JP7310054B2 - ボードを乾燥するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、乾燥装置を通ってデッキに運ばれるボードを乾燥する方法に関し、乾燥装置内のボードには衝突噴流換気による乾燥空気との接触が生じ、衝突噴流換気は、横断的に換気されるノズルボックスによって確保される。本発明はまた、ボード状の材料、特に石膏ボードを乾燥するための装置に関する。

そのようなボード状の材料の乾燥は、当該材料の上を流れる熱風の形で、主に対流熱伝達によって行われることが好ましい。通常、複数のデッキの上に配置されるボードは、ローラートラック又はフィルタベルトなどの運搬装置によって乾燥器を通って運ばれる。従来技術によれば、乾燥設備は通常、循環空気を用いるモードで運転される。このモードでは、乾燥空気はボードに誘導され、毎回の接触の後に加熱される。このように、空気中の水分濃度が増え続け、乾燥空気のごく一部が、水分及び煙道ガスを周辺領域に排出するために、周辺領域に排気として放出される。異なる乾燥器の設計を差別化する特徴が、乾燥される材料の上を流れる気流の種類である。空気は本質的に、横流換気、縦流換気、又はいわゆる衝突噴流換気の形でボードに誘導され得る。

横流換気では、乾燥空気は、側面から、ボード状の材料の搬送方向に対して横断的に、乾燥される材料の上に送られる。乾燥空気は、乾燥される材料の上を通る間に冷え続けるので、幅に対して異なる乾燥速度になる。したがって、この方法は、石膏ボードなどの繊細な材料に用いることはできない。縦流換気では、乾燥空気は、乾燥器の長手軸に沿ってかなり長い距離を移動し、その間にボードの上を流れてボードを乾燥させるので、この過程でかなり冷える。したがって、乾燥空気は、乾燥空気の露点に近い低い温度で排出され得る。これは、エネルギー的見地から特に有利である。次いで、熱交換器による外気の加熱に、目標の方式で凝縮熱が用いられ得る。

衝突噴流換気では、乾燥空気は、乾燥設備の側面から乾燥チャンバ（ノズルボックスとも呼ばれる）に送られ、空気吹き出しノズルを介して、乾燥される材料の表面上に垂直方向に吹き付けられる。そこから、空気は乾燥設備の反対側に流れる。同様な設計で機能する乾燥器が、世界中で用いられている。そのような乾燥器の利点には、比較的短い複数の乾燥チャンバ（それぞれを個別に換気し加熱することができる）を有する設計によって、乾燥器の長さに対して所望の乾燥温度と環境とを自由に選択できるという事実が含まれる。したがって、乾燥条件は、乾燥される材料のニーズに適応可能である。乾燥器はさらに、例えば、製品を変える際に、優れた調整能力を有する。衝突噴流による良好な熱伝達によって、これらの乾燥器は、乾燥される材料の上を空気が流れる縦流換気を用いた類似の乾燥器より大幅に短くなるように作ることができる。ノズルボックスの傾きを調整することで、非常に均一な乾燥も、乾燥される材料の幅全体にわたって実現することができる。各チャンバの排気は、別々に排出され且つ収集される。これも、高い乾燥温度が一定のプロセスで必要とされるチャンバに適用されるので、その結果として、全体的に高い排気温度になる。熱交換器を用いる場合であっても、排気水分に含まれる凝縮熱を有意義な形で用いるのは、必ずしも可能ではない。

そのような、石膏ボードを乾燥する設備が、独国特許出願公開第１９４６６９６（Ａ）号に説明されている。可能な限り高い入熱と可能な限り均一な乾燥作用とが、乾燥される材料の幅全体にわたって保証される方式で、乾燥チャンバが構成される。

独国特許出願公開第２６１３５１２（Ａ１）号には、２段階乾燥方法を実装した乾燥装置が開示されている。第２の乾燥段階用の熱が、第１の乾燥段階の排気から、２つの乾燥段階の間に接続された熱交換器によって供給される。この設計において、第１の乾燥段階では、ボードが高い温度と高い空気湿度とで乾燥され、第２の乾燥段階では、比較的低い温度と低い空気湿度とで乾燥される。第１の段階では縦方向に換気され、第２の段階では横断的に換気される。

独国特許出願公開第１０２００９０５９８２２（Ｂ４）号には、ボードを乾燥する方法が開示されており、ボードは、複数の乾燥チャンバに分割された装置を通ってデッキに運ばれ、乾燥装置内のボードには衝突噴流換気による乾燥空気との接触が生じ、横断的に換気されるノズルボックスによって、衝突噴流換気が確保される。ここで乾燥装置は、乾燥設備の主要な乾燥段階又は最終的な乾燥段階である。

独国特許出願公開第１０２００９０５９８２２（Ｂ４）号の開示によれば、化粧板パネル又は石膏ボードを乾燥するための乾燥設備が、それぞれ１つの再循環ファンをそれぞれの乾燥装置用に有しており、再循環ファンは、ボードを受け取る乾燥チャンバの上方の天井ユニットの中央に配置される。しかしながら、再循環ファンによって生じる気流は不均一であり、こうなるのは部分的に、ファンが配置されている天井ユニットの限られた大きさの結果である。仕切りやガイドプレートを実装するなどの補償措置によって、これらの欠点を埋め合わせる試みが行われている。

ファンの外羽根車径に対するファンの吸入高さの比率は、既存の乾燥装置では約０．３６の値あたりであり、これでは、比較的低い天井ユニットの高さを考慮すると、均一な気流の実現は不可能である。

本発明の目的は、ボード状の材料、特に石膏ボード又は化粧板パネルの効率的な乾燥を可能にする方法を確立することである。

本発明によれば、この目的は、上述した種類の方法に基づいて、互いに隣り合って配置された少なくとも２つのファンによる乾燥空気を、燃焼器によって生じた乾燥空気の気流に供給することにより実現され、この気流は乾燥空気をファンに誘導する。

本発明による方法を用いると、ボード状の材料が、エネルギー消費を減らした衝突噴流換気によって徐々に乾燥され得る。

これは、請求項２に記載の乾燥装置の使用にも適用される。請求項２の特徴部分によれば、乾燥装置は燃焼器が乾燥空気を生成する天井ユニットを備え、天井ユニットは互いに隣り合って配置された少なくとも２つのファンを有し、これらのファンには燃焼器からの乾燥空気が供給され得ることが定められている。

有利な実施形態が従属請求項に示されている。

乾燥装置が用いられることが有利であり、少なくとも２つのファンはそれぞれ、直接駆動である。このように、単純なデザインのファンは、変速装置又は連結装置がなくても用いられ得る。

効率を高めるために、少なくとも２つのファンはそれぞれ、渦巻型ハウジングで包囲される。

少なくとも２つのファンはそれぞれ、１分間に１５００回転の速度の４極モータ、特に非同期モータを有することが有利である。したがって、この２つのファンは、１分間に７５０回転の速度の８極モータを有する単一のファンを置き換える。８極モータは製造が複雑であり、その効率の程度は４極モータよりも劣る。

これらのファンはそれぞれ、外羽根車径が約８００ｍｍであり、中央の仕切りによって互いに分離されていることが好ましい。

さらに、本発明による乾燥装置では、これらのファンの吸入高さの比率が少なくとも０．５、特に０．８よりも大きい。入射の流れを最適化した結果、ファンのブレードはより均等に利用されるので、ファンの効率が高まる。

効率的な乾燥プロセスを実現するためのさらなる手段が、これらのファンのうちの１つの外羽根車径の、羽根車と圧力チャンバの側面にある天井ユニットの壁との間の距離に対する比率にあり、上記比率は３．５よりも大きい。したがって、ファンの羽根車の空気吹き出し口と乾燥器の壁との間の距離は、気流を均一にするのに十分大きい。

少なくとも２つのファンを逆の回転で運転しても、天井ユニットの空気分配が改善されるので、最終的には乾燥装置全体の空気分配が改善される。

このように、本発明による２つのファンの実装によって、天井ユニットの全高が変わらないと仮定すれば、乾燥装置の効率を高めることが可能になる。

以下では、本発明による装置が、例示的な実施形態を用いてさらに説明される。

乾燥装置の長手方向の断面図である。

図１に示す断面線Ａ－Ａに沿った水平断面図である。

乾燥空気が乾燥装置（図１、図２）の中を流れ、乾燥空気が流れる方向が矢印で示されている。予熱された外気が、燃焼用空気として燃焼器１に供給される。燃焼器１によって加熱された空気をさらに圧力チャンバ５に搬送することが、再循環ファン４ａ、４ｂ（図２）によって行われる。圧力チャンバ５は、乾燥チャンバ６の個々のデッキに空気を均等に分配するのに役立つ。このプロセスでは、空気はまず、複数のノズルボックス７（図１には、そのうちの１つだけが例示的に示されている）に圧入され、そこから空気は、ホールノズル７０（図１には、数個のホールノズル７０だけが例示的に示されている）を介して、乾燥される石膏ボード８又は他のボードの上に垂直方向に吹き付けられる。これらのホールノズルは、分かりやすくするために乾燥チャンバ６の上部乾燥レベルだけに示されているが、ノズルボックスの上面又は底面に配置されている。ボード８は、例えば、支持ローラなどの支持部材（ここには示されていない）上に置かれ、搬送装置（これもここでは詳細は説明しない）によって、視野平面に対して垂直の方向に運ばれる。

幅全体にわたる空気の均一な分配を確保するために、ノズルボックス７は、空気が流れる方向にテーパー状になるように構成される。ノズルボックス７からホールノズル７０を介して流出する空気は次に、ボード８の上及び下を流れ、真空チャンバ９へと流れる。空気の一部（これはつまり、本質的には、燃焼ガス、外気、及び乾燥作用によって生成される水蒸気に対応する）が、排気口を介して流出する。気流の循環路が燃焼器１で完了する。圧力チャンバ５、乾燥チャンバ６、及び真空チャンバの上方にある部分は天井ユニット１１であり、これはオーバーヘッドユニットとも呼ばれる。

天井ユニット１１に配置されたファン４ａ、４ｂは、互いに隣り合って、燃焼器１から離れて配置されており、且つ仕切り４０で互いに分離されている。両方のファン４ａ、４ｂはそれぞれ、渦巻型ハウジング４１で包囲されている。両方のファン４ａ、４ｂは、仕切り４０と、天井ユニット１１の外壁４２又は４３との間の領域に偏心して配置されることが好ましい。これらのファンは、仕切り４０よりも外壁４２、４３の近くに取り付けられる。このように、流体力学に関する理由で、圧力チャンバ５への乾燥空気のより均一な供給が実現されることが示された。

ファン４ａ及び４ｂから出る空気の横方向羽根車吹き出し口と、圧力チャンバ５の上方にある天井ユニット１１の壁５０との間の距離ｄに対する、それぞれのファン４ａ、４ｂの外羽根車径の比率は、３．５よりも大きい。

燃焼器から出る乾燥空気をファン４ａ、４ｂの下側に誘導するために、空気誘導形状１２及び壁１３が設けられる。

Claims (6)

1. ボードを乾燥させる乾燥装置であって、前記乾燥装置は、燃焼器が乾燥空気を生成する天井ユニットを備え、前記天井ユニットは、互いに隣り合って配置された、前記燃焼器から前記乾燥空気が供給され得る少なくとも２つのファンを有し、前記天井ユニットは、前記少なくとも２つのファンを互いに分離する仕切りを備え、
   前記ボードは前記乾燥装置を通ってデッキに誘導され、前記乾燥装置内の前記ボードには、衝突噴流換気による前記乾燥空気との接触が生じ、前記衝突噴流換気は横断的に換気されるノズルボックスによって確保され、
   前記乾燥空気は、互いに隣り合って配置された前記少なくとも２つのファンによって、前記燃焼器により加熱された前記乾燥空気の気流に供給され、前記燃焼器は前記少なくとも２つのファンの手前に、流れの方向に配置され、前記少なくとも２つのファンは、前記仕切りよりも前記天井ユニットの外壁の近くに取り付けられる、乾燥装置。
2. 前記少なくとも２つのファンはそれぞれ、直接駆動である、請求項１に記載の乾燥装置。
3. 前記少なくとも２つのファンはそれぞれ、渦巻型ハウジングで包囲されている、請求項１又は２に記載の乾燥装置。
4. 前記少なくとも２つのファンはそれぞれ、４極モータ、特に非同期モータであり、１分間に１５００回転の速度を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の乾燥装置。
5. 前記少なくとも２つのファンはそれぞれ、約８００ｍｍの外羽根車径を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の乾燥装置。
6. 前記少なくとも２つのファンから出る乾燥空気の羽根車吹き出し口と圧力チャンバの上方にある前記天井ユニットの壁との間の距離に対する、前記少なくとも２つのファンのうちの１つの外羽根車径の比率は、３．５よりも大きい、請求項１から５のいずれか一項に記載の乾燥装置。

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