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Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen durchlaufenden Gutes, insbesondere
von Gewebebahnen, mittels wesentlich kreisender Heißluft Die Erfindung betrifft
ein Verfahren nebst Vorrichtung zum Trocknen durchlaufenden Gutes, insbesondere
von Gewebebahnen, mittels wesentlich kreisender Heißluft.
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Wird Heißluft als Trockenmittel verwendet, so ist bekanntlich laufend
Frischluft für den Trockenprozeß zuzuführen und eine entsprechende Menge Fortluft,
welche das beim Trocknen verdunstete Wasser aufgenommen hat, abzuleiten.
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Da die Erwärmung der Frischluft auf dieTemperatur der Fortluft einen
zusätzlichen Wärmeaufwand bedingt, ist eine Beschränkung der Frischluftmenge geboten.
Andererseits muß zwecks Erzielung hoher Trockenleistung das Gut in der Zeiteinheit
durch sehr große Luftmengen behandelt werden; ein typisches Beispiel hierfür sind
Düsentrockner, bei denen oberhalb und unterhalb des Gutes angeordnete Düsen, die
sich auf die ganze Gutsbreite erstrecken, in verhältnismäßig kurzen Abständen in
Laufrichtung des Gutes aufeinanderfolgen. Durch diese Düsen wird das Trockenmittel
mit großer Geschwindigkeit auf das Gut geblasen und nach Durchstreichen einer kurzen
Weglänge von der Ware entfernt. Da unter diesen Umständen bereits jede Düse in der
Zeiteinheit eine große Menge des Trockenmittels beansprucht, ergibt die Summe der
in der Maschine vorhandenen Düsen eine riesige stündliche Menge des Trockenmittels,
der nur ein verhältnismäßig kleiner Bedarf an Frischluft gegenübersteht. Das Trockenmittel
wird daher durch eine Reihe von Lüftern im wesentlichen im Kreislauf
umgewälzt
- d. h. jeder Lüfter saugt die von ihm abgegebene Luft im wesentlichen wieder zu
sich zurück - und innerhalb jedes Kreisstromes über Heizkörper neu erhitzt. Die
Frischluft tritt im allgemeinen am Ende der Maschine, also dort, wo die Trocknung
sich bereits ihrem Ende nähert, ein, während die Fortluft am Anfang der Maschine,
d. h. dort, wo das Gut noch naß ist, aus der Maschine mittels eines Fortlüfters
entfernt wird. Auf diese Weise soll die Frischluft Gelegenheit haben, sich vom trockenen
Ende der Maschine bis zum nassen Anfang der Maschine von Kreisstrom zu Kreisstrom
durchzuschrauben.
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In der Praxis nutzt man für das Heranschaffen der Frischluft meistens
den undichten Auslaßschlitz aus, weil unter der Wirkung des vorn Fortlüfter erzeugten
Unterdruckes die Raumluft das Bestreben hat, durch den undichten Auslaßschlitz in
den Trockenraum einzutreten; zusätzlich hat man gelegentlich auch am Ende der Maschine
einen besonderen Lufteinlaßschlitz angeordnet, durch den ebenfalls Frischluft eintreten
kann. Es ist auch, z. B. bei Bandtrocknern, vorgeschlagen worden, die Frischluft
durch einen eigenen Lüfter über einen Vorwärmeheizkörper, in dem die Frischluft
durch das Kondensat der Heizkörper der Trockenmaschine etwas angewärmt wird, dem
letzten Kreisstrom des Trockenraumes zuzuleiten. In allen diesen Fällen mischt die
Frischluft sich mit der Kreisluft der letzten Kammer und wird infolgedessen bereits
mit Feuchtigkeitangereichert, bevor sie intensiv zur Trocknung ausgenutzt werden
kann. Außerdem wird durch die Beifügung der Frischluft, selbst dann, wenn sie etwas
vorgewärmt wird, die Temperatur der Kreisluft, der die Frischluft beigefügt wird,
erniedrigt.
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Es ist auch bekannt, bei Trocknern,, in denen nicht mit kreisender
Luft, sondern mit Durchgangsluft getrocknet wird, das Gut in der Fertigtrocknungszone
mit erhitzter Frischluft zu behandeln. Dabei durchwandert die Luft in einem Zuge
die Trockenkammern, so daß sie in jeder Kammer nur einmal mit der Ware in Berührung
kommt. Führt man dabei nur wenig Frischluft zu, so daß sie sich bis zum Austritt
aus der Maschine ausreichend sättigen kann, so ist entsprechend der geringen Menge
der Behandlungsluft die Trockenleistung nur gering. Führt man zur Steigerung der
Trockenleistung aber größere Luftmengen zu, so ist zu deren Aufheizung ein unwirtschaftlich
hoher Wärmeaufwand erforderlich. Aus diesem Grunde ist man von Trocknern mit Durchgangsluft
auf solche mit wesentlich kreisender Luft übergegangen und führt dieFrischluft nur
entsprechend dem notwendigen Bedarf in den kreisenden Luftstrom der letzten Trockenkammer
ein.
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Demgegenüber ist das Verfahren zum Trocknen durchlaufenden Gutes,
insbesondere von Gewebebahnen, mittels wesentlich kreisender Heißluft dadurch gekennzeichnet,
daß die zum Trocknen benötigte Frischluft, gegebenenfalls vorentfeuchtet, nach Erhitzung
zum Fertigtrocknen des Gutes verwendet wird, bevor sie den kreisenden Luftströmen
zufließt.
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Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis: Die Verdunstung des
Wassers in der trockenen (sogenannten hygroskopischen) Zone ist bekanntlich gegenüber
den nassen Zonen wesentlich erschwert. Die Trockenleistung ist nämlich unter sonst
gleichen Umständen dem Temperaturgefälle zwischen Luft und Trockengut proportional;
in der nassen Zone wird das Gut nur bis auf die Kühlgrenze der Trockenluft erwärmt,
so daß dort ein großes Temperaturgefälle verfügbar ist. In der hygroskopischen Zone
dagegen steigt die Gutstemperatur mit zunehmendem Grad der Fertigtrocknung über
die Kühlgrenze der Trockenluft, so daß hier ein immer kleiner werdendes Temperaturgefälle
vorhanden ist.
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Diese Tatsache beruht auf folgendem physikalischem Vorgang: In der
nassen Zone befindet sich unmittelbar an dem Trockengut gesättigte Luft, weil dort
die zur Sättigung der Luft erforderliche Wassermenge frei verfügbar ist. In der
hygroskopischen Zone dagegen sättigt sich die Luft an dem Trockengut nicht, weil
das im Gut verbliebene Restwasser nur durch Diffundierung od. dgl. mühsam herauszuschaffen
ist. Mit fortschreitender Trocknung nimmt also der Feuchtigkeitsgehalt der am Gut
befindlichen Luft von zoo n/o in der nassen Zone bis auf einen kleinen Prozentsatz
am Ende-der hygroskopischen Zone ab. Am Ende der hygroskopischen Zone ist somit
die relative Sättigung der am Gut befindlichen Luft am geringsten, und zwar je nach
der für das Gut selber vorgeschriebenen Restfeuchte verschieden hoch. Für eine oberschlägigeBerechnung
mag die relative Feuchte der am Gut befindlichen Luft gegen Ende der hygroskopischen
Zone mit 162/,"/, (statt xoo °/o in der nassen Zone) angenommen werden.
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Die Trockenluft kühlt sich also in der nassen Zone bis auf ihre einer
Sättigung von zoo °/o entsprechende Kühlgrenze ab, so daß auch das Gut selber annähernd
diese Kühlgrenztemperatur annimmt. Mit fortschreitender Trocknung in der hygroskopischen
Zone kühlt sich die Trockenluft nur auf der Linie gleichbleibender Kühlgrenze bis
auf die Temperatur ab, die der relativen Sättigung der am Gut befindlichen Luft
entspricht. Infolgedessen steigt die Gutstemperatur in der hygroskopischen Zone
über die Kühlgrenze derTrockenluft hinaus, indem die Gutstemperatur sich der Temperatur
der am Gut befindlichen Luft anpaßt. Bei gleichbleibender Lufttemperatur nimmt also
die Trockenleistung in der hygroskopischen Zone immer mehr ab, weil das Temperaturgefälle
zwischen Trockenluft und Gutstemperatur immer kleiner wird; die Gutstemperatur selber
steigt also dauernd an, was für empfindliche Trockengüter die Gefahr einer Schädigung
herbeiführt.
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Die Temperatur der am Gut befindlichen Luft und somit auch die Gutstemperatur
selber sowohl in der nassen wie auch in der hygroskopischen Zone ist nicht nur abhängig
von der Temperatur, sondern auch vom Feuchtegehalt, den die Trockenluft durchschnittlich
im Trockenraum der betreffenden Trockenzone hat. Wird beispielsweise für ein bestimmtes
Trockengut vorgeschrieben, daß seine Temperatur am Ende der Trocknung 7o° C nicht
übersteigen darf, so darf bei einer relativen Sättigung der am Gut befindlichen
Luft von 162/,0/, die aufgeblasene Trockenluft die aus der folgenden Tabelle ersichtliche
Temperatur und den Wassergehalt haben:
| Tabelle I |
| Höchste Gutstemperatur am Ende der hygroskopischen |
| Zone = 70° C |
| kg Wasser Zulässige Temperaturgefälle |
| kgtrockeneLuft Temperatur der zwischen |
| Trockenluft Trockenluft und Gut |
| 0,005 150° C 8o° C |
| o,oio z35° C 65° C |
| 0,015 120° C 50° C |
| 0,025 95° C 25° C |
Aus der Tabelle geht hervor, daß zwecks Innehaltung der höchstzulässigen Warentemperatur
die Lufttemperatur mit scheinbar nur geringfügiger Zunahme des Wassergehaltes der
Trockenluft am Ende der hygroskopischen Zone auf Kosten der Trockenleistung sehr
stark gesenkt werden muß.
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Durch die bisher übliche Mischung der Frischluft mit der Kreisluft,
die bereits Feuchtigkeit aus der Ware aufgenommen hat, wird also dieTrockenkapazität
der Frischluft wesentlich herabgesetzt. Dieser Nachteil ist bei dem Verfahren nach
der Erfindung beseitigt, indem die Frischluft (erhitzt) zum Fertigtrocknen verwendet
wird, bevor sie sich mit der Kreisluft mischt. Wird der Wassergehalt der Frischluft
durch Vorentfeuchtung verkleinert, so steigt die Trockenkapazität noch weiter, wie
aus der Tabelle ersichtlich ist.
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Die Erfindung geht aber noch einen Schritt weiter Liegt der Wassergehalt
der Frischluft fest, so besteht auch ein Interesse daran, soweit es die Rücksicht
auf das Gut gestattet, die Temperatur der Frischluft für die Zwecke der Fertigtrocknung
auf die höchste Temperatur zu steigern, die das verfügbare Heizmittel ermöglicht.
Der Wassergehalt der Frischluft sei beispielsweise
während am Ende der hygroskopischen Zone die Luft am Gut sich zu 16 2/s 0/0 sättigt;
dann ist das für die Fertigtrocknung maßgebende Temperaturgefälle zwischen Trockenluft
und Gut, wie die folgende Tabelle 2 zeigt, sehr von der Lufttemperatur abhängig:
| Tabelle 2 |
| kg Wasser |
| = 0,015 |
| kg trockene Luft |
| SättigungderLuftamEndederGutstrocknung =i62/3°/0 |
| Temperatur der Temperaturgefälle |
| Trockenluft zwischen Gutstemperatur |
| Trockenluft und Gut |
| 8o° C ig 61 |
| 9o° C 27.5 62,5 |
| ioo° C 35 65 |
| iio° C - 42,5 67,5 |
| i20° C 50 70 |
| 130° C 57,5 72,5 |
| 14o° C 66 74 |
| 150° C 74 76 |
Das Verfahren nach der Erfindung sieht daher die Erhitzung der Frischluft auf die
für das Gut höchstzulässige Temperatur vor, damit unter dem Gesichtspunkt nicht
nur des Wassergehalts, sondern auch der Temperatur der Frischluft die größte Leistung
erzielt wird.
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Zur Anwendung des neuen Verfahrens dient erfindungsgemäß eine Trockenmaschine,
die im wesentlichen durch eine am Ende des Trockenraumes angeordnete Heißfrischluftzone
gekennzeichnet ist, die von einem Frischluftventilator über einen Heizkörper - gegebenenfalls
auch über einen vorgeschalteten Entfeuchter - mit erhitzter Frischluft beschickt
wird und deren Abluft dem Kreisstrom des benachbarten Trockenfeldes zufließt.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß ein gemeinsamer Frischluftventilator
für die Heißfrischluftzone und für eine dahinter geschaltete Kühlzone vorgesehen,
wobei statt eines einzigen Frischluftventilators je ein solcher für die Heißluft-
und die Kühlzone oberhalb bzw. unterhalb des Gutes Verwendung finden kann.
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In an sich bekannter Weise kann die Heißfrischluftzone oberhalb und
unterhalb des Gutes mit Düsen ausgestattet werden, durch welche die erhitzte Frischluft
auf das Gut geblasen wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur
Anwendung des erfindungsgemäßen Trockenverfahrens bei einem Planrahmen dargestellt.
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Fig. i zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Planrahmen
mit Düsentrocknung, bei dem dem letzten Feld eine mit erhitzter Frischluft arbeitende
Trockenzone mit folgender Kühlzone nachgeschaltet ist, Fig. 2 einen Querschnitt
nach der Linie II-II der Fig. i durch die dem letzten Trockenfeld nachgeschaltete
Heißfrischluftzone und Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III-III der Fig.
i durch die der Heißfrischlufttrockenzone folgende Kühlzone.
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Der beispielsweise aus mehreren Trockenkammern bestehende, als Düsentrockner
ausgebildete Planrahmen wird mit Luft als Trockenmittel betrieben, die im Gegenstrom
zur Warenbahn i von hinten nach vorn durch die Kammern geführt und am Anfang der
ersten Kammer durch einen Fortlüfter abgeleitet wird. Der letzten Trockenkammer
2 ist eine allseitig geschlossene Heißfrischlufttrockenzone 3 nachgeschaltet, die
mit erhitzter und gegebenenfalls vorentfeuchteter Frischluft betrieben wird. Der
Heißfrischlufttrockenzone kann eine freiliegende Kühlzone 4 folgen.
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In dem dargestellten Beispiel wird Frischluft von einem Zulüfter 5
über einen Kanal 6 der Kühlzone 4 und der Heißfrischluftzone 3 gemeinsam zugeblasen.
Die Frischluft strömt aus dem Kanal 6 dem unteren Druckkasten 7 der Kühldüsen unmittelbar
und dem oberen Kühldüsenkasten 8 durch den Schlitz 9, die seitliche Umführung io
(Fig. 3) und den oberen Schlitz ii zu.
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Von der durch den Lüfter 5 zugeführten Frischluft zweigt ein dem Frischluftbedarf
der Maschine entsprechender Teil ab und wird über einen gegebenenfalls vorgesehenen
Entfeuchter 12 und Heizregister 13, 14 dem Heißfrischluftfeld 3 zugeführt. Das Heizregister13
wird mit Kondensat aus den Heizregistern der vorhergehenden
Trockenkammern
und das Heizregister 14 mit einem Heizöl höherer Temperatur, z. B. Dampf, beheizt.
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Die Dosierung der dem Heißfrischluftfeld 3 über den etwaigen Entfeuchter
12 und die Heizregister 13, 14 zugeführten Frischluft in der für die Maschine benötigten
Menge wird zweckmäßig durch Drosselklappen gesteuert, die den Eintritt der Frischluft
zu den Düsendruckkästen 7 und 8 der Kühldüsen und/oder zu den Druckkästen 15, 16
der Heißluftdüsen regeln. Gegebenenfalls kann auch eine Regelung der zugeführten
Frischluftmenge durch Drehzahlregelung des Zulüfters 5 erfolgen, so daß sich mit
Herabsetzung der Fördermenge auch eine entsprechend geringereFrischluftzufuhr über
die Heizregister 13, 14 zu den Heißluftdüsen ergibt. Die Strömung der Luft durch
den Entfeuchter i2 und die Heizregister 13, 14 ist durch Pfeile gekennzeichnet.
Hinter dem Heizregister 14 strömt die Luft dem unteren Düsenkasten 15 der Heißluftdüsen
unmittelbar zu und wird dem oberen Düsenkasten 16 über den Längsschlitz 17, die
seitliche Umführung 18 (Fig. 2) und den Längsschlitz i9 zugeführt. Im Heizregister
14 wird die Frischluft auf die für die Ware höchst zulässige Temperatur aufgeheizt.
Die erhitzte, gegebenenfalls vorentfeuchtete und noch nicht mit Feuchtigkeit aus
dem Gut angereicherte Frischluft bringt eine hohe Trockenleistung. Die letzten Heißluftdüsen
2o über und unter der Warenbahn sind schräg vom Warenauslaßschlitz 21 abgewendet
geneigt. Durch die in der Heißfrischlufttrockenzone 3 auf die Warenbahn aufgeblasene
Luft wird ein Eintritt von kalter Frischluft durch den Warenauslaßschlitz 21 verhindert,
während umgekehrt durch die Neigung des letzten Paares 2o der Heißluftdüsen einem
Austritt von erhitzter Luft durch den Warenauslaßschlitz 21 vorgebeugt ist.
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Ist, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, der Heißfrischlufttrockenzone
3 eine Kühlzone 4 nachgeschaltet, um die austretende Warenbahn vor dem Aufwickeln
oder Abtafeln zu kühlen, so wird auch das erste Düsenpaar 22 der Kühldüsen geneigt
angeordnet, und zwar entgegengesetzt zu dem letzten Heißluftdüsenpaar 2o, also in
Richtung der durchlaufenden Warenbahn i.
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Zwecks Verringerung des Wärmeaustausches zwischen Heiß- bzw. Kühlluft
wird das letzte Heißluftdüsenpaar 2o und das erste Kühlluftdüsenpaar 22 mit gegenüber
den anderen Düsen verkleinerter Schlitzweite ausgeführt. Wird im Einzelfall auf
den Anbau einer besonderen Kühldüsenzone verzichtet, so kann gleichwohl hinter der
letzten Heißluftdüse außerhalb des Heißluftraumes 3 ein in Warenlaufrichtung geneigtes
Düsenpaar angeordnet werden, durch das z. B. Raumluft auf die Ware geblasen wird.
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Aus dem Heißfrischluftfeld 3 fließt die Luft nach dem Beaufschlagen
der Warenbahn dem Trockenluftkreislauf der letzten Trockenkammer 2 in voller Breite
zu, aus deren Kreisstrom wieder jeweils ein entsprechender Teil der davorliegenden
Trockenkammer zugeleitet und so schließlich bis zur Fortluftstelle am Eingang der
Maschine durchgeschraubt wird, wo die mit Feuchtigkeit aus dem Gewebe angereicherte
Luft durch einen Fortlüfter aus der Maschine entfernt wird.
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Die Erfindung bietet die Möglichkeit, bei temperaturempfindlicher
Ware einen Abfall der Trockenleistung zu beschränken, gegebenenfalls sogar noch
eine Steigerung der Trockenleistung herbeizuführen, indem die Frischluft vorentfeuchtet
oder in größeren Mengen der Maschine zugeführt wird. In beiden Fällen wird der durchschnittliche
Wassergehalt der Luft in jeder Trockenstufe vermindert und dadurch die Warentemperatur
gesenkt. Dabei muß selbstverständlich ein entsprechender Mehraufwand an Betriebskosten
in Kauf genommen werden.