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Die
Erfindung betrifft eine Blas- und Lüftungsvorrichtung für eine umgekehrte
Zylindergruppe einer Papiermaschinentrockenpartie.
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Die
bisher bekannten Papiermaschinentrockenpartien bestehen aus einer
Reihe Trockenzylinder, die im Allgemeinen mit Dampf beheizt sind.
Die zu trocknende Papierbahn wird mit dem Trockensieb in direkten
Trocknungskontakt gegen die Trockenzylinder gedrückt. In den Trockenpartien
wird in bekannter Weise sowohl Zweisieb- als auch Einsiebführung verwendet.
In letzter Zeit ist die Einsiebführung häufiger geworden,
weil sie der zu trocknenden Bahn kontinuierliche Unterstützung und
geschlossene Führung
durch die ganze Trockenpartie ohne freie Züge der Bahn bietet.
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Im
Allgemeinen sind solche Trockenpartien mit Einsiebführung in
Betrieb, bei denen die Zylinder der oberen Reihe, die außerhalb
der Trockensiebschleife liegen, beheizt sind und die Zylinder der
unteren Reihe Umlenkzylinder oder -walzen sind, die zur Verbesserung
des Stützkontaktes
von Bahn und Sieb mit einer Saugzone versehen sind. Werden mehrere
genannte Einsiebführungsgruppen,
bei denen die Trockenzylinder in der oberen Reihe liegen, hintereinander
eingesetzt, entsteht der Nachteil, dass die Bahn einseitig trocknet,
d.h. an der Seite schneller trocknet, die direkt an der beheizten
Trockenzylinderfläche
liegt. Die unsymmetrische Bahntrocknung hat mehrere Nachteile zur
Folge, weshalb in letzter Zeit solche Mehrzylindertrockner mit Einsiebführung häufiger geworden
sind, bei denen sog. umgekehrte Zylindergruppen mit Trockenzylindern
in der unteren Reihe und Umlenkzylinder oder -walzen in der oberen
Reihe verwendet werden.
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Nachteile
bei diesen umgekehrten Gruppen bilden jedoch die Belüftung derjenigen
Räume der Gruppe,
die zwischen den Umlenkzylindern verbleiben, sowie die Druckdifferenzen
der im Bereich der freien Trockenzylinderflächen befindlichen keilförmigen Räume hinsichtlich
deren Umgebung. Die sich schließenden
Spalträume,
die den Einlaufspalt der Bahn und des Siebs bilden, sind bestrebt, Überdruck, die
entsprechenden Auslaufspalte sind bestrebt, Unterdruck zu induzieren.
Insbesondere verursachen die genannten zu Unterdruck neigenden Spalträume Nachteile,
weil in diese Ersatzluft von den Seiten der Trockenpartie angesogen
wird. Die genannte einströmende
Luft ist bestrebt, zwischen Sieb und Papier zu dringen, wobei sie
den Papierrand vom Sieb löst,
was Nachteile, wie z.B. Bahnabrisse verursacht. Der Unterdruckzustand
der genannten Einlaufspalte wird noch erhöht durch den sog. Schornsteineffekt,
d.h. durch die Luftströmungen,
die aus den genannten Spalträumen
schwerkraftmäßig ungehindert
nach oben steigen können.
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Ein
Nachteil bei den genannten umgekehrten Einsiebgruppen besteht auch
im Reinhalten von Papierausschuß der
Räume zwischen
den Umlenkzylindern, weil die genannten Zwischenräume sich nicht
nach unten öffnen
wie bei den normalen Gruppen, sondern nach unten durch den oberseitigen
freien Sektor des Trockenzylinders begrenzt sind.
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Eine
Blas- und Lüftungsvorrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 ist bekannt
durch die Patentschrift DE-C-38 07 856, insbesondere die Ausführungsform
gemäß 2 dieser Patentschrift.
Bei dieser bekannten Blas- und Lüftungsvorrichtung
sind die Blaskästen
jeweils oberhalb eines der Umlenkzylinder angeordnet, so dass die
aus dem jeweiligen Blaskasten gegen die über einen der Umlenkzylinder
laufende Bahn gerichteten ersten Luftstrahlen die Verdampfung aus
der Bahn effektiv fördern.
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Die
vorstehend erörterten
Nachteile treten jedoch auch bei dieser bekannten umgekehrten Zylindergruppe
bzw. Blas- und Lüftungsvorrichtung
auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Blas-
und Lüftungsvorrichtung dahingehend
zu verbessern, dass die nachteiligen Folgen des Überdrucks im Auslaufspalt vorgebeugt ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Blas- und Lüftungsvorrichtung
gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass der jeweilige Blaskasten eine zweite Düsenöffnung aufweist, durch die
ein zweiter Luftstrahl in den in Laufrichtung der Bahn sich öffnenden,
keilförmigen
Spaltraum gerichtet werden kann, der von der Oberfläche des
Trockenzylinders und von dem Zug der Bahn und des Trockensiebes
begrenzt wird, wodurch der Druck in dem sich öffnenden, keilförmigen Spaltraum,
also dem Auslaufspalt, erhöht
wird. Dadurch werden querlaufende Luftströmungen verhindert, die bestrebt
sind, die Bahn vom Trockensieb zu lösen und im Lauf der Bahn Instabilität zu verursachen.
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Ferner
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
der Blaskasten in einem der Zwischenräume über dem den Zwischenraum begrenzenden
Trockenzylinder und derart angeordnet ist, dass das System erster
Luftstrahlen gegen beide Umlenkzylinder gerichtet ist, die den den
Blaskasten aufnehmenden Zwischenraum begrenzen. Durch die Anordnung des
Blaskastens in dem Zwischenraum über
dem Trockenzylinder ist es ermöglicht,
die zweite Düsenöffnung des Blaskastens in gewünschter Weise nahe dem Auslaufspalt
anzuordnen, ohne dass durch den Blaskasten das Abdampfen an den
Umlenkzylindern behindert wird. Die erfindungsgemäße Anordnung des
jeweiligen Blaskastens bringt ferner die Vorteile mit sich, dass
mit Hilfe eines Blaskastens die Verdampfung an zwei Umlenkzylindern
gefördert
werden kann und dass die Bauhöhe
der umgekehrten Zylindergruppe durch die Blaskästen nicht oder nur unwesentlich
erhöht
ist.
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Die
Erfindung wird zweckmäßig in allen
umgekehrten mit Einsiebführung
ausgerüsteten
Zylindergruppen der Trockenpartie, z.B. in jedem zweiten Zwischenraum
der Umlenkzylinder genannter umgekehrter Gruppen, angewendet.
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Im
folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf einige in den Abbildungen
der beigefügten Zeichnung
gezeigte Ausführungsbeispiele
der Erfindung, auf deren Einzelheiten die Erfindung jedoch nicht
begrenzt ist, ausführlich
beschrieben.
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1 zeigt
eine umgekehrte Zylindergruppe der Trockenpartie einer Papiermaschine,
in der die erfindungsgemäße Blas-
und Lüftungsvorrichtung angewendet
wird, in schematischer Seitenansicht.
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2 zeigt
eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Blas-
und Lüftungsvorrichtung als
Vertikalschnitt in Maschinenrichtung.
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3 zeigt
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung in entsprechender Weise wie 2.
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4 zeigt
einen Teilschnitt in Querrichtung längs der in 3 eingetragenen
Linie IV-IV.
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1 zeigt
eine erste umgekehrte Zylindergruppe R4 einer
Papiermaschinentrockenpartie, in der die dampfbeheizten Trockenzylinder 10,
mit denen die zu trocknende Bahn W in unmittelbaren Kontakt kommt,
sich in der unteren Reihe befinden und die Umlenkzylinder 12,
z.B. mit gelochtem Mantel 12' ausgerüstete Zylinder,
in der oberen Reihe sind. In der umgekehrten Gruppe R4 wird
Einsiebführung
angewendet derart, dass das Trockensieb 11, das von Leitwalzen 14 geführt wird,
die zu trocknende Bahn W zickzackförmig über die Zylinder 10 und 20 führt. Die
bahn W wird von einer vorangehenden mit Einsiebführung ausgerüsteten "normalen" Zylindergruppe R3 zur Gruppe R4 überführt und
als Zug Win in der Nähe der Leitwalzen 15 des
Trockensiebs 11 auf das Trockensieb 11 übertragen.
Nach der umgekehrten Gruppe R4 wird die
Bahn Wout in eine auf die Leitwalze 13 folgende "normale" Zylindergruppe R5 an deren Trockensieb 31, das die
Einsiebführung
realisiert, übertragen.
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Die
der umgekehrten Gruppe R4 vorangehende Gruppe
R3 ist eine sog. "normale" Trockengruppe, deren Trockenzylinder 30 sich
in der oberen Reihe und deren Umlenkzylinder 32 sich in
der unteren Reihe befinden. Die Gruppe R3 ist
z.B. die dritte Zylindergruppe der Trockenpartie und ihr gehen zwei ähnliche
mit Einsiebführung
ausgerüstete "normale" Gruppen voraus.
Der erste Zylinder 10 der umgekehrten Gruppe R4 ist
in der Reihenfolge z.B. der 22. Trockenzylinder der Trockenpartie.
Auf die umgekehrte Gruppe R4 folgt die mit
Einsiebführung
ausgerüstete
Gruppe R5, an welche eine umgekehrte Gruppe
anschließt,
und als letzte folgt eine "normale" Gruppe, in der die
beheizten Trockenzylinder in der oberen Reihe liegen.
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Die
Zylinder 10 und 30 der Trockenpartie sind dampfbeheizte
Trockenzylinder mit glatter Oberfläche, mit denen die zu trocknende
Bahn W in direkten Kontakt kommt, indem sie vom Trockensieb 11 bzw. 31 gegen
diese gepresst wird. Die Umlenkzylinder 12 und 32 sind
zweckmäßig Saugzylinder
mit gelochtem Mantel 12, der eine gerillte Außenfläche hat, von
denen ein genaueres Konstruktionsbeispiel aus der Offenlegungsschrift
FI-A-881106 hervorgeht. Mit Hilfe des an der gerillten Außenfläche der
Umlenkzylinder 12, 32 wirkenden Unterdrucks wird
die Bahn W zuverlässig
an der Oberfläche
des Trockensiebs 11 bzw. 31 gehalten, während sie
am Außenbogen
in einem Sektor von 180° über die
Umlenkzylinder 12 und 32 läuft.
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In 1 sind
schematisch und zum Teil auch Ständerkonstruktionen 40 der
Trockenpartie dargestellt, zu denen die Unterbaukonstruktionen 41 der Papiermaschinenhalle,
und die in den Kellerräumen befindlichen
Stützbalkenkonstruktionen 42 gehören, die
sich auf die Fußbodenkonstruktionen
K der Kellerräume
stützen.
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Nach 1 sind
in Zwischenräumen
T der Umlenkzylinder der umgekehrten Gruppe R4 oberhalb
der Schaberbalken 17 Blaskästen 20 angeordnet,
deren Konstruktion und Funktion im folgenden unter Hinweis auf die
Ausführungsbeispiele
nach 2 und 3 beschrieben werden.
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Zuerst
werden die Hauptmerkmale der Funktion und der Konstruktion der Blaskästen 20 der
Blas- und Lüftungsvorrichtungen
nach 2 und 3 beschrieben. Der Blaskasten 20 umfasst
eine mit geschlossenen Stirnwänden 29a versehene
Gehäusekonstruktion,
die sich in Querrichtung über
die ganze Breite der Papierbahn W erstreckt. An die eine Stirnwand 29a des
Blaskastens 20 ist ein Luftrohr (nicht dargestellt) angeschlossen,
durch welches trockene Luft geeigneter Temperatur in den Blaskasten 20 geführt wird,
mit der die oberhalb der freien Oberfläche 10' des Trockenzylinders 10 liegenden
Zwischenräume
T zwischen den nebeneinanderliegenden Umlenkzylindern 12 belüftet werden.
In diesen Zwischenräumen
T sind die Schaberbalken 17 angeordnet, deren Klinge 18 die
glatte Oberfläche 10' der Zylinder 10 sauberhält.
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In 1 sind
in den sich nach unten öffnenden
Räumen
zwischen den Trockenzylindern 10 angebrachte Blaskästen 16 gezeigt,
die die zwischen den Umlenkzylindern 12 und dem Trockensieb 11 befindlichen,
sich in Laufrichtung der Bahn schließenden Einlaufspalte schließen und
aus diesen Spalten Luft ejektieren, so dass sich in den genannten
Spalten kein Überdruck
bildet, der den Stützkontakt
zwischen Bahn und Trockensieb 11 stört. Entsprechende Blaskästen werden
auch in den "normalen" Gruppen R3 und R5 verwendet.
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Wie
oben bereits festgestellt wurde, neigen die sich in Laufrichtung
der Bahn W schließenden Spalträume N+ der
Zwischenräume
T zwischen Trockensieb 11 und Bahn W sowie der Oberfläche 10' des Zylinders 10 in
gewissem Maß zu Überdruck
und die entsprechenden sich öffnenden
Spalträume
N– dementsprechend
zu Unterdruck infolge der durch die Bewegung der Oberflächen induzierten
Grenzschichtströmungen.
Der Unterdruckzustand des Spaltraumes N– wird noch dadurch gefördert, dass aus
den Zwischenräumen
T durch den Schornsteineffekt nach oben gerichtete Luftströmungen auftreten,
welcherart Strömungen
in den "normalen" Gruppen R3 und R5 nicht entstehen,
wo die Zylinder 30 als oberer "Deckel" dienen. Infolge des Unterdruckzustandes
in den Spalträumen
N– versucht
von der Maschinenseite Ersatzluft einzuströmen, die bestrebt ist, zwischen
Sieb 11 und Bahn W zu dringen, wobei sie dem Rand der Bahn
W ablöst,
was ein bedeutender Nachteil ist. Dieser Nachteil wird beseitigt
und das Trocknen der Bahn W intensiviert durch die Blaskästen 20,
die nach 1 in jedem zweiten mit einem
Schaberbalken ausgerüsteten
Zwischenraum T der Umlenkzylinder 12 der umgekehrten Gruppe
R4 angeordnet sind.
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Die
Blaskästen 20 weisen
eine Düsenöffnung 21 auf,
durch die ein Luftstrahl F1 in entgegengesetzter
Richtung zur Laufrichtung der in der Nähe des Luftstrahls F1 vorbeilaufenden Bahn W geblasen wird. Mit
dem Luftstrahl F1 wird die vom Sieb 10 und der
Bahn W in dem Spaltraum N+ induzierte Luftströmung verringert, womit die
Druckdifferenz zwischen dem Spaltraum N+ und seiner Umgebung reduziert wird.
Aus einer zweiten Düsenöffnung 22 auf
der entgegengesetzten Seite des Blaskastens 20 wird ein zweiter
Luftstrahl F2 in den unter Unterdruck stehenden
Spaltraum N– geblasen.
Der Luftstrahl F2 wird in den Spaltraum
N– gerichtet
und von der ebenen Fläche
des Schaberbalkens 17, die sich auf der Seite der Klinge 18 befindet,
und von der Klinge 18 geführt. Mit dem Luftstrahl F2 wird der sonst Unterdruck führende Spaltraum
N– unter Überdruck
gesetzt oder im Wesentlichen auf dasselbe Druckniveau gebracht wie
die Umgebung, wodurch die im vorstehenden erwähnten Nachteile vermieden werden.
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Um
die Verdampfung des Wassers aus der zu trocknenden Bahn W zu intensivieren
und die feuchte Luft aus den Zwischenräumen T zu entfernen, sind in
dem Blaskasten 20 weitere Düsenöffnungen 23 oder entsprechende
Düsenspalte
angeordnet, durch welche ein System weiterer Luftstrahlen F3 auf die nahe vorbeilaufende Bahn W geblasen
werden. Die Luftstrahlen F2 unterstützen die
Trocknung der Bahn W. Die mit den einzelnen Luftstrahlen F1, F2
und F3 zuzuführende Luft dient gleichzeitig
als Ersatzluft im betreffenden Trocknungsbereich.
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Ein
Problem der umgekehrten Gruppen R4 besteht
in der Sauberhaltung der Zwischenräume T von Papierausschuß bei Abrissen.
Zur Behandlung des Papierausschusses sind in die Blaskästen 20 Druckluftrohre 27 integriert,
durch welche Druckluft zur Triebseite der Maschine hin geblasen
wird, um den Papierausschuss aus den Zwischenräumen T zu entfernen. Aus 4 geht
die genauere Ausführung eines
Druckluftrohres 27 hervor.
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Das
Druckluftrohr besteht aus ineinander befindlichen koaxialen Rohren 27a, 27b und 27c.
Aus dem Zwischenraum der Rohre 27a und 27b werden scharfe
Druckluftstrahlen Fa in Richtung der Triebseite geblasen und aus
dem Zwischenraum der Rohre 27b und 27c werden
die Strahlen Fb an einer anderen Stelle
als die Strahlen Fa geblasen.
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Aus
dem am weitesten reichenden innersten Ende des Rohres 27c werden
Strahlen Fc geblasen. Die Druckluftrohre 27 sind
nicht immer erforderlich, und sie können auf andere Weise angebracht
werden als in 2 und 3 dargestellt
ist.
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Ein
gemeinsames Merkmal der Blaskästen 20 nach 3 und 4 ist
außerdem,
dass die ebene vordere Wand 17a des Schaberbalkens 17 und
die Klinge 18 des Schaberbalkens mit Halterung als Leitfläche des
zweiten Luftstrahls F2 verwendet werden,
der in den Spaltraum N– gerichtet
wird.
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Im
Folgenden werden diejenigen Konstruktionsmerkmale der Vorrichtungen
nach 2 und 3 beschrieben, die sich voneinander
unterscheiden.
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Nach 2 ist
der Blaskasten an den Stellen 25 z.B. mit Wellenzapfen
so gelagert, dass dieser an der Trieb- und Führerseite der Maschine zweckmäßig drehbar
ist und möglicherweise
auch hinsichtlich der Optimierung der Funktion in seiner Lage verstellbar
ist. Der Blaskasten 20 umfasst eine ebene Unterwand 28,
an der sich die Düsenöffnung 21 und
nahebei die zweite Düsenöffnung 22 befinden,
die jeweils als Düsenspalt
ausgebildet sind. Der Oberteil des Blaskastens 20 besteht
aus den sich nach oben einander nähernden Wänden 29, die die Düsenöffnungen 23 für die Luftstrahlen
F3 aufweisen. Am oberen Ende des Blaskastens 20 befindet
sich an der Stelle eines Rohrteils 50 ein Düsenspalt 24,
aus dem ein Luftstrahl F4 zur Reinhaltung
der Vorrichtung gerichtet wird. Als Verlängerung der Düsenöffnung 21 dient eine
gekrümmte,
den Luftstrahl F1 umlenkende und ausrichtende
Coanda-Fläche 21a,
die in einer ebenen Wand endet, deren Abstand L1 von
dem daneben vorbeilaufenden Sieb 11 und der Bahn W im Wesentlichen
kleiner ist als der entsprechende Abstand L2 der
Wand auf der Seite der zweiten Düsenöffnung 22.
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In 3 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel des
Blaskastens 20 gezeigt, in dem der Blaskasten 20 sich
nach unten verjüngt,
wobei er aus mit den Düsenöffnungen 23 versehenen
gekrümmten
Wandteilen 29 besteht. Der Abstand L1 des
an der Einlaufseite der Bahn W den Zwischenraum V1 begrenzenden Wandteils
zur Bahn W ist im Wesentlichen konstant, während sich der Abstand L2 an
der Auslaufseite der Bahn W verringert und der Zwischenraum V2 sich
in Laufrichtung der Bahn verjüngt.
Die Luftstrahlen F3 treffen mit kurzer Strahlenlänge auf
die Bahn W und unterstützen
auf diese Weise effektiv die aus der Bahn W erfolgende Verdampfung.
Die Oberseite des Blaskastens 20 nach 3 besteht
im Wesentlichen aus einer horizontalen ebenen Dachwand 26,
an deren Rändern
Rohrteile 26a und 26b sind, an denen sich Düsenspalte 24a und 24b befinden,
aus denen zur Reinhaltung der oberen Fläche des Blaskastens 20 Luftstrahlen
F4a und F4b zur
Wand 26 geblasen werden.
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Die
aus den Druckluftrohren 27 gerichteten Blasungen werden
nur bei Bahnabrissen zu Beseitigung des Ausschusses verwendet, während die
Luftstrahlen F4 und F4a,
F4b dauernd in Betrieb sein können.
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Durch
die eine Stirnwand des Blaskastens wird Blasluft geeigneter Temperatur
und Feuchtigkeit in die Innenräume 20a,
bzw. 20b der Blaskästen 20 geführt, so
dass das Druckniveau des inneren Teils des Blaskastens zweckmäßig im Bereich
p = 500...2000 Pa liegt. Die Temperatur der Blasluft liegt zweckmäßig im Bereich
T = 65...120°C
und die Feuchtigkeit im Bereich X = 10...50g H2O/kg
Trockenluft.