DE102018002107A1

DE102018002107A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen von Gipsplatten

Info

Publication number: DE102018002107A1
Application number: DE102018002107.7A
Authority: DE
Inventors: Torben Buhles
Original assignee: Grenzebach BSH GmbH
Current assignee: Grenzebach BSH GmbH
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2018-03-15
Publication date: 2019-09-19
Also published as: BR112020018344A2; JP2021515880A; CA3093485A1; JP7310054B2; EA202092141A1; KR20200130728A; US20210025653A1; WO2019174785A1; CN111868464A; US12007166B2; EP3765807A1

Abstract

In einem Verfahren zum Trocknen von Platten, die in Etagen durch eine Trocknungsvorrichtung geführt werden, wobei die Platten (8) in der Trocknungsvorrichtung mittels Prallstrahlbelüftung mit Trocknungsluft in Kontakt gebracht werden und wobei die Prallstrahlbelüftung mittels querbelüfteter Düsenkästen (7) gewährleistet wird, wird die Trocknungsluft mittels wenigstens zweier nebeneinander in einem Luftstrom der Trocknungsluft angeordneter Ventilatoren (4a, 4b) zugeführt, die von einem Brenner (1) erzeugt wird, der die Trocknungsluft zu den Ventilatoren (4a, 4b) leitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Platten, die in Etagen durch eine Trocknungsvorrichtung geführt werden, wobei die Platten in der Trocknungsvorrichtung mittels Prallstrahlbelüftung mit Trocknungsluft in Kontakt gebracht werden und wobei die Prallstrahlbelüftung mittels querbelüfteter Düsenkästen gewährleistet wird. Ebenso bezieht sich die Erfindung auch auf eine Vorrichtung zum Trocknen von plattenartigen Materialien, insbesondere Gipskartonplatten.
Das Trocknen solcher plattenartiger Materialien erfolgt vorzugsweise durch einen überwiegend konvektiven Wärmeübergang in der Form des Überströmens von erwärmter Luft. Die in der Regel über mehrere Etagen angeordneten Platten werden mit Hilfe von Fördereinrichtungen wie Rollenbahnen oder Siebbändern durch den Trockner geführt. Nach dem Stand der Technik werden Trocknungsanlagen meist im Umluftbetrieb betrieben. Die Trocknungsluft wird hierbei mehrfach an die Platten herangeführt und nach jedem Kontakt erneut erwärmt. Die Luft reichert sich auf diese Weise zunehmend mit Feuchtigkeit an, nur ein kleiner Teil der Trocknungsluft wird an die Umgebung als Abluft abgegeben, um Feuchtigkeit und Rauchgase in die Umgebung abzuführen. Ein Unterscheidungsmerkmal verschiedener Trocknerbauarten bildet die Art der Luftführung über dem Trocknungsgut. Die Luft kann im Wesentlichen in der Form einer Querbelüftung, einer Längsbelüftung, oder einer so genannten Prallstrahlbelüftung an die Platte geführt werden.
Bei der Querbelüftung wird die Trocknungsluft von der Seite, quer zur Förderrichtung des plattenartigen Materials, über das Trocknungsgut geführt. Da sich die Trocknungsluft bei ihrem Weg über das Trocknungsgut zunehmend abkühlt, ergeben sich dadurch über die Breite unterschiedliche Trocknungsgeschwindigkeiten. Deshalb wird dieses Verfahren bei empfindlichen Materialien wie Gipskartonplatten nicht angewendet. Bei der Längsbelüftung wandert die Trocknungsluft über einen langen Weg entlang der Längsachse des Trockners, überströmt dabei die Platte, trocknet diese und kühlt dadurch stark ab. Die Trocknungsluft kann somit bei niedrigen Temperaturen, energetisch besonders günstig nahe dem Taupunkt der Trocknungsluft, abgeführt werden. Zur Erwärmung von Frischluft mit Hilfe eines Wärmetauschers kann dann gezielt Kondensationswärme genutzt werden.
Bei der Prallstrahlbelüftung wird die Trocknungsluft von der Seite der Trocknungsanlage in auch als Düsenkästen bezeichneten Trocknungskammern, herangeführt und über Luftaustrittsdüsen senkrecht auf die Oberfläche des Trocknungsguts geblasen. Von dort strömt diese Luft zur gegenüber liegenden Seite der Trocknungsanlage. Nach ähnlichem Aufbau arbeitende Trockner sind mittlerweile weltweit verbreitet. Zu ihren Vorzügen zählen, dass durch den Aufbau aus vielen, relativ kurzen Trocknungskammern, welche jeweils einzeln belüftet und beheizt werden können, die gewünschte Trocknungstemperatur und das Klima über die Länge des Trockners frei gewählt werden können. Somit können die Trocknungsbedingungen an die Bedürfnisse des Trocknungsguts angepasst werden. Der Trockner ist zudem, z. B. bei Produktwechseln, ausgezeichnet regelbar. Durch den guten Wärmeübergang bei der Prallstrahlanströmung können solche Trockner deutlich kürzer gebaut werden als vergleichbare mit Längsbelüftung überströmte Trockner. Durch Verstellen der Düsenkastenneigung kann zudem eine sehr gleichmäßige Trocknung über die Breite des Trocknungsgutes erzielt werden. Die Abluft jeder Kammer wird einzeln abgeleitet und gesammelt. Da hierunter auch Kammern mit verfahrensbedingt hohen Trocknungstemperaturen gehören, ergibt sich eine insgesamt hohe Ablufttemperatur. Auch unter Verwendung eines Wärmetauschers kann die in der Abluftfeuchte enthaltene Kondensationswärme kaum sinnvoll genutzt werden kann.
Eine solche Anlage wird in der DE 19 46 696 A zur Trocknung von Gipsplatten beschrieben. Eine Trocknerkammer ist so gestaltet, dass ein möglichst hoher Wärmeeintrag und eine möglichst gleichmäßige Trocknung über die Breite des Trocknungsgutes gewährleistet werden.
Aus der DE 26 13 512 A1 ist eine Trocknungsanlage bekannt, bei der ein zweistufiges Trocknungsverfahren zum Einsatz kommt. Hierbei wird die zweite Trocknungsstufe unter Zwischenschaltung eines Wärmetauschers aus der Abluft der ersten Trocknerstufe beheizt. Die Platten sollen in der ersten Trocknerstufe mit hoher Temperatur und hoher Luftfeuchte und in der zweiten Trocknerstufe mit relativ niedriger Temperatur und niedriger Luftfeuchte getrocknet werden. Die erste Stufe ist hierbei längsbelüftet, die zweite Stufe querbelüftet.
Aus DE 10 2009 059 822 B4 ist ein Verfahren zum Trocknen von Platten bekannt, die in Etagen durch eine in Trocknungskammern aufgeteilte Vorrichtung geführt werden, wobei die Platten in einer Trocknungsvorrichtung mittels Prallstrahlbelüftung mit der Trocknungsluft in Kontakt gebracht werden und wobei die Prallstrahlbelüftung mittels querbelüfteter Düsenkästen gewährleistet wird. Hierbei ist die Trocknungsvorrichtung eine Haupttrocknungsstufe oder eine Endtrocknungsstufe in einer Trocknungsanlage.
Wie gemäß der DE 10 2009 059 822 B4 offenbart, besitzen Trocknungsanlagen zum Trocknen von Furnier- oder Gipsplatten je Trocknungsvorrichtung jeweils einen Umluftventilator, der in der Mitte des Deckenkastens oberhalb eines die Platten aufnehmenden Trocknungsraums angeordnet ist. Die von diesem erzeugte Luftströmung ist jedoch ungleichmäßig, was durch die begrenzten Ausmaße des Deckenkastens bedingt ist, in dem der Ventilator angeordnet ist. Durch Ausgleichsmaßnahmen, wie den Einsatz von Blenden und Leitblechen, versucht man, diese Defizite wieder auszugleichen.
Bei bekannten Trocknungsvorrichtungen liegt das Verhältnis der Ansaughöhe des Ventilators, bezogen auf dessen Laufradaußendurchmesser, bei einem Wert von etwa 0,36, der es angesichts der relativ geringen Höhe des Deckenkastens nicht erlaubt, eine gleichmäßige Luftströmung zu erreichen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das eine effiziente Trocknung eines plattenförmigen Guts, insbesondere von Gipsplatten oder Furnierplatten, gestattet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Trocknungsluft mittels wenigstens zweier nebeneinander in einem Luftstrom der Trocknungsluft angeordneter Ventilatoren zugeführt wird, die von einem Brenner erzeugt wird, der die Trocknungsluft zu den Ventilatoren leitet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich plattenförmige Materialien mit einem geringen Aufwand an Energie mittels Prallstrahlbelüftung schonend trocknen.
Entsprechendes gilt für den Einsatz der Trocknungsvorrichtung gemäß Anspruch 2. Gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 2 ist vorgesehen, dass die Trocknungsvorrichtung einen Deckenkasten umfasst, in dem ein Brenner Trocknungsluft erzeugt, wobei der Deckenkasten wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Ventilatoren umfasst, denen die Trocknungsluft aus dem Brenner zuführbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Mit Vorteil wird eine Trocknungsvorrichtung eingesetzt, bei der die wenigstens zwei Ventilatoren jeweils einen Direktantrieb aufweisen. Dadurch lassen sich einfach gebaute Ventilatoren ohne Getriebe oder Kupplungen einsetzen.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrads sind die wenigstens zwei Ventilatoren jeweils von einem Spiralgehäuse umgeben.
In vorteilhafter Weise weisen die wenigstens zwei Ventilatoren jeweils vierpolige Motoren, insbesondere Asynchronmotoren, mit einer Drehzahl von 1500 Umdrehungen je Minute auf. Damit ersetzen die beiden Ventilatoren einen einzigen Ventilator, der einen achtpoligen Motor mit einer Drehzahl von 750 Umdrehungen je Minute aufweist. Achtpolige Motoren sind aufwendiger in der Herstellung und haben einen schlechteren Wirkungsgrad als vierpolige Motoren.
Vorzugsweise haben die Ventilatoren jeweils einen Laufraddurchmesser von etwa 800 mm und sind durch eine mittige Trennwand voneinander getrennt.
Ferner liegt bei einer erfindungsgemäßen Trocknungsvorrichtung das Verhältnis der Ansaughöhe der Ventilatoren wenigstens bei 0,5, insbesondere bei mehr als 0,8. Durch die optimierte Anströmung werden die Schaufeln des Ventilators gleichmäßiger ausgenutzt, wodurch der Wirkungsgrad des Ventilators steigt.
Eine weitere Maßnahme zur Erzielung eines effizienten Trocknungsvorgangs besteht darin, dass das Verhältnis des Laufradaußendurchmessers eines der Ventilatoren zum Abstand zwischen einem Laufrad und der Wand des Deckenkastens auf der Seite des Druckraums mehr als 3,5 beträgt. Damit ist der Abstand zwischen dem Luftaustritt aus dem Laufrad des Ventilators und der Trocknerwand ausreichend groß, um die Luftströmung zu vergleichmäßigen.
Wenn die wenigstens zwei Ventilatoren gegenläufig betrieben werden, wird auch hierdurch die Luftverteilung in dem Deckenkasten und damit schließlich in der gesamten Trocknungsvorrichtung zu verbessert.
Auf diese Weise erlaubt der erfindungsgemäße Einsatz von zwei Ventilatoren bei gleicher Bauhöhe des Deckenkastens einen besseren Wirkungsgrad der Trocknungsvorrichtung.
Nachstehend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

1 einen Längsschnitt einer Trocknungsvorrichtung und
2 eine waagrechte Schnittansicht entlang einer Schnittlinie A - A aus 1.

In einer Trocknungsvorrichtung (1, 2) strömt Trocknungsluft, deren Strömungsrichtung durch Pfeile bezeichnet ist. Vorgewärmte Frischluft wird einem Brenner 1 als Verbrennungsluft zugeführt. Die Weiterleitung der durch den Brenner 1 erhitzten Luft in einen Druckraum 5 erfolgt über Umluftventilatoren 4a, 4b (2). Der Druckraum 5 dient der gleichmäßigen Verteilung der Luft in die einzelnen Etagen eines Trocknungsraumes 6. Die Luft wird dabei zunächst in Düsenkästen 7 gedrückt (von denen beispielhaft in 1 nur einer dargestellt ist), von welchen sie über Lochdüsen 70 (beispielhaft sind nur wenige Lochdüsen 70 in 1 dargestellt), die der Übersichtlichkeit wegen nur in der oberen Trocknungsebene des Trocknungsraums 6 dargestellt sind und die an der Ober- bzw. Unterseite der Düsenkästen angeordnet sind, senkrecht auf Gipsplatten 8 oder andere, zu trocknende Platten geblasen wird. Die Platten 8 liegen auf (hier nicht dargestellten) Trägern, wie beispielsweise Tragrollen, auf und werden mittels einer (hier ebenfalls nicht näher erläuterten) Transporteinrichtung senkrecht zur Betrachtungsebene gefördert.
Um eine gleichmäßige Verteilung der Luft über die Breite zu gewährleisten, sind die Düsenkästen 7 in Strömungsrichtung der Luft konisch zulaufend ausgeführt. Oberhalb und unterhalb der Platten 8 strömt die aus den Düsenkästen 7 über die Lochdüsen 70 entwichene Luft dann in einen Saugraum 9. Ein Teil der Luft, welcher in der Summe im Wesentlichen den Verbrennungsgasen, der Frischluft, sowie dem durch die Trocknung erzeugten Wasserdampf entspricht, entweicht über eine Abluftableitung. An dem Brenner 1 schließt sich der Umluftkreis. Der Bereich oberhalb des Druckraums 5, des Trocknungsraums 6 und des Saugraums ist der auch als Overhead bezeichnete Deckenkasten 11.
Die in dem Deckenkasten 11 angeordneten Ventilatoren 4a, 4b sind bezüglich des Brenners 1 in einem Abstand zu diesem nebeneinander angeordnet und durch eine Trennwand 40 voneinander getrennt. Beide Ventilatoren 4a, 4b sind jeweils von einem Spiralgehäuse 41 umgeben. Beide Ventilatoren 4a, 4b sind vorzugsweise exzentrisch in dem Bereich zwischen der Trennwand 40 und einer Außenwand 42 bzw. 43 des Deckenkastens 11 angeordnet, wobei sie näher zu den Außenwänden 42, 43 als zu der Trennwand 40 angebracht sind. Es hat sich gezeigt, dass aus strömungsdynamischen Gründen auf diese Weise eine gleichmäßigere Luftzuführung der Trocknungsluft in den Druckraum 5 erreicht wird.
Das Verhältnis des Laufradaußendurchmessers jedes der Ventilatoren 4a, 4b zu einem Abstand d zwischen einem seitlichen Laufradaustritt der Luft aus den Ventilatoren 4a bzw. 4b zu einer Wand 50 des Deckenkastens 11 oberhalb des Druckraums 5 beträgt mehr als 3,5.
Zur Führung der Trocknungsluft aus dem Brenner zur Unterseite der Ventilatoren 4a, 4b sind ein Luftleitprofil 12 und eine Wandung 13 vorhanden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1946696 A [0005]
DE 2613512 A1 [0006]
DE 102009059822 B4 [0007, 0008]

Claims

Verfahren zum Trocknen von Platten (8), die in Etagen durch eine Trocknungsvorrichtung geführt werden, wobei die Platten (8) in der Trocknungsvorrichtung mittels Prallstrahlbelüftung mit Trocknungsluft in Kontakt gebracht werden und wobei die Prallstrahlbelüftung mittels querbelüfteter Düsenkästen (7) gewährleistet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsluft mittels wenigstens zweier nebeneinander in einem Luftstrom der Trocknungsluft angeordneter Ventilatoren (4a, 4b) zugeführt wird, die von einem Brenner (1) erwärmt wird, der in Strömungsrichtung vor den Ventilatoren (4a, 4b) angeordnet ist.
Trocknungsvorrichtung zum Trocknen von Platten in dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorrichtung einen Deckenkasten (11) umfasst, in dem ein Brenner (1) Trocknungsluft erwärmt, wobei der Deckenkasten (11) wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Ventilatoren (4a, 4b) umfasst, denen die Trocknungsluft aus dem Brenner (1) zuführbar ist.
Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Ventilatoren (4a, 4b) jeweils einen Direktantrieb aufweisen.
Trocknungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Ventilatoren (4a, 4b) jeweils von einem Spiralgehäuse (41) umgeben sind.
Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Ventilatoren (4a, 4b) jeweils vierpolige Motoren, insbesondere Asynchronmotoren, sind und eine Drehzahl von 1500 Umdrehungen je Minute aufweisen.
Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilatoren (4a, 4b) jeweils einen Laufraddurchmesser von etwa 800 mm haben.
Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Ansaughöhe der Ventilatoren (4a, 4b), bezogen auf der Laufradaußendurchmesser, wenigstens bei 0,5, insbesondere bei mehr als 0,8, liegt.
Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Laufradaußendurchmessers eines der Ventilatoren (4a, 4b) zum Abstand zwischen einem Laufradaustritt der Trocknungsluft aus den Ventilatoren (4a, 4b) und einer Wand (50) des Deckenkastens (11) oberhalb eines Druckraums (5) mehr als 3,5 beträgt.
Trocknungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Ventilatoren (4a, 4b) gegenläufig betreibbar sind.