NL9401723A - Gasgestookte drooginrichting. - Google Patents

Description

Titel: Gasgestookte drooginrichting

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting volgens de aanhef van conclusie 1.

Wanneer de inrichting wordt gebruikt voor het drogen van pulpvormige en dikvloeibare stoffen, zoals bijvoorbeeld melkpoeder uit ingedikte melk of ingedikte koffiemelk, wordt de drooginrichting in het algemeen aangeduid met de term "walsdroger". Drooginrichtingen welke worden gebruikt voor het drogen van baanvormige produkten, zoals bijvoorbeeld papier, karton of textiel, worden in de praktijk in het algemeen aangeduid met de term "cilinderdroger" . De bekende wals- en cilinderdrogers zijn voorzien van een cilindrische trommel, op het buitenmanteloppervlak waarvan de pulpvormige en dikvloeibare stoffen of de baanvormige produkten worden gedroogd. De trommel wordt bij de bekende inrichtingen in het algemeen verwarmd met behulp van stoom die in de trommel tegen het binnenmanteloppervlak condenseert en daarmee warmte afgeeft aan de trommel.

Deze wijze van verwarmen heeft de volgende nadelen: - Ten eerste is een hoge investering noodzakelijk voor de stoomvoorziening zoals bijvoorbeeld een ketelhuis, een stoomketel en een stoom- en condensaatleidingnet.

- Bij de produktie van de stoom en het transport daarvan gaat 30 tot 50% van de met de brandstof toegevoerde energie verloren.

- De produktiecapaciteit van de drooginrichting wordt begrensd door de maximum stoomdruk die in de trommel toelaatbaar is en welke stoomdruk tevens de temperatuur van de stoom, en daarmee de produktiecapaciteit, bepaalt.

- In verband met veiligheidsnormen welke in acht moeten worden genomen bij apparatuur waarbij met stoomdruk wordt gewerkt, dient de trommel een grote wanddikte te hebben, hetgeen leidt tot een hoog gewicht waardoor het frame dat de trommel draagt eveneens zwaar dient te worden uitgevoerd, hetgeen weer leidt tot een hoge vloerbelasting. Bovendien heeft de grote wanddikte van de trommel tot gevolg dat de warmtedoorgang door de trommelwand nadelig wordt beïnvloed.

- Doordat de trommel met stoom wordt verhit en de hele trommel met stoom is gevuld, wordt de trommelwand overal in dezelfde mate verwarmd. In veel gevallen bestaat er echter behoefte om de warmteverdeling over de lencfte van de trommel te variëren. Dit is onder andere het geval wanneer het te drogen produkt niet over de gehele lengte van de^trommel gelijkmatig droogt ten gevolge van bijvoorbeeld een verschil in dikte van de toegevoerde produktlaag.

De uitvinding beoogt een drooginrichting van het in de aanhef genoemde type zonder de bovengenoemde nadelen. De inrichting wordt hiertoe gekenmerkt door de maatregelen van conclusie 1.

De toepassing van gasbranders voor het verhitten van het binnenmanteloppervlak van de trommel heeft tot gevolg dat geen voorzieningen meer noodzakelijk zijn voor de opwekking van stoom en de verwerking van condensaat. Door gebruikmaking van de gasbranders ter verhitting van de trommel krijgt de droog-inrichting een aanzienlijk hoger rendement dan het rendement dat bereikbaar is met een, op basis van stoom functionerende wals- of cilinderdroger. Bovendien kan de wanddikte van de trommel veel kleiner zijn doordat binnen de trommel geen stoomdruk heerst. Deze kleinere wanddikte verkleint het temperatuur-verlies dat optreedt bij de doorgang van de warmte van het binnenmanteloppervlak naar het buitenmanteloppervlak. Bovendien wordt de constructie van de drooginrichting aanzienlijk lichter hetgeen een gunstige invloed heeft op het gewicht van het frame en op de bouwkundige voorzieningen die getroffen moeten worden in verband met de vloerbelasting van de drooginrichting.

Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding wordt de, drooginrichting gekenmerkt door de maatregelen van conclusie 2.

Door toepassing van stralingsbranders met een stralingsplaat waarop de verbranding van het gas plaatsvindt wordt de vlam door contact met de stralingsplaat gekoeld hetgeen de produktie van N0X tot een minimum beperkt. Een ander voordeel van de toepassing van stralingsbranders is dat de vlammen niet in contact komen met de trommelwand waardoor hot spots op de trommelwand, die een ongelijkmatige droging van het produkt kunnen veroorzaken, worden verhinderd. Door de hoge temperatuur van de stralingsplaat wordt een deel van de bij de verbranding van het gas geproduceerde warmte via straling aan de trommel overgedragen. Deze door straling overgedragen warmte leidt tot een gelijkmatige verhitting van de trommel.

In nadere uitwerking van de uitvinding wordt de droog-inrichting gekenmerkt door de maatregelen van conclusie 3.

Doordat de middelen voor het vanuit de binnenruimte van de trommel verhitten van het buitenmanteloppervlak van de trommel niet alleen branders omvatten maar tevens een rookgas-geleidingselement dat is ingericht voor het langs althans een deel van het binnenoppervlak van de trommel in tangentiale richting van dat binnenoppervlak geleiden van, van de gasbranders afkomstige rookgassen naar een rookgasuitlaat, wordt de bij de verbranding van het gas vrijkomende warmte niet alleen via straling van de stralingsplaat op de trommel overgedragen maar wordt tevens de in de rookgassen aanwezige warmte via convectie op de trommel overgedragen. Door deze convectieve warmte-overdracht wordt het rendement van de drooginrichting aanzienlijk verbeterd.

In nadere uitwerking van de uitvinding wordt de drooginrichting gekenmerkt door de maatregelen van conclusie 4.

Doordat de warmtetoevoer aan de trommel over de lengte van de trommel kan worden gevarieerd, kan worden bewerkstelligd dat de temperatuurverdeling over de lengte van de trommel volgens een bepaald gewenst patroon verloopt. Zoals bij bespreking van de stand der techniek reeds vermeld, is dit onder andere van belang indien het te drogen produkt niet over de gehele lengte van de trommel gelijkmatig droogt, bijvoorbeeld ten gevolge van een verschil in dikte van de toegevoerde produktlaag.

Nadere uitwerkingen van de uitvinding zijn beschreven in de volgconclusies en zullen hierna, onder verwijzing naar de tekening> verder worden verduidelijkt.

Figuur 1 toont een langsdoorsnede-aanzicht van een uitvoeringsvorm van de drooginrichting; en figuur 2 toont een dwarsdoorsnede-aanzicht van het in figuur 1 weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

Het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van een drooginrichting volgens de uitvinding betreft een walsdroger. Bij een walsdroger, die met name wordt toegepast voor het drogen van pulpvormige of dikvloeibare produkten, wordt het te drogen produkt door opbrengwalsen 16 op het buitenmanteloppervlak van de wals 1 opgebracht en wordt het produkt gedurende een enkele omwenteling van de wals 1 gedroogd teneinde aan het einde van deze omwenteling door een mes 17 van het walsoppervlak te worden geschraapt. De wals 1 is roteerbaar ondersteund door een frame 18 en wordt via een overbrenging roteerbaar aangedreven door een motor 19. De temperatuur van het gedroogde produkt wordt direkt nadat het van de trommel is geschraapt gemeten door een langs het trommeloppervlak verplaatsbare infrarood-sensor 20. Afhankelijk van de gemeten temperatuur wordt de hoeveelheid toegevoerde warmte geregeld.

Het verwarmingsprincipe volgens de uitvinding is eveneens toepasbaar bij cilinderdrogers die met name in de papieren textielindustrie worden toegepast.

Cilinderdrogerinrichtingen omvatten in het algemeen een aantal draaiende gietijzeren, holle cilinders waarlangs een te drogen textiel- of papierbaan wordt gevoerd. De te drogen textiel- of papierbaan wordt vast op de geslepen buitenoppervlakken van de cilinders gedrukt door een meelopend droogvilt.

Zoals hierboven reeds gesteld betreft het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld een walsdroger waarbij de wals 1 met de term "trommel 1" wordt aangeduid. Voor de term "trommel" is gekozen omdat deze tevens de term "cilinder" van cilinderdrogers omvat, zodat de nu volgende beschrijving even goed zou kunnen verwijzen naar een uitvoeringsvoorbeeld van een cilinderdroger.

De trommel 1 van de drooginrichting wordt vanuit de binnenruimte van de trommel 1 verhit door gasbranders 2. De gasbranders 2 zijn uitgevoerd als stralingsbranders, die zijn voorzien van een stralingsplaat 3 tegen het oppervlak waarvan de verbranding van het gas plaatsvindt. De stralingsplaat 3 is zodanig opgesteld dat althans een deel van de door de verbranding vrijkomende warmte via straling aan het binnenoppervlak van de trommel 1 wordt overgedragen. In de trommel 1 is een rookgasgeleidingselement opgesteld dat bestaat uit twee rook-gasgeleidingsplaten 4a, 4b. De rookgasgeleidingsplaten 4a, 4b zijn in hoofdzaak half cilindrisch en zijn met het cilindrische oppervlak in hoofdzaak concentrisch ten opzichte van de trommel 1 in de binnenruimte van de trommel 1 opgesteld. Tussen de rookgasgeleidingsplaten 4a, 4b en het binnenmanteloppervlak van de trommel 1 is een nauwe rookgasafvoerspleet 6 aanwezig, die aan de diametraal tegenover de gasbranders 2 gelegen zijde van de trommel 1 uitmondt in een rookgaskanaal 7, dat op haar beurt uitmondt in een rookgasafvoerbuis 5. De rookgassen die afkomstig zijn van de stralingsbrander 2 worden door de rookgasafvoerspleet 6 in tangentiale richting langs het binnenoppervlak van de trommel 1 geleid naar het rookgaskanaal 7 .

Eventueel kunnen de rookgasgeleidingsplaten 4a, 4b zodanig ten opzichte van de trommel 1 zijn opgesteld dat de spleetbreedte van de rookgasafvoerspleet 6 in de richting van het rookgaskanaal 7 afneemt teneinde de volume-afname van de afkoelende rookgassen te compenseren, zodat de stroomsnelheid van de rookgassen in de rookgasafvoerspleet 6 minder of niet afneemt.

Gezien in de lengte- of axiale richting van de trommel 1 is een aantal gasbranders 2 naast elkaar opgesteld.

In het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld zijn de gasbranders 2 onafhankelijk van elkaar regelbaar, zodat de warmtetoevoer over de lengte van de trommel 1 variabel is. Een dergelijke variabele warmtetoevoer veroorzaakt een variabel temperatuurverloop over de lengte van de trommel 1, hetgeen bij sommige toepassingen van voordeel kan zijn, bijvoorbeeld wanneer de laagdikte van het te drogen produkt niet over de gehele lengte van de trommel 1 gelijk is. Bij het onderhavige uitvoeringsvoorbeeld is, ten behoeve van de onafhankelijke regeling, elke gasbrander 2 voorzien van een injecteur 11 met een electromagnetische klep 12, waarbij elke injecteur 11 is aangesloten op een enkele gastoevoerleiding 13. De ten behoeve van de verbranding benodigde verbrandingslucht wordt met behulp van een ventilator 9 door een luchttoevoerleiding 10 geblazen in een gemeenschappelijke luchtverdeelkamer 8. De injecteurs 11 en de electromagnetische kleppen 12 zijn ondergebracht in de luchtverdeelkamer 8, zodat deze onderdelen door de voorbij stromende verbrandingslucht worden gekoeld. Doordat de verbranding van het gas/luchtmengsel tegen de stralingsplaat 3 plaatsvindt worden de vlammen door de stralingsplaat 3 gekoeld hetgeen de vorming van N0X tot een minimum beperkt. De gasbranders 2 worden ontstoken door een aansteekbrander 14 die is aangesloten op een separate gasleiding 15, waarbij de aansteekbrander 14 electrisch ontsteekbaar is. Bovendien is de aansteekbrander 14 electrisch beveiligd.

Ter verhoging van het rendement van de drooginrichting kan de trommel 1 aan het binnenmanteloppervlak zijn voorzien van een bekleding met een hoge emissie- en absorptiecoëfficiënt zodat de warmte-overdracht door straling wordt verbeterd.

Verder kan het inwendige oppervlak van de trommel 1 en van de rookgasgeleidingsplaat 4a, 4b zijn voorzien van vinnen of groeven, zodat het warmte-opnemende oppervlak van deze onderdelen wordt vergroot. Als gevolg hiervan wordt de convec-tieve warmte-overdracht van de rookgassen naar deze onderdelen bevorderd, hetgeen eveneens een gunstige invloed heeft op het rendement van de drooginrichting.

Wanneer bovendien de rookgasgeleidingsplaten 4a, 4b zijn vervaardigd uit hittebestendig en isolerend materiaal, dan bereiken deze rookgasgeleidingsplaten 4a, 4b een hogere temperatuur dan de trommel 1, zodat de straling van de rookgasgeleidingsplaten 4a, 4b bijdraagt aan de verwarming van de trommel 1, hetgeen het rendement van de drooginrichting wederom verbetert.

Doordat de trommel 1 niet onder druk staat, zoals bij door stoom verhitte trommels het geval is, kan deze licht worden geconstrueerd, hetgeen eveneens tot gevolg heeft dat het frame 18 licht kan worden uitgevoerd. Daarbij kan de produktie-capaciteit van de drooginrichting aanzienlijk worden verhoogd doordat met een hogere trommeltemperatuur kan worden gewerkt dan die welke bereikbaar is met een door stoom verhitte t romme1.

Het is duidelijk dat de uitvinding niet is beperkt tot het beschreven uitvoeringsvoorbeeld en dat diverse wijzigingen binnen het raam van de uitvinding mogelijk zijn. De middelen voor het verhitten van de trommels kunnen zoals reeds hiervoor is vermeld tevens zijn opgenomen in de cilinders van de cilin-derdrogers.

Claims (12)

1. Drooginrichting voorzien van een cilindrische trommel (1) voor het, op het buitenmanteloppervlak van de trommel (1) drogen van pulpvormige en dikvloeibare stoffen, zoals bijvoorbeeld koffiemelkpoeder, of baanvormige produkten, zoals bij- * voorbeeld papier, karton of textiel, waarbij de inrichting is voorzien van middelen voor het vanuit de binnenruimte van de trommel (1) verhitten van de trommel (1), met het kenmerk, dat de middelen voor het vanuit de binnenruimte van de trommel (1) verhitten van de trommel zijn voorzien van een aantal gasbranders (2) .

2. Drooginrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gasbranders stralingsbranders (2) zijn, die elk zijn voorzien van een stralingsplaat (3) tegen het oppervlak waarvan de verbranding van het gas plaatsvindt, welke stralingsplaat (3) zodanig is opgesteld dat althans een deel van de door de verbranding vrijkomende warmte via straling aan het binnen-oppervlak van de trommel (1) wordt overgedragen.

3. Drooginrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de middelen voor het vanuit de binnenruimte van de trommel (1) verhitten van de trommel (1) zijn voorzien van ten minste één rookgasgeleidingselement (4a, 4b) dat is ingericht voor het langs althans een deel van het binnenoppervlak van de trommel (1) in tangentiale van dat binnenoppervlak geleiden van, van de gasbranders (2) afkomstige rookgassen naar een rookgasuitlaat (5) .

4. Drooginrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat, gezien in lengterichting van de trommel (1), een aantal gasbranders (2) naast elkaar is opgesteld, welke gasbranders (2) onafhankelijk van elkaar regelbaar zijn, zodat de warmtetoevoer over de lengte van de trommel (1) variabel is.

5. Drooginrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat het rookgasgeleidingselement (4a, 4b) twee, in hoofdzaak halfcilindrische, in hoofdzaak concentrisch ten opzichte van de trommel (1), in de binnenruimte van trommel (1) opgestelde rookgasgeleidingsplaten (4a, 4b) omvat, waarbij tussen de rookgasgeleidingsplaten (4a, 4b) en het binnenmanteloppervlak van de trommel (1) een nauwe rookgasafvoerspleet (6) aanwezig is, die aan de diametraal tegenover de gasbranders (2) gelegen zijde van de trommel (1) uitmondt in een rookgaskanaal (7), dat uitmondt in een rookgasafvoerbuis (5).

6. Drooginrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de rookgasgeleidingsplaten (4a, 4b) zodanig ten opzichte van de trommel (1) zijn opgesteld dat de spleetbreedte van de rookgasafvoerspleet (6) in de richting van het rookgaskanaal (7) afneemt.

7. Drooginrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het. kenmerk, dat het rookgasgeleidingselement (4a, 4b) is vervaardigd uit hittebestendig, isolerend materiaal.

8. Drooginrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de trommel (1) aan het binnenmanteloppervlak is voorzien van een bekleding met een hoge emissie- en absorptiecoëfficiënt.

9. Drooginrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het binnenmanteloppervlak van de trommel (1) en/of het rookgasgeleidingselement (4a, 4b) is voorzien van vinnen of groeven.

10. Drooginrichting volgens ten minste conclusie 4, met het kenmerk, dat de gasbranders (2) via een gemeenschappelijke luchtverdeelkamer (8) zijn aangesloten op een, van een ventilator (9) voorziene luchttoevoerleiding (10), waarbij elke gasbrander (2) is voorzien van een injecteur (11) met een elec-tromagnetische klep (12), waarbij elke injecteur (11) is aangesloten op een gastoevoerleiding (13).

11. Drooginrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de injecteurs (11) en de electromagnetische kleppen (12) zijn ondergebracht in de luchtverdeelkamer (8).

12. Drooginrichting volgens één der voorgaande conclusies, gekenmerkt door een naast de gasbranders (2) opgestelde aan- steekbrander (14), die is aangesloten op een separate gasleiding (15) en electrisch ontsteekbaar en beveiligd is.