DE10146179C1 - Anlage zum Trocknen von Gipskartonplatten - Google Patents

Abstract

Moderne Trocknungsanlagen für Gipskartonplatten haben eine Fördereinrichtung, die aus mehreren etagenartig übereinander angeordneten Rollenförderern (1) besteht. Die Trocknungsstrecke ist in der Regel in mehrere Zonen (3 bis 7) unterteilt, insbesondere drei längsbelüftete Zonen (4 bis 6), und zwar zwei Hochtemperaturzonen (4, 5) und eine daran anschließende Niedertemperaturzone (6). Wegen der hohen Produktionsmenge der vorgeschalteten Herstellungsanlage und wegen der erforderlichen langen Verweilzeit sind die Trocknungsanlagen sehr lang. DOLLAR A Gemäß der Erfindung sind in den Hochtemperaturzonen (4, 5) oberhalb und unterhalb der einzelnen Rollenförderer (1) schwarze Tafeln (19) angeordnet, die sich über die Breite der Rollenförderer (1) erstrecken. Die Tafeln (19) werden allein durch die entlangströmende Trocknungsluft auf eine erhöhte Temperatur gebracht und übertragen durch Strahlung zusätzlich Wärme auf die durchlaufenden Gipskartonplatten (16). Durch die erhöhte Wärmeübertragungszahl wird es möglich, die Trocknungsanlage kürzer zu bauen (Figur 2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Trocknen von Gipskartonplatten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Sie geht von einer Anlage aus, die in dem Buch "Trocknungstechnik, 3. Band, Trocknen und Trockner in der Produktion" von K. Kröll und W. Kast, Springer Verlag 1989, Seiten 489 bis 493, beschrieben wird. Wie an dieser Stelle ausführlich erörtert wird, sind moderne Anlagen zum Trocknen von Gipskartonplatten aufgrund der Besonderheiten des Trocknungsverhaltens in mehrere Zonen unterteilt. Eine schematische Zeichnung zeigt eine Anlage mit Vortrocknungszone, zwei Hochtemperaturzonen, Niedertemperaturzone und Kühlzone. Für die beiden Hochtemperaturzonen liegt die Eintrittstemperatur der Trocknungsluft bei 250° Celsius, für die Niedertemperaturzone bei 160°Celsius. Die Austrittstemperaturen liegen bei 140° bzw. 95°Celsius.

Gipskartonplattentrockner sind üblicherweise als Mehretagentrockner ausgebildet. Dies ist erforderlich, um das Fassungsvermögen der Trocknungsanlage an die Produktionsmenge der vorgeschalteten Herstellungsanlage anzupassen, in der Regel mehrere 1000 m² pro Stunde. Wegen der erforderlichen langen Verweilzeit des Materials - 20 bis 60 Minuten - ist die Länge der Trocknungsanlage sehr groß. Sie kann 100 m und mehr betragen. Die beiden Hochtemperaturzonen sind z. B. je 20 bis 25 m lang, die Niedertemperaturzone 40 bis 50 m.

Eine andere Trocknungsanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffs ist aus der DE 43 26 877 C1 bekannt. Diese Anlage hat eine Vortrocknungszone, zwei Hochtemperaturzonen und eine Niedertemperaturzone. Die Niedertemperaturzone ist mit tafelförmigen, oberhalb und unterhalb der einzelnen Rollenförderer eingebauten Wärmetauschern ausgestattet. Jeder Wärmetauscher besteht z. B. aus einer Anzahl von nebeneinanderliegenden Rohren, die sich parallel zur Durchlaufrichtung erstrecken und durch querverlaufende Sammler miteinander verbunden sind. Die Wärmetauscher können aber auch aus Platten bestehen, die z. B. feldweise aneinander gesetzt sind. Dem Innenraum der als Hohlkörper ausgebildeten Wärmetauscher wird die Abluft der beiden Hochtemperaturzonen zugeführt, die z. B. eine Temperatur von 170°Celsius hat. Wärme wird sowohl indirekt über die Trocknungsluft, die in der Niedertemperaturstufe die Außenfläche der Wärmetauscher im Gegenstrom bestreicht, als auch direkt durch Strahlung von den Wärmetauschern auf die durchlaufenden Gipskartonplatten übertragen. Dadurch wird die Abwärme der Hochtemperaturzonen optimal genutzt und der Wärmebedarf der Trocknungsanlage gering gehalten.

In der zuletzt genannten Schrift wird auch im Zusammenhang mit der Niedertemperaturzone eine Düsenanordnung zum Zuführen der Trocknungsluft beschrieben. Sie besteht im Wesentlichen aus einer Anzahl von Düsen in Gestalt flacher, plattenartiger Hohlkörper, welche - stapelartig übereinander angeordnet - zwischen den einzelnen Rollenförderern sitzen. Jeder Hohlkörper steht über einen seitlichen Schlitz mit einem Verteiler bzw. mit einem Sammler in Verbindung und ist im Inneren mit Leitblechen versehen, welche die quer zur Durchlaufrichtung einströmende Trocknungsluft um 90° umlenken, so dass sie durch einen stirnseitigen Schlitz parallel zur Durchlaufrichtung ausströmt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bei einer Anlage zum Trocknen von Gipskartonplatten, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, zumindest in einer Hochtemperaturzone den Wärmeübergang von der Trocknungsluft auf die zu behandelnde Platte zu verbessern und dadurch eine Verkürzung der Anlage zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die im Kennzeichen des Anspruchs 1 erwähnten Tafeln werden allein durch die entlangströmende heiße Trocknungsluft auf eine Temperatur erwärmt, die deutlich höher liegt als die Temperatur der durchlaufenden Gipskartonplatten. Entsprechend dem Temperaturunterschied wird Wärme durch Strahlung von den Tafeln auf die Gipskartonplatten übertragen. Die zusätzliche, durch die Strahlung bewirkte Wärmeübertragung hängt von verschiedenen Parametern ab, und zwar insbesondere von der Temperatur. Sie nimmt - wie Berechnungen und Versuche ergeben haben - etwa linear zur Temperatur der Trocknungsluft zu. Bei einer für eine Hochtemperaturzone typischen mittleren Temperatur um 200°Celsius ist eine Erhöhung der Wärmeübergangszahl von rund 20% zu erreichen. Geht man davon aus, dass bei rein konvektiver Wärmeübertragung die Wärmeübergangszahl bei etwa 40 W/m²K liegt, so bewirkt der Strahlungseffekt eine Steigerung auf etwa 50 W/m²K. Dadurch wird es möglich, z. B. bei einer Trocknungsanlage, die zwei Hochtemperaturzonen mit einer Gesamtlänge von 42 m aufweist, etwa 8 m kürzer zu bauen. Wenn die Trocknungsanlage, wie üblich, aus Feldern von 2 bis 2,5 m Länge aufgebaut ist, können auf diese Weise drei bis vier Felder eingespart werden.

Gemäß Anspruch 2 sind bei der in der Praxis bewährten Aufteilung der Anlage in zwei Hochtemperaturzonen und eine Niedertemperaturzone beide Hochtemperaturzonen gemäß der Erfindung mit Tafeln bestückt.

Obwohl der zusätzliche Wärmeübergangseffekt in der Niedertemperaturzone durch die geringe Strömungsgeschwindigkeit der Trocknungsluft begünstigt wird, liegt er wegen der Temperaturabhängigkeit deutlich niedriger. Es ist daher von Fall zu Fall zu entscheiden, ob sich der Aufwand für die Tafeln gemäß der Erfindung lohnt. Da die Länge der Niedertemperaturzone sich in erster Linie nach der erforderlichen Verweilzeit richtet, kommt eine Verkürzung in vielen Fällen ohnehin nicht in Betracht. Gemäß Anspruch 3 fehlen daher die Tafeln in der Niedertemperaturzone. Es kann aber auch zweckmäßig sein, die Niedertemperaturzone gemäß der Erfindung mit Tafeln auszustatten. Die Tafeln ermöglichen eine Absenkung der

Einen erheblichen Einfluß auf den erfindungsgemäßen Effekt hat der Emissionskoeffizient der Oberflächen der Tafeln. Daher sind gemäß Anspruch 4 die Tafeln mit einer "schwarzen" Beschichtung versehen, d. h. mit einer Beschichtung, deren Emissionskoeffizient zumindest in dem Wellenlängenbereich, der für die Wärmeübertragung von Bedeutung ist, in der Nähe von 1 liegt.

Gemäß Anspruch 5 sind die Tafeln vorzugsweise von Hohlräumen frei, insbesondere von Kanälen für ein von außen zugeführtes Wärmeaustauschmedium. Dadurch unterscheiden sie sich in markanter Weise von den tafelförmigen Wärmetauschern, die gemäß der bereits erwähnten DE 43 26 877 C1 in der Niedertemperaturzone angebracht sind.

Einige Ausführungsbeispiele von Tafeln, die nur aus je einer einzigen Materialschicht bestehen, sind in den Ansprüchen 6 bis 10 angegeben.

Gemäß Anspruch 11 und 12 können die Tafeln auch aus parallelen, eng nebeneinanderliegenden Rohren aufgebaut sein. Sie stehen aber nicht mit einem äußeren Heizmittelkreislauf in Verbindung. Sie haben im Rahmen der Erfindung den Vorteil, daß sie eine hohe mechanische Stabilität aufweisen und - in der Ausführung nach Anspruch 12 - der entlang fließenden Trocknungsluft eine vergrößerte Oberfläche bieten.

Durch das Merkmal des Anspruchs 13 wird die Reinigung des Trockners erleichtert.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung anhand einer vereinfacht dargestellten Trocknungsanlage gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Anlage zum Trocknen von Gipskartonplatten.

Fig. 2 zeigt perspektivisch das Innere einer Hochtemperaturzone.

Die Fig. 3 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele der gemäß der Erfindung eingebauten Tafeln.

Über die gesamte Länge der in Fig. 1 dargestellten Trocknungsanlage erstreckt sich eine Fördereinrichtung, welche aus mehreren - in der Praxis z. B. zehn bis zwölf - etagenartig übereinander angeordneten Rollenförderern 1 besteht. Die Durchlaufrichtung ist durch einen Pfeil 2 veranschaulicht. Längs der Fördereinrichtung sind in Durchlaufrichtung 2 hintereinander mehrere Zonen angeordnet, und zwar eine Vortrocknungszone 3, eine erste Hochtemperaturzone 4, eine zweite Hochtemperaturzone 5, eine Niedertemperaturzone 6 und eine Kühlzone 7. Jede Zone hat ein eigenes Gehäuse. Insbesondere die Gehäuse der Zonen 4 bis 6 sind aus mehreren baukastenartig aneinandergereihten Feldern 8 von 2 bis 2,5 m Länge aufgebaut. Die Zonen 4 bis 6 können sich hinsichtlich ihrer Länge d. h. hinsichtlich der Anzahl der Felder 8, voneinander unterscheiden. In der Regel ist die Niedertemperaturzone 6 länger als die beiden Hochtemperaturzonen 4, 5. Jede Zone 3 bis 7 ist mit Einrichtungen zum Zuführen und zum Abführen von Trocknungsluft versehen, die weiter unten beschrieben werden. Sie stehen mit einem luft- und wärmetechnischen System - in Fig. 1 durch Pfeile symbolisiert - in Verbindung, welches in einer dem Fachmann bekannten Weise so ausgelegt ist, dass die Trocknungsluft jeder einzelnen Zone individuell mit der dem Trocknungsverlauf entsprechenden Temperatur, Feuchte und Geschwindigkeit zugeführt wird. Insbesondere innerhalb der Zonen 4 bis 6 strömt die Trocknungsluft - wie weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 2 noch ausführlich erläutern wird - parallel zur Durchlaufrichtung 2, und zwar in der ersten Hochtemperaturzone 4 im Gegenstrom, in der zweiten Hochtemperaturzone 5 sowie in der Niedertemperaturzone 6 im Gleichstrom. Den beiden Hochtemperaturzonen 4, 5 wird die Trocknungsluft mit Temperaturen zwischen 200° und 300°Celsius zugeführt, der Niedertemperaturzone 6 mit einer Temperatur, die in jedem Falle deutlich unter 200°Celsius liegt und sogar unter 100°Celsius liegen kann. Die Vortrocknungszone 3 und die Kühlzone 7 können z. B. mit einer Düsenbelüftung ausgestattet sein, so dass die Behandlungsluft in senkrechten Strahlen auf die Gipskartonplatten aufgeblasen wird. Mit den Zonen 2, 7 befaßt sich die Erfindung nicht.

Wie Fig. 2 zeigt, befindet sich - in Durchlaufrichtung 2 gesehen - am hinteren Ende der ersten Hochtemperaturzone 4 eine Düsenanordnung 9 zum Zuführen von Trocknungsluft. Sie besteht aus einer Anzahl von flachen, plattenförmigen Düsen 10, die stapelartig, jedoch mit Zwischenräumen, übereinander angeordnet sind. Die oberste Düse 10 befindet sich über dem obersten Rollenförderer 1, die unterste Düse 10 unter dem untersten Rollenförderer 1, die übrigen Düsen 10 sitzen zwischen den einzelnen Rollenförderern 1. Die Düsen 10 erstrecken sich in Längsrichtung über nahezu zwei Felder 8. Die Abmessung in Querrichtung ist ein wenig größer als die Breite des Rollenförderers 1. Jede Düse 10 steht an beiden Seiten über Schlitze 11 mit je einem Verteilerschacht in Verbindung, der in der Zeichnung nicht sichtbar ist. Im Innern ist jede Düse 10 durch eine Trennwand 12 in zwei spiegelsymmetrische Hälften unterteilt. In den beiden Hälften sind Leitbleche 13 angeordnet, welche die gemäß den Pfeilen 14 quer zur Durchlaufrichtung 2 zuströmende Trocknungsluft um 90° umlenken, so dass sie durch eine stirnseitige schlitzförmige Öffnung 15 in Gegenrichtung zu den durchlaufenden Gipskartonplatten 16 die Hochtemperaturzone 4 durchströmt. Auf diese Weise werden die Gipskartonplatten 16 in jeder Etage sowohl auf ihrer Oberseite als auch auf ihrer Unterseite von der Trocknungsluft bestrichen. Am vorderen Ende der Hochtemperaturzone 4 befindet sich eine Düsenanordnung 17, die mit der Düsenanordnung 9 baulich im Wesentlichen übereinstimmt. Sie leitet die Abluft in nicht dargestellte seitliche Sammelschächte ab, wie durch Pfeile 18 symbolisiert.

Zwischen den einzelnen Rollenförderern 1 sowie über dem obersten Rollenförderer und unter dem untersten Rollenförderer sind in allen Feldern 8 mit Ausnahme der Felder, welche die Düsenanordnungen 9, 17 aufnehmen, waagerechte Tafeln 19 angeordnet, die sich nahezu über die Breite der Rollenförderer 1 erstrecken. Um Randübertrocknung zu vermeiden, kann es vorteilhaft sein, die Tafeln 19 etwas schmaler zu bemessen. Die Tafeln 19 sind an seitlichen Tragkonstruktionen befestigt, an denen auch die Lagerungen der Rollenförderer 1 angebracht sind. Ihre Länge, d. h. die Abmessung in Durchlaufrichtung 2, ist ein wenig geringer als die Länge eines Feldes 8. Daher befindet sich in jeder Etage zwischen den Tafeln 8 benachbarter Felder ein im Verhältnis zur Länge relativ schmaler Spalt 20. Die Spalte 20 der einzelnen Etagen liegen genau übereinander, so dass bei der Reinigung des Trockners der Staub, der sich auf den Tafeln 19 abgesetzt hat, durch die Spalte 20 auf den Boden fallen kann.

Die Tafeln 19 sind mit einer Beschichtung versehen, die in dem Bereich des Infrarotspektrums, der der Betriebstemperatur des Trockners entsprich, einen Emissionskoeffizenten in der Nähe von 1 hat. Das trifft z. b. auch für weißen Heizkörperlack zu, der naturgemäß im optischen Wellenlängenbereich einen wesentlich niedrigeren Emissionskoeffizienten hat.

Die zweite Hochtemperaturzone 5 ist entsprechend aufgebaut und bedarf daher keiner Beschreibung.

Die Niedertemperaturzone 6 kann - abgesehen von der Länge - baulich mit den Hochtemperaturzonen 4, 5 im Wesentlichen übereinstimmen. Da jedoch die Tafeln 19, wie schon erwähnt, in der Niedertemperaturzone 6 in der Regel nur einen geringen Nutzeffekt bringen, der durch relativ hohe Kosten erkauft ist, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Niedertemperaturzone 6 keine derartigen Tafeln vorgesehen. Anstelle der Tafeln 19 können nach dem Vorbild der erwähnten DE 43 26 877 C1 Wärmetauscher eingebaut sein, die von der Abluft der beiden Hochtemperaturzonen 4, 5 durchströmt sind.

Die in Fig. 3 veranschaulichten Tafeln 19a sind Wellblechtafeln, deren Wellenkämme parallel zur Durchlaufrichtung 2 angeordnet sind. Anstelle von Wellblechtafeln können auch gewellte Faserzementplatten oder dergleichen eingesetzt werden.

Die in Fig. 4 veranschaulichten Tafeln 19b sind Trapezblechtafeln, d. h. Blechtafeln, die mit trapezähnlichen, parallel zur Durchlaufrichtung 2 orientierten Sicken versehen sind.

Die in Fig. 5 veranschaulichten Tafeln 19c, sind ebene Blechtafeln oder Faserzementtafeln.

Die in Fig. 6 veranschaulichten Tafeln 19d sind aus mehreren parallelen, dicht miteinander verbundenen U-Profilen aufgebaut, die parallel zur Durchlaufrichtung 2 orientiert sind.

Die in Fig. 7 veranschaulichten Tafeln 19e sind Matten 21, die in Rahmen 22 eingespannt sind. Die Matten 21 bestehen aus temperaturbeständigen Fasern, z. B. Kohlenstofffasern.

Die in Fig. 8 veranschaulichten Tafeln 19f sind aus mehreren parallelen, eng nebeneinander liegenden, an den Enden offenen Rohren aufgebaut, deren Achsen parallel zur Durchlaufrichtung orientiert sind.

Claims (13)

1. Anlage zum Trocknen durchlaufender Gipskartonplatten,
mit folgenden Merkmalen:
Längs einer Fördereinrichtung, die mehrere etagenartig übereinander angeordnete Rollenförderer (1) aufweist, sind mehrere Zonen (2 bis 7) aneinandergereiht;
Mindestens zwei Zonen (4, 5, 6) sind in den Endbereichen mit Düsenanordnungen (9, 17) zum Zuführen und zum Abführen von parallel zur Durchlaufrichtung (2) orientierten Trocknungsluftströmen oberhalb und unterhalb der einzelnen Rollenförderer (1) ausgestattet;
Die Düsenanordnungen (9, 17) sind an ein luft- und wärmetechnisches System angeschlossen, mit dem jeder einzelnen Zone (2 bis 7) Trocknungsluft mit individueller Temperatur zuführbar ist;
An einen Abschnitt, der mindestens eine Hochtemperaturzone (4, 5) umfaßt, schließt sich eine Niedertemperaturzone (6) an;
Gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:
In mindestens einer Hochtemperaturzone (4, 5) sind in dem Bereich zwischen den Düsenanordnungen (9, 17) oberhalb und unterhalb der einzelnen Rollenförderer (1) Tafeln (19) angeordnet, die sich über die Breite der Rollenförderer (1) erstrecken.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich an zwei aufeinanderfolgende Hochtemperaturzonen (4), (5) eine Niedertemperaturzone (6) anschließt und dass beide Hochtemperaturzonen (4, 5) mit Tafeln (19) bestückt sind.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich die beiden Hochtemperaturzonen (4, 5) mit Tafeln (19) bestückt sind.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tafeln (19) mit einer Beschichtung versehen sind, deren Emissionskoeffizent in der Nähe von 1 liegt.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tafeln (19) von Hohlräumen frei sind.

6. Anlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch gewellte Tafeln (19a), insbesondere aus Wellblech.

7. Anlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch Tafeln (19b) aus Blech, welches mit trapezförmigen Sicken versehen ist.

8. Anlage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ebene Tafeln (19c) insbesondere Blechtafeln.

9. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tafeln (19d) aus mehreren parallelen, eng benachbarten U-Profilen aufgebaut sind.

10. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Tafel (19e) aus einem Spannrahmen (22) und einer darin eingespannten Gewebematte (21) aus temperaturbeständigen Fasern besteht, insbesondere aus Kohlenstofffasern.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tafeln (19f) aus mehreren parallelen, eng nebeneinander liegenden Rohren aufgebaut sind.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre an beiden Enden offen sind.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei benachbarten Tafeln (19) einer Etage ein Spalt (20) vorgesehen ist.