使用は他の熱伝達方法よりも効率的であるため有利であり得る。より好ましくは、少なくとも１つの電気加熱器は、使用中に放射熱伝達および伝導性熱伝達を介してボード前駆体を乾燥させるように構成されている。

好ましくは、少なくとも１つの電気加熱器は、使用中に対流熱伝達を介してボード前駆体を乾燥させるように構成されている。より好ましくは、使用中に少なくとも１つの電気加熱器はボード前駆体の実質的に下または上あるいはそれとは別個に位置している。さらにより好ましくは、使用中に少なくとも１つの電気加熱器は複数のボード前駆体の実質的に下または上あるいはそれとは別個に位置している。

好ましくは、本工業用乾燥装置は複数の電気加熱器を備える。

本工業用乾燥装置が複数の電気加熱器を備える場合、本工業用乾燥装置は調整された乾燥プロファイルを作り出すことが可能になり得るため、より応答性になり得る。工業用乾燥装置がガスバーナを使用する場合、そのガスバーナは大きい体積にわたって乾燥プロファイルを定める。従って、１つ以上の領域において温度の変化が必要とされる場合、工業用乾燥装置の全体積のためにガスバーナの動作を変えなければならない。他方、複数の電気加熱器を用いる場合、本工業用乾燥装置は、乾燥プロファイルを小さい体積にわたって、あるいは個々のゾーンにおいて修正することができるような乾燥プロファイルの細かい制御を与えることができる。

本装置が複数の電気加熱器を備える場合、本工業用乾燥装置は好ましくは、使用中に電気加熱器のそれぞれがボード前駆体の一方側に位置するように構成されていてもよい。あるいは本工業用乾燥装置は、使用中に電気加熱器がボード前駆体の両側に位置するように構成されている。好ましくは、本工業用乾燥装置は互いに実質的に対向して位置決めされた少なくとも一対の電気加熱器を備える。より好ましくは、複数の電気加熱器の中の全ての電気加熱器は対向する対で位置決めされている。その側はボード前駆体の上面、底面または側面であってもよい。

好ましくは、複数の電気加熱器の中の各電気加熱器は独立して制御されるように構成されている。好ましくは、独立した制御は各電気加熱器の熱出力を独立して制御することを含む。好ましくは、少なくとも１つの電気加熱器は各部分が独立して制御されるように構成された部分を含む。個々の加熱器または単一の加熱器の部分を独立して制御することは、乾燥プロセスのより細かい制御を可能にすることができ、かつボード前駆体の異なる領域を異なる速度で乾燥させることを可能にすることができるため有利であり得る。

好ましくは、本乾燥装置は本工業用乾燥装置内の複数の異なる位置に位置している電気加熱器を備える。この場合もそのような特徴は、ボード前駆体を本工業用乾燥装置の異なる領域またはゾーンにおいて異なる速度で、あるいは異なる条件下で乾燥させるのを可能にすることができるため有利であり得る。

好ましくは、本工業用乾燥装置は空気回収ユニットを備える。空気回収ユニットの存在は、乾燥プロセスにおいて電気加熱器によって加熱された空気を回収して再利用することを可能にすることができるため有利であり得る。このように、乾燥プロセスの効率を高める。より好ましくは、空気回収ユニットは補助電気加熱器を備える。空気回収ユニットにおける補助電気加熱器の存在は、回収された空気の温度を上昇させることを可能にし、本工業用乾燥装置内でのその再利用の可能性を高める。そのような回収プロセスは、従来のバーナ式システムではバーナの遠隔位置、燃焼安全性要求およびシステムパージシーケンスの複雑性により実行可能ではない。回収された空気を補助電気加熱器で加熱することにより蒸発容量を高め、本工業用乾燥装置内での望ましくない凝縮を回避し、石膏ボードに関する品質問題を防止し、かつ／または回収された空気の供給源の中断または下流装置の中断の場合にフェイルセーフを提供することができる。

好ましくは、本工業用乾燥装置は少なくとも１つの電気加熱器と流体連通している少なくとも１つのファンを備える。より好ましくは、本工業用乾燥装置は少なくとも１つの電気加熱器と流体連通している複数のファンを備える。さらにより好ましくは、本工業用乾燥装置は複数の電気加熱器および複数のファンを備え、前記複数のファンの中の各ファンは複数の電気加熱器の中の１つの電気加熱器と流体連通している。

好ましくは、少なくとも１つのファンは少なくとも１つの電気加熱器の上流に位置している。あるいは、少なくとも１つのファンは少なくとも１つの電気加熱器の下流に位置している。より好ましくは、本工業用乾燥装置が複数のファンおよび複数の電気加熱器を備えている場合、少なくとも１つのファンは複数の電気加熱器の中の１つの電気加熱器の上流に位置しており、少なくとも１つのファンは複数の電気加熱器の中の１つの電気加熱器の下流に位置している。電気加熱器が既存の工業用乾燥装置に組み込まれている場合、電気加熱器をファンの上流に位置づけて設置プロセスを容易にすることが有利であり得る。

本発明の第２の態様によれば、先に記載されているようにボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成するための本工業用乾燥装置の使用が提供される。

本発明の第３の態様によれば、ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成する方法であって、先に記載されているように本工業用乾燥装置を提供する工程と、ボード前駆体を提供する工程と、ボード前駆体を本工業用乾燥装置内に配置する工程と、ボード前駆体を少なくとも１つの電気加熱器からの熱に曝露する工程と、ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成する工程とを含む方法が提供される。

好ましくは、ボード前駆体を本工業用乾燥装置内に配置する工程はボード前駆体を本工業用乾燥装置に連続的に通すことを含む。そのような特徴は連続的乾燥プロセスを提供することができるため有利であり得る。

また当然のことながら、本発明の第１の態様に関連するそれぞれおよび／または任意の特徴および／または利点を本発明の第２および第３の態様のそれぞれおよび／または両方に含めてもよく、かつ／またはそれ（ら）に適用してもよい。

次に、本発明の実施形態を単なる例として添付の図面を参照しながら説明する。

本発明の第１の態様に係る工業用乾燥装置の図である。 本発明の第３の態様に係るボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成する方法の概略図である。

図１を参照すると、ボード前駆体１０１を乾燥させて石膏ボードを形成するための工業用乾燥装置１００が示されている。

工業用乾燥装置１００は、使用中にボード前駆体１０１の連続的な通過を可能にするように構成された本体部分１０３を備える。本体部分１０３は第１の端部１０３ａおよび第２の端部１０３ｂを含み、本体部分１０３は細長く、かつ第１の端部１０３ａから第２の端部１０３ｂまで延在する中央通路を有する。工業用乾燥装置１００は、使用中にボード前駆体１０１を本体部分１０３を通して前進させるために電力が供給される複数のローラーを備えた部材を備える。ボード前駆体１０１は第１の端部１０３ａにおいて工業用乾燥装置１００の中に入り、ボード前駆体１０１は、第１の端部１０３ａからそれが第２の端部１０３ｂにおいて工業用乾燥装置１００から出るまでの連続的な通過が許される。

本体部分１０３は順番に配置された複数の異なる乾燥室すなわち乾燥ゾーン１０２に分けられており、第１の端部１０３ａのある一次領域１０９において開始し、その後に二次領域１１０が続き、第２の端部１０３ｂにある三次領域１１４において終了する。ボード前駆体１０２が次々に各乾燥ゾーン１０２を通るように乾燥ゾーン１０２は隣接している。

一次領域１０９は実質的に等しい寸法の複数の乾燥ゾーン１０２を含む。本実施形態では、一次領域１０９はボード前駆体１０１を乾燥させるために直交流、すなわちボード前駆体１０１の長手軸に垂直な空気流を使用する。二次領域１１０は、細長い乾燥ゾーン１１５によって分離された第１の外部乾燥ゾーン１１８および第２の外部乾燥ゾーン１１９を含む。本実施形態では、二次領域はボード前駆体１０１を乾燥させるために長手方向流、すなわちボード前駆体１０１の長手軸に平行な空気流を使用する。本実施形態では、三次領域１１４は単一の乾燥ゾーン１０２を含む。工業用乾燥装置１００はボード前駆体１０１を乾燥させるために長手方向流のみ、直交流のみ、または長手方向流と直交流との組み合わせを使用できることが本出願人によって想定される。

工業用乾燥装置１００は、複数のボード前駆体１０１を支持するための複数のデッキ１０４をさらに備える。複数のデッキ１０４の全てのデッキが複数の乾燥ゾーン１０２の各乾燥ゾーンを同時に通過するように、複数のデッキ１０４は複数のローラーによって乾燥装置１００を通って前進する。このように、工業用乾燥装置１００は複数のボード前駆体１０１を同時に乾燥させるように構成されている。

工業用乾燥装置１００は空気入口Ａを備え、使用中に空気は空気入口Ａを介して乾燥装置１００の中に入る。複数の乾燥ゾーン１０２の各乾燥ゾーンは空気入口Ａと流体連通した状態で配置されている。装置１００が複数の異なる空気入力１０７を備えるように、空気入口Ａを介して工業用乾燥装置１００の中に入る空気は装置１００内で分けられる。従って、使用中に複数の乾燥ゾーン１０２の各乾燥ゾーンへの異なる空気入力１０７が存在する。各異なる空気入力１０７は各乾燥ゾーン１０２の中に入る入力空気の流量を制御するための弁１２０を備える。このように、各異なる空気入力１０７を独立して制御することができる。

工業用装置１００は、工業用乾燥装置１００内の複数の異なる位置に位置している複数の電気加熱器１０６をさらに備える。複数の電気加熱器１０６は、複数の乾燥ゾーン１０２に近接して（この場合は隣接して）位置している。使用中に各異なる空気入力１０７はそれぞれの乾燥ゾーン１０２に入る前に電気加熱器１０６を経由する。電気加熱器１０６は、ボード前駆体１０１の乾燥のために乾燥ゾーン１０２に入る空気を加熱するように構成されている。複数の電気加熱器が使用中にボード前駆体１０１を乾燥させるように構成されるように、加熱された空気は熱エネルギーをボード前駆体１０１に伝達する。

加熱された空気は、加熱された空気が各乾燥ゾーン１０２の底面１１３に向かって移動するような速度で上面１１２において各乾燥ゾーン１０２の中に入る。第１の領域１０９では、加熱された空気は、各乾燥ゾーン１０２内でボード前駆体の上を実質的に方向Ｃに流れる。すなわち、加熱された空気は第２の端部１０３ｂに近接する乾燥ゾーン１０２側に向かって各乾燥ゾーン１０２の中に入り、加熱された空気は、ボード前駆体１０１に沿って第１の端部１０３ａに近接する乾燥ゾーン１０２側に流れる。排気出口１１１は第１の端部１０３ａに近接する各乾燥ゾーン１０２側の近くに位置しており、各排気出口１１１は第１の空気出口Ｂ１に流体接続している。二次領域１１０では、加熱された空気は第１の外部乾燥ゾーン１１８の中に入る。排気出口１１１は二次領域１１０の下流端、すなわち第２の端部１０３ｂに近接して位置している第２の外部乾燥ゾーン１１９に位置している。二次領域１１０の排気出口１１１は第２の空気出口Ｂ２に流体接続している。加熱された空気はボード前駆体の上を細長い乾燥ゾーン１１５を通って実質的に方向Ｄに流れる。三次領域１１４の乾燥ゾーン１０２は単一の異なる空気入力１０７と流体連通している。

複数のローラーおよび複数のデッキ１０４を備えた部材は、ボード前駆体１０１が本体部分１０３を通って前進する場合に加熱された空気がボード前駆体１０１の両側を通るように構成されている。

工業用乾燥装置１００は複数の電気加熱器１０６の出力を制御するための加熱制御システムをさらに備え、各電気加熱器１０６の熱出力が独立して制御されるように、複数の電気加熱器１０６の各電気加熱器は独立して制御されるように構成されている。このように、複数の乾燥ゾーン１０２の各乾燥ゾーンを他の乾燥ゾーン１０２とは独立した温度に加熱することができる。

加熱制御システムは、複数の電気加熱器１０６を制御して加熱パラメータを所望の範囲内に維持するように構成されたコンピュータプロセッサを備える。複数の電気加熱器１０６がそれぞれ工業的乾燥プロセスの間中ずっと所望の出力を維持するように、所望の範囲は時間と共に周期的に変化する。加熱制御システムは、加熱パラメータが指定された時間長さを超えて所望の範囲外になった場合に警報を発するように構成されている。このようにユーザは工業用乾燥装置１００の動作を監視し、かつ望ましくない乾燥条件が与えられた場合に行動することができる。工業用乾燥装置１００の履歴機能を監視することができるように、各警報の発報は加熱制御システム内に記録される。

加熱制御システムは工業用乾燥装置１００内に位置している複数の温度センサ１２１をさらに備える。複数の温度センサ１２１の中のいくつかの温度センサは、工業用乾燥装置１００内の別個の異なる位置に位置している。本実施形態では、温度センサ１２１は、各電気加熱器１０６によって加熱された空気の温度を測定するために各電気加熱器１０６に近接して、あるいは各乾燥ゾーン内に位置している。加熱制御システムは、対応する温度センサ１２１の測定に応答して各電気加熱器１０６を制御するように構成されている。このように乾燥条件を監視し、かつ必要に応じて調整することができるように、ボード前駆体１０１を乾燥させるための空気の温度を測定する。

工業用乾燥装置１００は、複数の湿度調整装置および複数の湿度調整装置の出力を制御するための湿度制御システムをさらに備える。複数の湿度調整装置の各湿度調整装置は工業用乾燥装置１００内の湿度を上昇または低下させることができる。湿度制御システムは、各湿度調整装置を制御して湿度パラメータを所望の範囲内に維持するように構成されたコンピュータプロセッサを備える。複数の湿度調整装置がそれぞれ工業的乾燥プロセスの間中ずっと所望の出力を維持するように、所望の範囲は時間と共に周期的に変化する。湿度制御システムは、湿度パラメータが指定された時間長さを超えて所望の範囲外になった場合に警報を発するように構成されている。このように、ユーザは工業用乾燥装置１００の動作を監視し、かつ望ましくない乾燥条件が与えられた場合に行動することができる。工業用乾燥装置１００の履歴機能を監視することができるように、各警報の発報は湿度制御システム内に記録される。

湿度制御システムは、工業用乾燥装置１００内の別個の異なる位置に位置している複数の湿度センサ１２２を備える。本実施形態では、湿度センサ１２２は乾燥ゾーン１０２内の湿度条件を測定するために各乾燥ゾーン１０２に近接して位置している。本実施形態では、湿度センサ１２２は温度センサ１２１に隣接して位置している。湿度制御システムは複数の湿度センサ１２２の測定に応答して各湿度調整装置を制御するように構成されている。さらに、湿度センサ１２２は三次領域１１４に近接して位置している。このように、三次領域１１４内の湿度センサ１２２はボード前駆体１０１が工業用乾燥装置１００から出る際にその水分含有量を測定するように構成されている。

工業用乾燥装置１００は複数の温度１２１および湿度１２２センサを備えているため、これは有利には乾燥装置１００内の温度および湿度をより細かく制御するのを可能にする。さらに、複数のセンサが使用されるため、石膏ボードの最終特性をより厳密に制御するために各乾燥ゾーン１０２内に異なる温度および／または異なる湿度を与えることができる。例えば、複数の電気加熱器１０６によってもたらされる温度および／または湿度プロファイルを修正して、ボード前駆体１０１の厚さ、幅および縁部輪郭における差、複数のデッキの中のデッキの数ならびに複数の乾燥ゾーン１０２内の空気流のあらゆる分かっている不一致を補償することができる。

工業用乾燥装置１００は、乾燥室および乾燥ゾーン１０２からの熱気を回収して再利用するのを可能にする空気回収ユニットをさらに備える。空気回収ユニットは一次回収システムおよび二次回収システムを備える。図１は、複数の乾燥ゾーン１０２に入る入力空気および複数の乾燥ゾーン１０２から出る出力空気を示す。

一次回収システムは複数の再循環ループ１１７を備え、各再循環ループ１１７は再循環出口１１６を備える。第１の領域１０９では、各乾燥ゾーン１０２が再循環ループ１１７を備え、再循環される排気は再循環出口１１６を介して各乾燥ゾーン１０２から出る。使用中に、再循環される空気を各再循環ループ１１７内で各異なる空気入力１０７からの入力空気と組み合わせる。次いで組み合わせた空気を、ボード前駆体１０１を乾燥させるのに使用される電気加熱器１０６によって加熱する。このように、再循環される空気およびそれが有するあらゆる熱エネルギーを工業用乾燥プロセスにおいて再利用する。二次領域１１０の一次回収システムは、第２の外部乾燥ゾーン１１９において再循環出口１１６が二次領域１１０の下流端に位置している状態で単一の回収ループを備える。

二次回収システムは、工業用乾燥装置１００の外部環境と流体連通した状態で配置されている複数の排気出口１１１を備える。二次回収システムが各乾燥ゾーンの排気から熱を抽出した後、排気は本工業用乾燥装置から出て、外部環境の中に入る。一次領域１０９では、各乾燥ゾーン１０２は排気出口１１１を備え、使用中に各乾燥ゾーン１０２からの排気は各排気出口１１１を介して各乾燥ゾーン１０２から出る。次いで、第１の領域１０９からの全ての排気が第１の空気出口Ｂ１を介して乾燥装置１００から出るように、それらの排気を組み合わせる。二次領域１１０は第２の空気出口Ｂ２を介して本工業用乾燥装置の外部環境と流体連通している単一の排気出口１１１を備える。二次領域１１０の排気出口１１１は第２の外部乾燥ゾーン１１９内の近位に位置しており、本実施形態では再循環出口１１６と同等である。

二次回収システムは熱交換器１０５をさらに備える。熱交換器１０５は第１の領域１０９の排気から熱エネルギーを抽出し、その後にその排気は、第１の出口Ｂ１を介して工業用乾燥装置１００から出る。このように、熱エネルギーを排気から回収し、入力空気を所望の温度に加熱するための複数の電気加熱器１０６の要求は低下する。

工業用乾燥装置１００は、再循環される排気の再循環および入力空気と再循環される排気との組み合わせを支援するために複数のファン１０８をさらに備える。各電気加熱器１０６がファン１０８と乾燥ゾーン１０２との間に位置するように、ファン１０８は各電気加熱器１０６に近接して位置している。このように、ボード前駆体１０１を加熱および乾燥させる前に入力空気および再循環される排気を組み合わせ、かつ均質な所望の速度まで加速することができる。複数のファン１０８の中の１つのファンは、入口空気を熱交換器１０５を通して前進させるのを支援するために、空気入口Ａと熱交換器１０５との間に位置している。さらに複数のファン１０８の中の１つのファンは、複数の再循環ループ１１７からの排気を熱交換器１０５を通して前進させるのを支援するために、熱交換器１０５に隣接して位置している。

本実施形態ではファン１０８は電気加熱器１０６の上流に位置しているが、ファン１０８が電気加熱器１０６と乾燥ゾーン１０２との間に位置するように、ファン１０８は加熱器１０６の下流にあってもよいとも考えられる。ファン１０８が加熱器１０６の上流および下流の両方に位置している本発明の実施形態も考えられる。

図２を参照すると、ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成する方法２００が示されている。

方法２００は装置を提供する工程２０１を含み、ここでは本発明の第１の態様に係る工業用装置を提供する。その後にボード前駆体を提供する工程２０２があり、ここではボード前駆体を提供する。次いで、ボード前駆体を配置する工程２０３においてボード前駆体を本工業用乾燥装置内に配置する。ボード前駆体を配置する工程２０３はボード前駆体を本工業用乾燥装置に連続的に通すことを含む。図１の実施形態では、工業用乾燥装置１００の本体部分１０３を通して前進させるために、ボード前駆体１０１を複数のデッキ１０４の中の１つのデッキの上に配置する。

その後にボード前駆体を曝露する工程２０４があり、ここではボード前駆体を少なくとも１つの電気加熱器からの熱に曝露する。湿度制御工程２０５において本工業用乾燥装置内の湿度を制御および修正する。ここでは、提供される装置は図１の装置１００であり、複数の湿度調整装置および湿度制御システムは湿度を修正して湿度パラメータを所望の範囲内に維持する。

その後に温度制御工程２０６があり、ここでは本工業用乾燥装置内の温度を制御する。ここでは提供される装置は図１の装置１００であり、加熱制御システムは対応する温度センサ１２１の測定に応答して、複数の電気加熱器１０６の出力により温度を修正する。

その後に空気回収工程２０７があり、ここでは工業用乾燥プロセスにおいて熱エネルギーおよび空気を再循環させて再利用する。図１の実施形態では、一次回収システムは再利用される空気およびそれが有するあらゆる熱エネルギーを再循環させ、二次回収システムは各乾燥ゾーンの排気から熱を抽出し、その後に排気は本工業用乾燥装置から出て、外部環境の中に入る。

次いで、ボード前駆体を乾燥させる工程２０８においてボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成する。

Claims (15)

1. ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成するための工業用乾燥装置であって、少なくとも１つの電気加熱器を備える工業用乾燥装置。
2. 前記工業用乾燥装置は前記少なくとも１つの電気加熱器の出力を制御するための加熱制御システムを備える、請求項１に記載の工業用乾燥装置。
3. 前記加熱制御システムは前記工業用乾燥装置内に位置している少なくとも１つの温度センサを備える、請求項２に記載の工業用乾燥装置。
4. 前記工業用乾燥装置は少なくとも１つの湿度調整装置をさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の工業用乾燥装置。
5. 前記工業用乾燥装置は前記少なくとも１つの湿度調整装置の出力を制御するための湿度制御システムを備える、請求項４に記載の工業用乾燥装置。
6. 前記湿度制御システムは前記工業用乾燥装置内に位置している少なくとも１つの湿度センサを備える、請求項５に記載の工業用乾燥装置。
7. 前記少なくとも１つの電気加熱器は、使用中に放射熱伝達を介して前記ボード前駆体を乾燥させるように構成されている、前記請求項のいずれか１項に記載の工業用乾燥装置。
8. 前記少なくとも１つの電気加熱器は使用中に対流熱伝達を介して前記ボード前駆体を乾燥させるように構成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の工業用乾燥装置。
9. 前記工業用乾燥装置は複数の電気加熱器を備える、前記請求項のいずれか１項に記載の工業用乾燥装置。
10. 前記複数の電気加熱器の中の各電気加熱器は独立して制御されるように構成されている、請求項９に記載の工業用乾燥装置。
11. 電気加熱器は前記工業用乾燥装置内の複数の異なる位置に位置している、請求項９または請求項１０に記載の工業用乾燥装置。
12. 前記工業用乾燥装置は空気回収ユニットを備える、前記請求項のいずれか１項に記載の工業用乾燥装置。
13. 前記空気回収ユニットは補助電気加熱器を備える、請求項１２に記載の工業用乾燥装置。
14. ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成するための前記請求項のいずれか１項に記載の工業用乾燥装置の使用。
15. 請求項１～１３のいずれか１項に記載の工業用乾燥装置を提供する工程と、
    ボード前駆体を提供する工程と、
    前記ボード前駆体を前記乾燥装置内に配置する工程と、
    前記ボード前駆体を前記少なくとも１つの電気加熱器からの熱に曝露する工程と、
    前記ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成する工程と
    を含む、ボード前駆体を乾燥させて石膏ボードを形成する方法。

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