FI79157C - Gasinfra-svaevtork. - Google Patents

Description

79157 1 Kaasuinfra-leijukuivatin Gasinfra-svMvtork 5 Keksinnön kohteena on kaasuinfra-leijukuivatin, joka käsittää kaasu-infrayksikköjä, joiden infrasäteilyelementit ja/tai -pinnat rajoittavat rainan käsittelyvälejä, joihin avautuvat poistoilmakanavat, joiden kautta käsittelyväleihin tulevat kaasuinfrojen palokaasut ja puhal-lusilmat johdetaan uuudelleenkiertoon ja/tai lämmöntalteenottojär-10 jestelmään, ja joka kuivatin käsittää kaasuinfrayksiköiden yhteydessä olevat foilpuhallusyksiköt, joiden suutinrakojen kautta puhalletaan kannatuspuhallukset, jotka kosketuksettomasti kannattavat kuivatettavaa rainaa.

15 Esillä oleva keksintö liittyy paperirainan, kartonkirainan tai muun vastaavan liikkuvan rainan kuivatukseen. Tyypillinen keksinnön sovellutuskohde on paperirainan kuivatus sen päällystyksen tai pintaliimauksen yhteydessä.

20 Ennestään tunnetusti paperirainoja päällystetään joko erillisillä pääl--.1 lystyslaitteilla tai paperikoneisiin integroiduilla on-machine-laitteil- la tai pintaliimauslaitteilla, jotka toimivat paperikoneen kuivatusosas-sa niin, että päällystettävä raina viedään monisylinterikuivattimen loppupäässä päällystyslaitteelle, jonka jälkeen seuraa välikuivatin ja lo-25 puksi esim. yksi kuivatussylinteriryhmä jälkikuivattimena. Tämän keksin-'.· nön tyypillinen sovellutuskohde on juuri mainittu päällystyslaitteen jäl keinen välikuivatin, johon keksintöä ei kuitenkaan ole rajoitettu.

Ennestään tunnetaan ns. leijukuivattimia, joissa kuivataan kosketukset-30 tomasti paperirainaa, kartonkirainaa tai muuta vastaavaa. Leijukuivattimia käytetään esim. paperinpäällystyslaitteissa terä-, tela- tai si-velypäällystimen jälkeen kosketuksettomasti kannattamaan ja kuivattamaan päällystysaineesta märkää rainaa.

35 Leijukuivattimissa sovelletaan erilaisia kuivatus- ja kannatusilman pu-hallussuuttimia ja niiden asetelmia. Mainitut puhallussuuttiraet voidaan 2 79157 1 jakaa kahteen ryhmään, nimittäin ylipaine- eli float-suuttimiin ja alipaine- eli foil-suuttimiin.

Ennestään tunnetut yleisimmin käytössä olevat leijukuivattimet perustu-5 vat yksinomaan ilmapuhalluksiin. Osaltaan tästä syystä leijukuivattimes-ta tulee varsin suuren tilan ottavia, koska leijukuivattimen vaikutusmatkan on oltava verraten pitkä, jotta saataisiin riittävän suuri kuivatus-teho. Osaltaan nämä epäkohdat johtuvat siitä, että ilmakuivatuksessa kuivatuksen energiatiheys jää verraten pieneksi.

10

Ennestään tunnetaan erilaisia kuivattimia, jotka perustuvat säteilyn, etenkin infrapunasäteilyn vaikutukseen. Infrapunasäteilyn käytössä on se etu, että säteilyllä on verraten suuri energiatiheys, mikä kasvaa aallonpituuden pienentyessä. Infrapunakuivattimien käyttöä paperirainan 15 kuivatuksessa on haitannut mm. tulipalovaara, koska infrapunasäteili-jöiden ja niiden ympäristön lämpötilat tulevat varsin suuriksi, jotta saavutetaan riittävän lyhytaaltoinen kuivaava säteily.

Ennestään tunnetusti infrapunakuivattimissa lämpöenergia johdetaan lait-20 teeseen joko sähkönä tai maakaasuna. Sähkön ja maakaasun hintasuhteet vaihtelevat, joten niiden käytön edullisuus myös vaihtelee. Sähköinfra-kuivattimissa tarvitaan jäähdytysilmaa, kun taas kaasu-infroissa tarvitaan palamisilmaa, joka samalla osaltaan voi toimia jäähdytysilmana.

25 Keksintöön lähiten liittyvän tekniikan tason osalta viitataan Valmet Oy:n FI-kuulutusjulkaisuihin 75 008 ja 75 009.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on ennenkaikkea kehittää edelleen ennestään tunnettuja kaasuinfrakuivattimia, vaikka tietyt keksinnön so-30 vellusmuodot saattavat sopiakin käytettäväksi myös sähköinfroissa, joissa ei kuitenkaan saavuteta kaikkia keksinnön tarjoamia etuja.

Ennestään tunnetuissa infrapunakuivattimissa on ollut kehittämisen varaa etenkin ilmatekniikan ja kuivatusvälissä tapahtuvan rainan kosketukset-35 toman kannatuksen ja rainan lepatusongelmien ratkaisun osalta.

3 79157 1 Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin saada aikaan uusi laite, joka perustuu infrapunakuivatukseen ja ilmakuivatukseen, mutta jossa myöskin rainan kosketukseton ilmakannatus kuivatusväleissä on pyritty toteuttamaan siten, ettei raina missään tapauksessa pääsisi koskettamaan 5 kuivatusväliä rajoittavia yleensä hyvin kuumia pintoja.

Esillä olevan keksinnön lisätarkoituksena on aikaansaada uusi infrakui-vatin yhdistettynä ilmakuivatukseen niin, että raina saadaan turvallisesti ja lepattamatta kulkemaan infrakuivattimen läpi myös katkotilan-10 teissä.

Keksinnön lisätarkoituksena on saada aikaan sellainen infrakuivatin, jolla on verraten suuri ominaishaihdutusteho ja jossa lisäksi voidaan käyttää hyväksi kaasuinfrasäteilijöiden palamisilmaa ja kiertoilmaa 15 kuivatuksessa niin, että lämmönsiirto saadaan mahdollisimman suureksi.

Keksinnön ei-välttämättömänä lisätarkoituksena on aikaansaada sellainen kaasuinfrakuivatin, jossa kuivattu rata sekä kulkee kuivattimen sisällä että lähtee siitä entistä stabiilimmin ja lepattamatta.

20

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi keksinnölle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että laite käsittää rainan tulopuolelle ensimmäisen infrayksikön etupuolelle sovitetun ensimmäisen foilyksikön ja sitä ennen rainan tulopuolelle sovitetun vastakkaisen 25 foilyksikön, että viimemainittu foilyksikkö rajoittaa yhdessä sitä seuraavan infrayksikön kanssa ensimmäisen poistokanavan, että ensimmäisen infrayksikön ja sen kanssa rainan samalla puolella olevan toisen infrayksikön välissä on toinen foilyksikkö, joka yhdessä sen puolella olevan infrayksikön kanssa rajoittavat poistokanavan, että em. infra-30 yksikköihin nähden vastakkaisella puolella olevien infrayksiköiden välissä on foilyksikkö, joka yhdessä toisen em. infrayksikön kanssa rajoittavat poistokanavan, että rainan jättöpuolella on foilyksiköt, joista toinen rajoittaa yhdessä sitä ennen olevan infrayksikön kanssa poistokanavan, että mainitut poistokanavat on yhdistetty ilmajärjes-35 telmän poistopuhaltimen imukanavaan ja että mainitut foilyksiköt ovat rainan molemmin puolin vastakkain vaihesiirrossa keskenään siten, että foilyksiköiden kohdalla rainan vastakkaiselxa puolella on poistokanava.

4 79157 1 Keksintömme mukaisessa kaasuinfra-leijukuivattimessa on imuaukon vastapuolella aina alipaineinen kantopinta, mikä osaltaan aikaansaa sen, etteivät ajettavuus ja radan stabiili kulku ole riippuvaisia imu-ilmamäärästä, vaan rata kulkee stabiilisti määrätyllä pienellä 5 etäisyydellä foilien kantopinnasta.

Keksinnössä on mahdollista käyttää kaksipuolista kaasuinfrakuivatusta ilman, että olisi vaaraa radan liiasta lämpenemisestä, koska foil-suuttimet rikkovat tehokkaasti rajakerroksia.

10

Keksinnön mukaisessa kaasuinfra-leijukuivattimessa on samantapainen kier-toilmajärjestelmä kuin ennestään tunnetuissa kaasulla lämmitettävässä leijukuivattimessa. Puhallusilman lämmittämiseen voidaan tarvittaessa käyttää myös erillistä lämmönlähdettä esim. kaasupoltinta.

15

Keksinnön mukaisessa kaasuinfra-leijukuivattimessa kiertoilman kosteus-taso saadaan huomattavasti korkeammaksi kuin ennestään tunnetuissa lei-kuivattimissa ja näin ollen kuivattimeen voidaan liittää entistä taloudellisempi lämmöntalteenottojärjestelmä. Korkeampi kosteustaso 20 johtuu suuremmasta ominaishaihdutuksesta, siis korkeammasta energiatiheydestä.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovellusesi-25 merkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintö ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.

Kuvio 1 esittää kaaviollisena sivukuvana keksinnön ensimmäistä toteutus-muotoa.

30

Kuviossa 1 esitetyllä kaasuinfra-leijukuivattimella kuivataan kosketukset tomasti rainaa W, joka tulee kuivattimeen suunnassa ja poistuu siitä suunnassa W . Kuivatin käsittää peräkkäiset infrakuivatus-välit A ja B, jotka muodostuvat yläyksikön 10 ja alayksikön 20 välille.

35 Ensimmäinen infrakuivatusväli A muodostuu kaasuinfrayksiköiden 11a ja 21b välille. Vastaavasti toinen infrakuivatusväli B muodostuu kahden vastakkaisen kaasuinfrayksikön 11b ja 21b välille. Infrayksiköt 5 79157 1 118,218,110 ja 21b ovat sinänsä ennestään tunnettuja kaasuinfroja, joi hin tuodaan palamisilma nuolien F^ suunnassa. Kaasun palamisen johdosta syntyy infrasäteilyä ja palokaasuja, joita molempia kuvaavat käsittely-väleihin A ja B merkityt nuolet R.

5

Keksinnön mukaiseen kuivattimeen kuuluu myös foilsuutinyksiköt, jotka toimivat pääasiallisesti rainaa kosketuksettomasti kannattavina toimieliminä. Kuvion 1 mukaisesti ensimmäisen yläpuolisen infrayksikön 11a etupuolelle on liitetty ensimmäinen yläpuolinen foilyksikkö 13 ja vas-10 taavasti toisen yläpuolisen infrayksikön 11b etuseinämään on liitetty toinen yläpuolinen foilyksikkö 14. Rainan W jättöpuolella W on kolmas yläpuolinen foilyksikkö 15. Vastaavasti rainan W alapuolella on tietyssä vaihesiirrossa yläpuolisia foilyksikköjä ennen ensimmäinen erillinen foilyksikkö 23, ensimmäisen infrayksikön 21 takaseinämään liitetty toi-15 nen foilyksikkö 24 ja toisen infrayksikön 21b takaseinään liitetty kolmas foilyksikkö 25. Foilyksiköissä on foilsuuttimet 18, vast. 28 ja rainan W kulun suuntaiset kantopinnat 17, vast. 27, jotka tulevat sijaitsemaan lyhyen kantovälin päässä rainan W ylä- ja alapinnasta. Ylä-yksikön 10 infrayksikköjen 11a ja 11b välissä on ilman ensimmäinen 20 poistokanava 16a ja vastaavasti infrayksikön 11b ja foilyksikön 15 välillä on toinen poistokanava 16b. Vastaavasti alayksikössä 20 on ensimmäisen foilyksikön 25 ja ensimmäisen infrayksikön 21a välissä ensimmäinen poistokanava 26a ja toinen poistokanava 26b on toisen foilyksikön 24 ja toisen infrayksikön 21b välissä.

25 Järjestelmään tuodaan tuloilma foilyksikköjen 13,14,15,23,24,25 puhallus-laatikoiden sisälle nuolen suunnassa ja se puhalletaan rainaa W vasten nuolten F^ suunnassa kannatuspuhalluksina, joilla on jonkinlainen kuiva-tusvaikutuskin. Vastaavasti poistokanavien 16a ja 16b, 26a ja 26b kautta 30 otetaan kuivatusväleistä A ja B poistovirtaukset nuolten F^ suunnassa. Nämä poistovirtaukset F^ koostuvat sekä kuumista palokaasuista R että ilmapuhalluksista F2. Kun keksinnön mukaisesti käytetään poistoilmakana-via 16 ja 26, saadaan kuivatusväleihin A ja B hallittu kaasujen vaihto ja suuri lämmönsiirto rainaan. Lisäksi saadaan poistoilmakanavien 16 ja 35 26 kautta otettujen kaasuvirtausten lämpösisältö talteen lämmöntalteen- ottojärjestelmässä 30. Osa poistokanavien 16 ja 26 kautta otettavasta ilmasta voidaan johtaa takaisin ilmankiertoon puhallusten F 2 ilmaksi.

6 79157 1 Infrayksiköiden käsittelyvälejä rajoittavat rainan molemmin puolin vastakkaiset infrasäteilypinnat tai alueet, joita kuviossa 1 on merkitty kaaviollisesti viitenumeroin 11R ja 21R. Nämä alueet tai pinnat muodostuvat kaasupoltinten riveistä joissa palaa kaasuliekit ja/tai 5 mainittujen kaasuliekkien kuumentamasta muusta säteilypinnasta. Sätely-elementit ja kaasupolttimet ovat sinänsä tunnettuja ja niitä ei ole tässä yhteydessä tarpeen tarkemmin selostaa.

Kuviossa 1 esitetty järjestelmä on sellainen, että kaikki foilsuutti-10 met 18,28 puhaltavat (nuoli F2) rainan W kulkuun nähden myötäsuuntaan. Tämä on sikäli edullista, että rata katkotilanteissa tulee puhalletuksi pois infrayksikköjen kuumista säteilypinnoista.

Suuttimista 18 tulevien puhallusten F2 nopeus on yleensä alueella 15 20...45 m/s, sopivimmin alueella 30...35 m/s. Kanavissa 16 ja 26 kul kevien kaasuvirtausten F^ nopeus on yleensä alueella 5...10 m/s. Suutinaukkojen 18 leveys (suutinrako) on yleensä alueella 2...5 mm. Kuivatusvälien A ja B leveys, siis kaasupoltinten määräämien kanto-pintojen etäisyys niiden välillä kulkevasta rainan tasosta on yleensä 20 alueella 6...15 mm.

Infrakuivattimet ja foilyksiköt ulottuvat koko kuivattavan rainan W leveydelle. Vaikka kuviossa 1 on raina W esitetty kulkevaksi vaakasuunnassa, voidaan keksintö luonnollisesti toteuttaa myös niin, 25 että rainan kulku on pystysuora joko ylös- tai alaspäin tai ylä- tai alaviisto.

Keksinnön mukaisissa infrayksiköissä voidaan käyttää säätölaitteita, joilla infrakuivatuksen tehoa rainan poikkisuunnassa hallitaan rainan 30 poikittaisen kosteusprofiilin säätämistä varten. Keksintöön liittyvään ilmajärjestelmään voidaan kytkeä erilaisia mittaus- ja säätölaitteita, joilla järjestelmää säädetään ja sen toimintaa hallitaan ja mahdollisesti optimoidaan. Mittaus- ja säätöjärjestelmään voi myös kuulua erilaisia rainan ominaisuuksien ja poikittaisprofiilien mittauslaitteita, 35 joista saatujen mittaussignaalien perusteella ohjataan keksinnön mukaista kuivatinta.

I) 7 79157 1 Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaihdella ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.

5 10 15 20 25 30 35

Claims (4)

8 79157

1. Kaasuinfra-leijukuivatin, joka käsittää kaasuinfrayksikköjä (10,20), joiden infrasäteilyelementit (11R,21R) ja/tai -pinnat rajoittavat rainan 5 käsittelyvälejä (A ja B), joihin avautuvat poistoilmakanavat (16a,26a ja 16b,26b), joiden kautta käsittelyväleihin (A,B) tulevat kaasuinfrojen palokaasut ja puhallusilmat (F£) johdetaan uuudelleenkiertoon ja/tai lämmöntalteenottojärjestelmään (30), ja joka kuivatin käsittää kaasuinf rayksiköiden (10,20) yhteydessä olevat foilpuhallusyksiköt 1Q (13,14,15,23,24,25), joiden suutinrakojen (18) kautta puhalletaan kannatuspuhallukset (F£) , jotka kosketuksettomasti kannattavat kuivatettavaa rainaa (W), tunnettu siitä, että laite käsittää rainan tulopuolelle (W ) ensimmäisen infrayksikön (11a) etupuolelle sovitetun ensimmäisen foilyksikön (13) ja sitä ennen rainan tulopuolelle (W ) j5 sovitetun vastakkaisen foilyksikön (23), että viimemainittu foilyksikkö (23) rajoittaa yhdessä sitä seuraavan infrayksikön (21a) kanssa ensimmäisen poistokanavan (26a), että ensimmäisen infrayksikön (11a) ja sen kanssa rainan (W) samalla puolella olevan toisen infrayksikön (11b) välissä on toinen foilyksikkö (14), joka yhdessä sen puolella olevan 20 infrayksikön (11a) kanssa rajoittavat poistokanavan (16a), että em. infrayksikköihin (11a,11b) nähden vastakkaisella puolella olevien infrayksiköiden (21a ja 21b) välissä on foilyksikkö (24), joka yhdessä toisen em. infrayksikön (21a) kanssa rajoittavat poistokanavan (26b), että rainan (W) jättöpuolella (W ) on foilyksiköt (15,25), joista 25 toinen rajoittaa yhdessä sitä ennen olevan infrayksikön (11b) kanssa poistokanavan (16b), että mainitut poistokanavat (16a,26a,16b,26b) on yhdistetty ilmajärjestelmän (42,43) poistopuhaltimen (33) imukanavaan (42,43) (kuvio 1) ja että mainitut foilyksiköt (13,14,15,23,24,25) ovat rainan (W) molemmin puolin vastakkain vaihesiirrossa keskenään siten, 30 että foilyksiköiden kohdalla rainan (W) vastakkaisella puolella on poistokanava (16b,26a,26b) (kuvio 1).

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuivatin, tunnettu siitä, että mainituista poistoilmakanavista (16a,26a ja 16b,26b) imettävät 35 ilmavirtaukset (F^) johdetaan osaksi puhaltimen (33) imemänä lämmön-talteenottojärjestelmään (30) ja osaksi toisen puhaltimen (31) imemänä mainittujen foilyksiköiden puhallusilmaksi (F^). 9 79157

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen kuivatin, tunnettu siitä, että rainan tulosuunnassa (W ) ensimmäisinä olevat foilyksiköt (13,23) puhaltavat kannatuspuhallukset (F^) rainan (W) juoksun myötä-suuntaan ja että rainan jättöpuolella (W ) olevat foilyksiköt puhal-5 tavat kannatuspuhallukset rainan juoksun myötäsuuntaan.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen kuivatin, tunnettu siitä, että laitteen kaasuinfrasäteilijät lämmittävät kiertoilman ainakin noin 160°C:n lämpötilaan, sopivimmin sitä korkeampaan lämpö-Ί0 tilaan. 15 20 25 30 35 79157