SE458039B - Saett att foerstaerka ventilationen i en pappersmaskinskaapa - Google Patents

Description

458 039 10 15 20 25 30 35 2 att förhindra kondensering är att blåsa torr och varm luft in i kåpan vid de punkter, där kondensering uppstår.

Detta har beskrivits i en skrift från Svenska Fläktfab- riken AB med titeln “Modern Paper Machine Hoods and Pocket Ventilation Systems", som lämnades på ett sympo- sium i Halmstad, juli l98l av Nordiskafilt AB.

Om det emellertid är önskvärt att öka fukthalten i frånluften från kåpan betydligt över det för närvarande anväpda värdet, t ex upp till 200 g/kg torr luft, kan kondensering ej längre undvikas genom ökning av värme- isoleringens tjocklek.

Detta beror på ofta förekommande hög, lokal fuktighet eller på lokalt låga yttemperaturer, som uppstår vid s k köldbryggor och läckställen. Dörrar och fönster i kåpan är speciellt utsatta för detta. Eliminering av köldbryggor och läckor skulle kräva så dyra lösningar, att dessa ej skulle vara praktiskt genomförbara.

Blàsning av torr och varm luft vid de ställen, som är känsliga för kondensering kan inte heller medverka till att lösa kondenseringsproblemen, eftersom det helt enkelt inte finns tillräckligt med luft för att åstad- komma detta, varvid all luft måste användas för att öka föràngningen. Detta är speciellt fallet vid hög frånluftfuktighet, eftersom föràngningen hindras vid avtagande fuktgradient mellan den omgivande luften och det mättade gränsskiktet på förångningsytan, t ex pap- persbanan, när fukthalten i luften inuti kåpan ökar.

Dessutom medför den reducerade frånluftsmängden även i sig själv en reducerad utbytesluftmängd, eftersom utbytesluften svarar för endast ca 65-80% av frånluften. _US 4 268 974 beskriver en pappersmaskinskápa, där kåpåhs=ramkonstruktion även tjänstgör som ett luftkanal-t system. Värmeàtervinningen har även åstadkommits inuti kåpan. Även om enligt US 4 268 974 temperaturen i kåpan kan hållas så hög, att ingen kondensering uppstår, kvar- står problemet med kondensering av vattenånga på t ex fönster och dörrar. 10 15 20 25 30 35 458 039 3 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma ett sätt, vid vilket kondenseringen kan förhindras även om fukthalten i frànluften från kåpan ligger i storleksordningen 200 g/kg torr luft. Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma ett sätt, vid vilket pappers- banans fuktprofil kan göras likformig genom att för hög torkning av banans ena eller båda kanter förhindras.

I syfte att uppnå dessa och andra ändamål som kan framgå längre fram i beskrivningen kännetecknas sättet enligt uppfinningen av att luftstrâlar blàses väsentli- gen snett nedåt genom luftkanaler, som är anordnade intill kápans båda sidoväggar, åtminstone delvis i rikt- ning mot insidorna av dörr-, luck- och/eller fönster- konstruktioner i sidovâggarnas nedre del; och att luf- ten tas in i luftkanalerna från luften inuti kåpan eller som en blandning av kåpluft och torr utbytesluft.

Det är känt att det i de nedre delarna av pappers- maskinkàpans sidoväggar finns dörrar, fönster eller andra ekvivalenta kápdelar, som ofta måste öppnas och därför medför tätningsproblem, varvid köldbryggor inte alltid kan undvikas.\Dessa problem undvikes på ett en- kela sätt med hjälp av föreliggande uppfinning.

Luftstrålarna kan även användas för att från sidqgty rymmen av kåpan driva ut varm och fuktig luft till stäl- len intill dessa utrymmen, och det är härvid möjligt att öka fukt- och temperaturnivån i kåpans gångutrym- men. Det är genom sådana ökningar möjligt att reducera för stor torkning av pappersbanskanterna och reducera värmeförluster fràn torkcvlindrarnas ändar, vilket med- för bättre värmeekonomi i torkpartiet. _En möilig utföringsform av uppfinningen är att för- faršndet används för att utjämna den ensidiga fuktproaf-t filen hos pappersbanan genom blåsning av mer luft via luftkanalerna till den sida av torkcylindrarna där banan har högre fuktinnehàll. På kanten ifråga alstras medelst luftströmmen ett svagt övertrvck, vilket orsakar ett luftflöde axiellt över maskinep. Genom detta förfarande 458 059 10 15 20 25 30 35 4 kommer bankanten på blåssidan att torka mer effektivt än motsatta kanten därför att luften hela tiden fuktas och den ojämna torkningen utjämnas, när luften strömmar in i fickorna i maskínens tvärriktning.

Ytterligare särdrag hos uppfinningen anges i efter- följande patentkrav.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare nedan med hjälp av utföringsexempel under hänvisning till med- följande ritningar.

Pig l visar den specifika värmeförbrukningen hos ett antal pappersmaskiner byggda på konventionellt vis i förhållande till frånluftens fukthalt.

Fig 2A och 2B visar schematiskt en tvärsektion genom kåpans isolerpanel respektive värmeöverföringskoefficien- ter vid fri och forcerad konvektion.

Fig 3A och 3B visar längdsektioner genom kåpan hos en pappersmaskins torkparti, där förfarandet enligt upp- finningen utnyttjas, varvid fig 3A visar kåpan sedd i riktning A och fig 3B sedd i riktning B enligt fig 4.

Fig 4 visar en tvärsektion genom kåpan hos en pappers- maskins torkparti, där förfarandet enligt uppfinningen utnyttjas.

Fig l visar mätresultat från sex olika, existerande ¿ pappersmaskiner. Det framgår att den specifika värme-' energiförbrukningen minskar med ökande fukthalt hos frànluften. Detta beror på att den för ventilation av torkpartiet nödvändiga luftmängden minskar med ökande fukthalt hos frånluften. Detta medför reducerad fläkt- effekt och mindre ångmängd för uppvärmning av den inkom- mande luften. Dessutom arbetar värmeàtervinningen vid högre effektivitet, när bidraget av s k vàtvärmeöver- för fng: ökar .

I fig 3A, 3B och 4 visas schematiskt en kåpa l i en pappersmaskins torkparti, varvid denna kåpa innefat- tar vertikala sidoväggar 7A, 7B, ett yttertak 23 och ett innertak 24, vilka tak mellan sig avgränsar en tak- spalt l5. Golvniván i pappersmaskinshallen har-indi- 10 15 20 25 30 35 458 039 5 kerats med hänvisningssiffran 2. Ovanför denna nivå 2 uppbäres pappersmaskinens torkcylindrar via sina axel- tappar SA, SB i sidostativ GA, GB. Fig 4 visar en cylin- der 3A i den övre raden och en cylinder 4 i den nedre raden. I den nedre delen av sidoväggarna finns dörrar 12A och l2B, innanför vilka det finns gångutrymmen 22A och 22B. Fig 4 visar att dörren l2B under väggen 7B har ett fönster l7. Dörren l2B är sammansatt av en panel- konštruktion 16, vilken kommer att beskrivas närmare nedan.

Kondensering, dvs känslighet för vattenånga, uppstår i kåpan l om konstruktionen inuti kåpan har en yttempe- ratur som är lägre än daggpunkten hos luften inuti kåpan.

Yttemperaturen hos innerväggarna 12, l6, l7 hos kåpan l kan beräknas ur formeln (I) Tsurf = Tint _ _å:_ (Tint _ Text) där Tint = lufttemperaturen inuti i kåpan Ext = lufttemperaturen utanför kåpan (i maskinhallen) Qi = värmeöverföringskoefficienten från luft till , _ väggen inuti kåpan K = värmegenomgångskoefficienten. _ ¿ .|" Värmegenomgàngskoefficienten hos en plan yta kand beräknas ur formeln i n si 1 -1 (II) K~(GS +iz=;l_¿i_+ au) där di = värmeöverföringskoefficienten fràn luft till vägg ae = värmeöverföringskoefficienten från vägg till luft si = tjockleken hos material i Ai ; f= värmeledningsförmàga hos material i. __ När luftrörelsen inuti kåpan intill väggarna och." ytorna förstärks ökar värmeöverföringskoefficienten ai från luft till vägg. Värmegenomgàngskoefficienten k ökar även (formel II), ehuru ej lika mycket eftersom alla andra faktorer, som påverkar resultatet av formel II, är oförändrade. Följaktligen ökar yttemperaturen Cl: 458 039 10 15 20 25 30 6 pà kàpans innervägg eftersom termen k/ai-(T i formel I av yttemperaturen minskar. int _ Text) I fiq 2A visas schematiskt en sektion genom kåpans isolerpanel och i fig 2B en sektion genom ett fönster i kåpan. Isolerpanelen 16 har på båda sidor en alumi- niumplatta, som är ca l mm tjock, och innanför dessa plattor en värmeisolering bestående av l00 mm mineralull.

Panelkonstruktionen i fig 2A har ett värmemotstánd av 0,813 m2 OC/watt, varvid köldbryggorna tagits med i beräkningen.

Fönsterkonstruktionen i fig 2B har två 3 mm isoler- glasrutor 10 och ett 15 mm luftgap 21. Denna konstruk- tion 20, 21 har luftmotståndet 0,182 m2 OC/watt.

I tabell A nedan visas beräkningar av yttemperatu- ren hos kåpisolerpanelen i fig 2A och i tabell B yttem- peraturen på fönstret, varvid båda tabellerna visar resultat för fri konvektion och forcerad konvektion.

Fri konvektion är lika med den situation som gäller i en kåpa enligt känd teknik medan en forcerad konvek- tion motsvarar den situationen i en kåpa som gäller vid förfarandet enligt föreliggande uppfinning. , _ Tabell A vägg ~ ' Fri kon- Forcerad (fig ZA) vektion konvektion 1-5 °c vs 78 -r °c 22 22 u 2 o as W/m C 6,0 9,5 au w/mz °c 5,5 s,s ¿ i w/mz °c 0,85 0,89 _ ' o ___-__- Tyta C 67,5 72,8 - 5 10 15 20 25 30 35 458 039 7 gabeil B Fönster Fri kon- Forcerad (fig 2B) vektion konvektion TS °c ss 70 'ru °c 22 22 - as w/mz °c 6,0 9,5 du w/mz °c 5,5 5,5 k w/mz °c 1,89 2,13 O Tyta c 51,5 59,2 Vid förfarandet enligt uppfinningen utnyttjas den ovan beskrivna ökningen av yttemperatur orsakad av luft- rörelsen. Inuti kåpan l intill sidoväggarna 7A och 7B har luftkanaler ll anordnats i kàpans längdriktning, varvid dessa kanaler placerats åtminstone i nivå med den övre kanten av dörrarna l2A, l2B företrädesvis nå- got högre upp. I kanalernas nedre del finns munstycken 8A, 8B, från vilka luftstrålar Fl, P2 riktas nedåt eller sneít nedåt. Luften i närheten av sidoväggarna 7A, 7B bringas i rörelse genom ejektorverkan från strålarna ¿ 5 Fl, P2, vilket medför ökad_yttemperatur hos kàpans in- nerväggar och minskning av risken för kondensering på basis av de ovan beskrivna, fysiska fenomenen.

Den från munstyckena 8A, 8B i form av strålar Fl, F2 utströmmande luften är antingen luft från kåpans inre, vilken luft fläkten 14 hämtar från spalten 15, eller delvis luft från kàpans l insida och delvis torr utbztešluft. _Fig 3A och 3B visar att luftkanalerna llA, llB stïääï ker sig huvudsakligen över kàpans l hela längd och är i sina ändar försedda med vertikala kanaler eller led- ningar 9A, 9B. Ledningarna 9A, 9B är anslutna till fläk- tar l4A, l4B, till vilka tilluft tas från spalten 15 via tilluftsrör 10A, l0B. Kanalerna llA, llB sträcker 458 039 10 15 20 25 30 8 sig huvudsakligen horisontellt ovanför dörrarna 12A, l2B och huvudsakligen utmed kâpans l hela längd. Kana- lerna llA och llB har med lämpligt korta intervall en- ligt fig 3A och 3B försetts med munstycken 8A, 8B, så att den med uppfinningen uppnådda effekten blir till- räckligt likformig utmed kåpan.

Det är med förfarandet enligt uppfinningen möjligt att förbättra papprets fuktprofil. Vid en typisk trans- veršpll fuktprofil är bankanterna torrare än banans mittparti. Detta tros åtminstone delvis bero pà den ganska torra luft, som strömmar från maskinens sidor in i de fickor, som begränsas av banan, cylindrarnas 3, 4 yta och icke visade torktràdar. Inuti korridorerna 22A, 22B är luftfuktigheten endast 50-100 g/kg torr luft, medan luftfuktigheten 1 nämnda fickor är 150-sno g/kg torr luft. Under blàsningsförfarandet enligt uppfinningen utmatas varm och fuktig luft (pilar El och Ez i fig 4) till korridorerna 22A, 223 från kàpans l övre delar, varigenom fuktighets- och temperaturnivån i korridorer- na 22A, 22B ökar. Detta medför mindre övertorkning av papperskanterna. Värmeförlusterna från cylindrarnas 3, 4,ändar blir också mindre, varigenom maskinens värme- ekonomi förbättras delvis beroende på detta.

Det är med förfarandet enligt uppfinningen även möjligt att korrigera en fuktprofil, där banans ena kant är torrare än den andra, genom blàsning av mer luft pá maskinens ena sida, varvid man åstadkommer ett luftflöde i maskinens tvärriktning. Konsekvensen blir att banans ena kant torkar mer än den andra och den skeva fuktprofilen korrigeras. V

Claims (8)

1. 0 15 20 25 30 458 039 PATENTKRAV l. Sätt att förstärka ventilationen i en med sluten kåpa (1) försedd pappersmaskins torkpartier, varvid luft i ett lämpligt tillstånd blåses mot sådana ytor, som är mottagliga för kondensatutfällning, k ä n n e - t e c k n a t därav, att luftstrålar (Fl, P2) blàses väsentligen snett nedåt genom luftkanaler (llA, llB), soxïär anordnade intill kapans (i) bada siaovaggar (va, 7B), åtminstone delvis i riktning mot insidorna av dörr-, luck- och/eller fönsterkonstruktioner (l2A, l2B, 16, 17) i sidoväggarnas (7A, 7B) nedre del; och att luften tas in i luftkanalerna (llA, llB) från luften inuti kåpan (1) eller som en blandning av kåpluft och torr utbytesluft.

2. Sätt enligt krav l, därav, att huvudsakligen horisontella luftkanaler (llA, k ä n n e t e c k n a t llB), vilka sträcker sig väsentligen över kåpans (l) hela längd och på vilka blàsmunstycken (8A, 8B) anord- nas, varvid munstyckenas blàsriktning inställes snett mot insidan av dörrarna (l2A, l2B) eller motsvarande delfav kåpan (1) intill eller under dessa, utnyttjas.

3. Sätt enligt krav l eller 2, _ n a t därav, att med luften i luftstrålarna (Fl, FZ) utmatas varm och fuktig luft från kàpans (1) sidoutrym- k ä n n e t e c k;-I men; och att därigenom fuktighets- och temperaturnivàn hos korridorområdena (22A, 22B) i kåpan (l) höjs.

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att övertorkning av pappersbanans kanter redu- ceras och pappersbanans transversella fuktprofil ut- jämças genom sistnämnda höjning av fukt- och temperatur- nivån. 'tuï

5. S. Sätt enligt krav 3 eller 4, n a t därav, att värmeförlusterna från torkcylindrarnas k ä n n e t e c k - (3, 4) ändar reduceras och torkpartiets värmeekonomi förbättras genom höjningen av fukt- och temperaturniván. 458 039 10 l5 10

6. Sätt enligt något av kraven l-5, t e c k n a t därav, att en ensidig fuktprofil hos pappersbanan utjämnas genom att mer luft blàses genom luftkanalen (llA, llB) på den sida av torkcvlindrarna (3, 4) där banan har en högre fukthalt; och att banans kantomrâde härigenom torkas mer än det andra kantomrà- det, så att den ojämna fuktprofilen utjämnas.

7. Sätt enligt något av kraven l-6, k ä n n e - t e c k n a t därav, att luften blåses in i luftkana- léïha (llA, llB) i dessas ändomràden medelst vertikala- kanaler (9A, QB), till vilka luften matas medelst fläk- tar (l4A, l4B); och att luften tas till fläktarna från takspalten (15) eller från motsvarande ställe i kåpan (l).

8. Sätt enligt något av kraven l-7, k ä n n e - t e c k n a t därav, att det kan tillämpas på pappers- maskinskàpor (l), då frånluften har en fukthalt av i storleksordningen 200g/kg torr luft. k ä n n e - IU f n