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Einrichtung zum elektrischen Beheizen von Anlagen zum Trocknen von Platten aus beliebigem Material, insbesondere von Schnittholz
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum elektrischen Beheizen von Anlagen zum Trocknen von Platten aus beliebigem Material, insbesondere von Schnittholz, bestehend aus einem oder mehreren mit Flachrohrheizelementen bestückten Wärmeaustauschern, einer Sprühvorrichtung und einem mit der
Heizeinrichtung zwangsgeschalteten Lüfter.
Zur technischen Trocknung von plattenförmigen Elementen, insbesondere von Schnittholz, sind zwei Bauarten von Trockenkammern bekannt, die sogenannten klassischen Kammern ganz aus
Mauerwerk und die Ganzmetallkammern. Erstere sind ortsgebunden und dadurch mit dem Nachteil behaftet, dass das Trocknungsgut zugebracht werden muss, was erhebliche Transportkosten verursacht und in grossen Mengen Transportmittel bindet. Auch sind die gemauerten Trockenkammern nur für Temperaturen bis 1000C geeignet, da Mauerwerk nicht in allen Punkten die für die verschiedensten Trocknungsarten gestellten Bedingungen, z. B. absolute Luft-und Schwadendichtigkeit, Wärmedurchgang, geringes Wärmespeichervermögen, erfüllt, es sei denn, die Trockenkammern erhalten im Innern eine vollständige metallene Auskleidung, was wieder die Baukosten wesentlich erhöht.
Die Ganzmetallkammern sind transportabel und können somit an den Ort des jeweiligen Fertigungsablaufes und-einsatzes gebracht werden, wobei ausser der Einsparung an Transportmittel und-kosten auch geringere Anlagekosten erforderlich sind. Weiterhin haben die Ganzmetallkammern den Vorteil, dass sie ebenfalls für Temperaturen über 1000C zum Einsatz kommen können.
Eine weitere bekannte verbesserte Ausführung von Ganzmetallkammern ist die Baukastenbauweise, bei der die Bauteile mit den Trocknungseinrichtungen lösbar verbunden sind und dadurch den Transport bei Ortsveränderungen wesentlich vereinfachen. Die vorgenannten Anlagen haben aber gemeinsam einen Nachteil. Die für den Trocknungsvorgang erforderlichen Dampf-Heizeinrichtungen, bestehend aus einem oder mehreren Wärmeaustauschern und einer Dampf-Sprüheinrichtung, sind von einer ausserhalb der Anlage stationierten Dampferzeugungsanlage abhängig. Diese Dampferzeugungsanlagen stehen aber nicht jederorts zur Verfügung bzw. ist bei einer Ortsveränderung von transportablen Anlagen ein zusätzlicher Aufbau von Dampferzeugungsanlagen erforderlich. Dadurch erhöhen sich die Kosten für den Aufbau derartiger Anlagen bzw. ist eine Ortsveränderung nur im beschränkten Umfang möglich.
Es sind auch Trocknungsmaschinen bekannt, in welchen ein in der Kammer vorgesehenes Sprühsystem einen feinen Wassernebel in das umwälzende Trocknungsmedium sprüht, wobei Warmwasser Verwendung findet, um somit einerseits das Trocknungsmedium nicht zu stark abzukühlen und damit einen zu grossen Wärmeverlust für den Trocknungsvorgang zu verhindern und anderseits einen überdimensionierten Wärmeerzeuger zu vermeiden.
Für den Wärmeaustauscher können neben Dampf auch andere Heizmittel zur Anwendung kommen, für den Trocknungsvorgang selbst ist aber Dampf unerlässlich.
Auch ist bekannt, an Stelle von dampfbeheizten Wärmeaustauschern elektrische Heizelemente, sogenannte elektrische Lufterhitzer, einzusetzen, wobei zur Verwirbelung des erwärmten Mediums
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Lüfter zum Einsatz kommen, die mit dem Lufterhitzer eine Zwangsschaltung erhalten, um somit ein
Aufheizen des Lufterhitzers ohne Lüfter auszuschliessen. Auch hier ist der Nachteil vorhanden, dass bei
Einsatz derartiger elektrischer Lufterhitzer eine zusätzliche Dampferzeugungseinrichtung erforderlich und diese wieder ausserhalb der Kammer stationiert ist, wobei die Dampferzeugung ebenfalls mittels elektrisch beheizter Wasserverdampfer erfolgt.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die bekannten elektrischen Lufterhitzer in Form, Grösse,
Leistung und Anordnung die Gestaltung der Trockenkammer und damit auch den Trocknungsprozess beeinflussen.
Daraus ist erkenntlich, dass die Umstellung der bisher bewährten Heizanlagen von Dampf auf
Elektrizität als einzigste und ausschliessliche Energiequelle mit Schwierigkeiten verbunden ist, da einerseits die gewonnenen Erkenntnisse einer optimalen Holztrocknung auf technischem Wege erhalten bleiben sollen, anderseits die für den Trocknungsprozess unerlässliche Dampferzeugung in der Kammer ohne zusätzliche Aggregate zu erfolgen hat.
Zweck der Erfindung ist, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen, insbesondere die
Trocknungseinrichtung unabhängig von einer ausserhalb der Kammeranlage stationierten
Dampferzeugunsanlage zu machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus einem elektrisch beheizten Wärmeaustauscher und einer Sprühvorrichtung bestehende Heizeinrichtung zu schaffen, welche gleichfalls den für den
Trocknungsvorgang erforderlichen Dampf in der Kammer erzeugt und die sowohl für stationäre als auch für transportable Kammeranlagen Verwendung finden kann, ohne dass die Kammeranlagen in ihrer baulichen Gestaltung eine Änderung erfahren.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Wärmeaustauscher aus zwei zur senkrechten Ebene seitenverkehrt angeordneten Heizregistern besteht, die aus einem mehrere oder eine einzige Sammelschiene aufnehmenden Schaltkasten und den Flachrohrheizelementen gebildet sind, wobei die zwischen den Schaltkästen in Reihe neben-und/oder untereinander angeordneten, wechselseitig an den Schaltkästen wasserdicht verschraubten, miteinander durch Spannelemente gehalterten Flachrohrheizelemente mit den Sammelschienen in den Schaltkästen zu zwei gleichen oder mehreren unterschiedlich grossen Gruppen zusammengefasst installiert und die Gruppen entweder gleichzeitig, beliebig einzeln oder zeitlich zueinander variabel zu-oder abschaltbar sind,
und dass ein für die Zuführung von Frischwasser mit Sprühdüsen bestücktes Rohr vor dem Wärmeaustauscher in der Art angeordnet ist, dass das als Nebel austretende Frischwasser den Wärmeaustauscher gleichmässig benetzt.
Zweckmässigerweise nimmt jedes Heizregister bezüglich der Anzahl der insgesamt für den Wärmeaustauscher vorgesehenen Flachrohrheizelemente jeweils die Hälfte derselben auf, wobei eine Sammelschiene des einen Schaltkastens mit den an ihn gesamt angeordneten Flachrohrheizelementen und zwei Sammelschienen im andern Schaltkasten des Heizregisters mit zwei gleichen oder unterschiedlich grossen Gruppen von Flachrohrheizelementen verbunden sind.
In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemässen Einrichtung sind die Heizstabgruppen einzeln oder. zusammen sowie ein in der Sprühvorrichtung angeordnetes Magnetventil über in den Stromkreis vorgesehene Zeitrelais ein-oder ausschaltbar. Vorteilhafterweise öffnet ein Zeitrelais das in der Sprühvorrichtung angeordnete Magnetventil nach Ablauf eines die Erreichung einer die Verdampfung bewirkenden Oberflächentemperatur des Wärmeaustauschers gewährleistenden Zeitabschnittes.
Die räumliche Gestaltung und die Grössenordnung des erfindungsgemässen elektrisch beheizten Wärmeaustauschers gestattet einen universellen Einsatz desselben, sowohl in gemauerten Kammern als auch bei Kammern in Ganzmetallausführung, ohne dass dabei in den Kammern bauliche Veränderungen erforderlich sind. Das hat wieder den Vorteil, dass auch ein Austausch bzw. eine Umstellung vorhandener Anlagen mit Dampfbeheizung auf elektrische Beheizung möglich ist. In Verbindung des elektrisch beheizten Wärmeaustauschers mit dem Sprühdüsensystem für Frischwasser zur Erzeugung des für den Trocknungsvorgang notwendigen Dampfes in der Kammer macht die Trocknungsanlagen unabhängig von einer bisher erforderlichen ausserhalb der Kammer stationierten Dampferzeugungsanlage.
Die zwischen zwei Schaltkästen wechselseitig und in Reihe angeordneten Elektroflachrohrelemente gewährleisten, dass einerseits das umgewälzte Trocknungsmedium mit dem geringsten Widerstand den Wärmeaustauscher passiert, dabei eine gute Wärmeabgabe an das Trocknungsmedium stattfindet, und anderseits die Flachrohrheizelemente das bewegte Medium gleichmässig auf dem Trocknungsgutstapel verteilen.
Es ist ersichtlich, dass Anlagen mit der erfindungsgemässen Heizeinrichtung die Einsatzmöglichkeiten transportabler Anlagen wesentlich erweitern, da gesonderte Dampferzeugungs-
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aggregate nicht erforderlich sind. Insbesondere verringern sich dadurch die Baukosten für den Aufbau neuer Anlagen.
Die Gruppenteilungen der Heizstäbe und das damit erzielte Schaltsystem haben den Vorteil, dass sämtliche Heizstabgruppen für die Aufheizung und für die eigentliche Trocknung die Gruppen einzeln oder zusammen in Betrieb genommen werden können. Mit dieser Schaltung wird nicht nur eine relativ kurze Anwärmzeit für die Aufbereitung des Trocknungsgutes und für die Einleitung der eigentlichen Trocknung erreicht, sondern auch die Einhaltung der gewünschten für die Trocknung in engen Grenzen tolerierten Temperatur gewährleistet, wobei die Beanspruchung von Netz und Aggregaten gemildert sowie die Schalthäufigkeit wesentlich vermindert wird.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher eläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen Fig. 1 schematisch eine Vorderansicht des erfindungsgemässen Wärmeaustauschers in vereinfachter Darstellung der elektrischen Leitungsanschlüsse, Fig. 2 schematisch eine Draufsicht desselben, Fig. 3 eine schematische Darstellung des elektrischen Aufbaues der Wärmeaustauscher in einer Trocknungskammer, Fig. 4 eine Anordnung der Heizeinrichtungen in der Kammer, Fig. 5 ein elektrisches Schaltschema in vereinfachter Darstellung der erfindungsgemässen Heizeinrichtung für Anlagen mit zwei Wärmeaustauschern.
Der Wärmeaustauscher --1-- besteht aus zwei voneinander getrennt aufgebauten Heizregistern - -2 ; 3--, die aus dem Schaltkasten-4 ; 5- und den Flachrohrheizelementen-6-gebildet sind. Die Flachrohrheizelemente --6-- sind in dem Schaltkasten-4 ; 5- wasserdicht verschraubt und
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sie einerseits einen grossen Streuwinkel aufweisen und anderseits die gesamte dem Rohr-14zugekehrte Fläche des Wärmeaustauschers--l--gleichmässig mit Wasser benetzen. Damit wird einerseits eine konstante Oberflächentemperatur des Wärmeaustauschers erreicht und anderseits die für den Trocknungsprozess erforderliche Dampfmenge gewährleistet.
In Fig. 3 sind schematisch zwei in der Kammer --15-- angeordnete Heizregister --1;1'-- (s.
Fig. 4) mit den Sammelschienen-7 ; 8 ; 9 bzw. 7' ; 8' ; 9'-- dargestellt, um zu verdeutlichen, dass zweckmässigerweise jede Kammer mit zwei derartigen Wärmeaustauschern ausgerüstet ist, so dass sowohl die Dampfaufbereitung, also der Aufheizungsprozess, als auch die eigentliche Trocknung relativ kurzzeitig erfolgt, da das umgewälzte Medium ständig die Wärmeaustauscher vor und nach dem Passieren des Trocknungsgutes die Heizzone durchstreicht und dadurch beständig eine eng tolerierte Temperatur erhält, was wieder den eigentlichen Trocknungsprozess beschleunigt.
Gemäss Fig. 4 ist eine Kammer --15-- mit zwei Wärmeaustauschern --1 ; 1'-- und den dazugehörigen Sprühvorrichtungen ausgerüstet. Der gesamte Steuer-Stromkreis der Kammer--15-- ist nach Fig. 5 in zwei Stromkreishälften --16;17-- unterteilt. Der Stromkreis --17-- mit den Sammelschienen-9 ; 9'- ist nur während der Dampferzeugung zugeschaltet, während der Stromkreis - mit den Sammelschienen-7 ; 7' ; 8 ; 8'-- bei der Dampferzeugung und weiterhin bei der Trocknung geschaltet ist. Der Stromkreis --16-- ist nochmals in zwei Gruppen untergliedert, so dass die Heizelemente der Sammelschienen--7 ; 7'-- und die der Sammelschienen-8 ; 8'-- getrennt oder gemeinsam heizen.
Diese Untergliederung der Trocknungsheizung gewährleistet eine in engsten Grenzen gehaltene annähernd konstante Temperatur.
Die Heizeinrichtung wird von dem Schaltschrank --18-- geregelt. Soll die Anlage in Betrieb genommen werden, so wird der Steuerstromkreis nur wirksam, wenn der Kontakt für den Lüfter den Stromkreis schliesst. Somit ist die Beheizung der Kammer --15-- nur bei tätiger Luftumwälzung eingeschaltet, wobei zunächst ein Schaltschütz --19-- die Heizstäbe der Sammelschiene--7 ; 7'--
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--20-- mit--23-- mit einer Verzögerung bis zu 1 min über Schaltschütz --24-- die Sammelschiene --9'-- in Betrieb genommen. Nach einer weiteren Verzögerung bis zu 30 min schaltet über das Zeitrelais --25-- das Magnetventil --26-- die Wasserzufuhr ein. Diese Verzögerung ist notwendig, damit die Wärmeaustauscher --1--- eine Verdampfung des Wassers gewährleisten.
Ist die Zeit der Befeuchtung abgelaufen, schalten die Sammelschienen--9 ; 9'-- ab und das Magnetventil --26--- schliesst die
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Wasserzufuhr für die Sprühvorrichtung. Die Heizstäbe der Sammelschienen-7 ; 7' ; 8 und 8'-liefern die Wärme für den Trocknungsprozess. Wird die im Zeitprogramm aufgenommene maximale Temperatur erreicht, schalten auch die Sammelschienen--8 und 8'--ab. Sinkt die Temperatur bis auf den Differenzwert ab, den der zwischengeschaltete in den Zeichnungen nicht dargestellte Temperaturabtaster zulässt, so schalten die Sammelschienen-8 ; 8'- wieder zu. Mit dieser Regelung der Trocknungsstufe wird eine in engen Toleranzen gehaltene konstante Temperatur erreicht, die für den Trocknungsprozess unbedingt erforderlich ist.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zum Beheizen von Anlagen ist in ihrem Schaltschema analog für Kammern anzuwenden, bei denen die Kammer aus mehreren Sektionen besteht und jede Sektion mit einer Heizeinrichtung ausgerüstet ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum elektrischen Beheizen von Anlagen zum Trocknen von Platten aus beliebigem Material, insbesondere von Schnittholz, bestehend aus einem oder mehreren mit Flachrohrheizelementen bestückten Wärmeaustauschern, einer Sprühvorrichtung und einem mit der Heizeinrichtung
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zwei zur senkrechten Ebene seitenverkehrt angeordneten Heizregistern (2 ; 3) besteht, die aus einem mehrere oder eine einzige Sammelschiene (7 ; 8 bzw. 9) aufnehmenden Schaltkasten (4 ; 5) und den Flachrohrheizelementen (6) gebildet sind, wobei die zwischen den Schaltkästen (4 ; 5) in Reihe nebenund/oder untereinander angeordneten, wechselseitig an den Schaltkästen (4 ; 5) wasserdicht verschraubten, miteinander durch Spannelemente (10 ; 11 ; 12) gehalterten Flachrohrheizelemente (6) mit den Sammelschienen (7 ; 8 ; 9) in den Schaltkästen (4 ;
5) zu zwei gleichen oder mehreren unterschiedlich grossen Gruppen zusammengefasst installiert und die Gruppen entweder gleichzeitig, beliebig einzeln oder zeitlich zueinander variabel zu-oder abschaltbar sind, und dass ein für die Zuführung von Frischwasser mit Sprühdüsen (13 ; 13') bestücktes Rohr (14 ; 14') vor dem Wärmeaustauscher (1) in der Art angeordnet ist, dass das als Nebel austretende Frischwasser den Wärmeaustauscher (1) gleichmässig benetzt.
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