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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Unterdruckdüsenanordnung
für die Behandlung von Bahnen gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
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Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren in einer
Unterdruckdüsenanordnung für die Behandlung von Bahnen gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruches 7.
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Die Oberbegriffe der Patentansprüche 1 und 7 basieren auf der
EP-A-0 196 107.
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Die den Gegenstand der Erfindung darstellende Düsenanordnung ist
für eine kontaktfreie Stützung und Behandlung, wie etwa einer
Trocknungs- oder Wärmebehandlung, von Papierbahnen und weiteren
fortlaufenden Bahnen beabsichtigt. Die den Gegenstand der
Erfindung darstellende Düsenanordnung ist für die Anwendung für
kontaktfreie Stütz- und Trocknungsanwendungen einer nicht
getrockneten beschichteten Bahn besonders gut geeignet. Die den
Gegenstand der Erfindung darstellende Düsenanordnung ist für die
Anwendung beispielsweise in einem Trockner mit luftgetragener
Bahn beabsichtigt, in welchem derartige Düsenanordnungen
entweder an beiden Seiten der Bahn oder lediglich an einer Seite
der Bahn angeordnet sind und in welchem Luft durch die Düsen
geblasen wird, um die Bahn zu stützen, zu trocknen oder zu
erwärmen.
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Auf das Anblasen von Gas basierende Vorrichtungen werden im
allgemeinen in der Herstellung und Veredelung von Papier
angewendet. In diesen Vorrichtungen wird das geblasene Gas mit
Hilfe verschiedener Düsenanordnungen zu einer Seite oder beiden
Seiten der Bahn geleitet, woraufhin das Behandlungsgas für eine
erneute Anwendung oder für einen Abzug abgesaugt wird und/oder
das Behandlungsgas zu den Seiten der Bahn abziehen kann.
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Die auf einer kontaktfreien Behandlung einer Bahn basierenden
aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen bestehen aus
einer Anzahl von Düsenkästen, aus welchen Düsen eine die Bahn
stützende und trocknende Gasströmung auf die Bahn aufgetragen
wird. Die aus dem Stand der Technik bekannten Düsen in den
Vorrichtungen können in zwei Gruppen unterteilt werden: Düsen
mit Druck und Düsen mit Unterdruck, wobei die Arbeitsweise der
Druckdüse auf dem Luftpolsterprinzip basiert, wohingegen die
Düsen mit Unterdruck ein dynamisches Unterdruckfeld erzeugen,
wobei deren Trägerfläche die Bahn anzieht und den Lauf der Bahn
stabilisiert. Wie wohl bekannt ist, basiert die auf die Bahn
ausgeübte Anziehungskraft auf einem zu der Bahn parallelen
Gasströmungsfeld, welches Feld zwischen der Bahn und der
Trägerfläche der Düse einen dynamischen Unterdruck bildet.
Sowohl in den Druckdüsen als auch in den Düsen mit Unterdruck
wird generell von der sogenannten Coanda-Wirkung Gebrauch
gemacht, um die Luft in der angestrebten Richtung zu leiten.
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In den Druckdüsen ist in aus dem Stand der Technik bekannter
Weise ein Bereich mit Überdruck zwischen der Bahn und der
Trägerfläche der Düse ausgebildet, welcher Druck gemäß Fig. B1
versucht, die Bahn von der Düse wegzuschieben. Somit müssen
Unterdruckdüsen stets an beiden Seiten der Bahn angeordnet
werden, wodurch die Schubkräfte einander ausgleichen und die
Bahn etwa in der Mitte verläuft. Die Schubkraft, d.h. die
Abstoßkraft, die an einer Druckdüse auf die Bahn ausgeübt wird,
ist in allen Abständen größer oder gleich 0. Fig. B2 zeigt die
durch eine solche aus dem Stand der Technik bekannte Druckdüse
erzeugte und auf die Bahn ausgeübte Schubkraft als eine Funktion
des Abstandes zwischen der Bahn und der Düse.
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An einer Unterdruckdüse ist zwischen der Düse und der Bahn ein
Bereich mit etwas Unterdruck ausgebildet, der die Bahn in einem
bestimmten Abstand von der Trägerfläche stabilisiert. Die
Ausbildung des Unterdruckes resultiert aus der Luftanblasart, in
welcher der Luftstrahl geleitet wird, um parallel zur
Trägerfläche und zur Bahn zu verlaufen, wie aus der Fig. A1 in
der Zeichnung hervorgeht. Bei sehr kleinen Abständen zwischen
der Trägerfläche der Düse und der Bahn wird eine Schubkraft und
bei größeren Abständen eine Anziehungskraft auf die Bahn
ausgeübt. Fig. A2 zeigt die auf die Bahn ausgeübte Anziehungs-
/Schubkraft in Verbindung mit einer aus dem Stand der Technik
bekannten Unterdruckdüse als eine Funktion des zwischen der Bahn
und der Düse befindlichen Abstands.
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Die durch die Druckdüsen auf die Bahn ausgeübte Kraft ist
relative groß. Daher ist es mit Hilfe der Druckdüsen möglich,
schwere und sich überhaupt nicht streckende Bahnen zu behandeln.
Die meisten der aus dem Stand der Technik bekannten
Überdruckdüsen wenden jedoch scharfe Strahlen im wesentlichen
senkrecht zur Bahn an, wodurch eine ungleichmäßige Verteilung
des Wärmeübertragungskoeffizienten in der Längsrichtung erzeugt
wird, der der Qualität der zu behandelnden Bahn häufig Schaden
zufügt.
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Die durch die aus dem Stand der Technik bekannten
Unterdruckdüsen auf die Bahn ausgeübte Kraft ist relative
gering, aus welchem Grunde diese Düsen in der Regel nicht
verwendet werden für die Behandlung schwerer Bahnen oder wenn
die Spannung der Bahn gering ist. Somit werden Unterdruckdüsen
in der Regel in Vorrichtungen angewendet, deren Länge 5 m
überschreitet und an deren beiden Seiten Leitwalzen angeordnet
sind, um die Bahn zu stützen.
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In Bezug auf den Stand der Technik, der mit der vorliegenden
Erfindung in Zusammenhang steht und nahe mit dieser verwandt
ist, sei auf die FI-Patente Nr. 60261, 68723 und 77708 sowie auf
D.W. Mc Glaughlin, I. Greber, The American Society of Mechanical
Engineers, Advances in Fluids, 1976, "Experiments on the
Separation of a Fluid Jet from a Curved Surface", Seiten 14 bis
29 verwiesen. Unter diesen Veröffentlichungen beschreiben die
Patente 60261 und 77708 Druckdüsen und das FI-Patent 68723 eine
Düse für einen Trockner mit luftgetragener Bahn, mit dessen
Hilfe eine Trocknungs- und Stützgasströmung mit Unterdruck auf
die zu trocknende Bahn ausgeübt wird.
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In der aus dem FI-Patent 68723 bekannten Lösung ist es als neu
betrachtet worden, daß der Düsenschlitz der Düse in auf an sich
bekannter Weise in der Gasströmungsrichtung angeordnet ist, und
zwar vor der Höhe der Einlaßkante der gekrümmten Leitfläche, und
daß mit den auftretenden Gasströmungsraten das Verhältnis
zwischen der Breite des Düsenschlitzes und dem Krümmungsradius
der Leitfläche derart gewählt worden ist, daß die Gasströmung
von der gekrümmten Leitfläche beträchtlich vor seiner
Nachlaufkante separiert ist. In der aus dem Stand der Technik
bekannten Lösung hat die Düse einen Düsenkasten, wobei sich an
einer seiner Seiten ein Düsenschlitz befindet, der einerseits
durch die Strömungsvorderplatte und andererseits durch die
Vorderwand der Düsenkammer definiert ist, die sich als eine
gekrümmte Strömungsleitfläche und weiter als ein Tragteil
fortsetzt.
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Die entgegengehaltene Abhandlung "Experiments on the Separation
of a Fluid Jet from a Curved Surface" untersucht die
Separiermechanismen eines Strömungsstrahles von einer gekrümmten
Wand und die verschiedenen Parameter, die dies verursachen. Mit
Bezug zur vorliegenden Erfindung sind jene Resultate relevant,
die aus der graphischen Darstellung aus Fig. 5, S. 21 der
Abhandlung hervorgehen, in welcher Darstellung eine Ansammlung
von Kurven in einem Koordinatensystem gezeigt ist, in welchem
die Vertikalachse den Separierwinkel und die Horizontalachse die
Reynolds-Zahl darstellt. Der Parameter der Kurvenansammlung
entspricht dem Verhältnis W/R = Verhältnis der Breite des
Düsenschlitzes zum Kurvenradius der Fläche. Aus diesen
untersuchten Ergebnissen geht hervor, daß mit den in den
Düsenkonstruktionen auftretenden Strömungsparametern der
Folgewinkel φ in der Regel in dem Bereich von 45º bis 70º liegt.
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Die Zielsetzung der Arbeitsweise der den Gegenstand der
Erfindung darstellenden Unterdruckdüse ist es, ein zur Bahn
paralleles Gasströmungsfeld vorzusehen, welches die Bahn anzieht
und welches den Lauf der Bahn in einem bestimmten Abstand von
der Trägerfläche der Düse stabilisiert. In einer durch eine
Unterdruckdüse erzeugten Gasströmung ist die Wärmeübertragung in
der Längsrichtung der Bahn gleichmäßig, so daß die
Unterdruckdüsen auch für die Behandlung empfindlicher
Materialien geeignet sind. Auf gleiche Weise können sie für die
einseitige Behandlung einer Bahn angewendet werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es insbesondere, eine
Unterdruckdüse zu schaffen, mit deren Hilfe eine gesteigerte
Wärmeübertragungskapazität und eine verbesserte Führung der Bahn
erreicht werden, und zwar im Vergleich mit den aus dem Stand der
Technik bekannten Düsen, sofern die verwendete Luftmenge pro
Flächeneinheit der Bahn und die Gebläseleistung gleich sind.
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Im Hinblick auf das Erreichen der oben genannten und später
hervorgehenden Zielsetzungen ist die erfindungsgemäße
Unterdruckdüsenanordnung durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch die Merkmale des
kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 7 gekennzeichnet.
Weitere vorteilhafte charakteristische Merkmale der Erfindung
sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 und 8 dargestellt.
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In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß es Zweck der
Düsenanordnung aus EP-A-0 106 197 ist, die Bahnschlitze
abzudichten und das Eindringen von Luft zu minimieren.
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In der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Trocknungs- und
Stützgasströmung aus den Düsenschlitzen in zwei Strömungen
herausgeblasen, von denen die letztere in der Laufrichtung der
Bahn aufgrund der Coanda-Wirkung umgelenkt wird, und zwar
parallel zur Trägerfläche, wohingegen die andere in einem
geeigneten Winkel in Bezug auf die Trägerfläche ausgerichtet
wird, so daß die Strömung nicht der Trägerfläche folgt, sondern
in Richtung auf die Bahn ausgerichtet ist, wodurch eine
effizientere Wärmeübertragung erreicht wird. Die Leitfläche der
anderen Luftströmung ist nicht gekrümmt, in welchem Falle der
Strahl von der Trägerfläche leichter separiert wird. Ferner ist
in der erfindungsgemäßen Anordnung der Abstand der in der
Laufrichtung der Bahn ersten Trägerfläche von der Bahn etwas
größer als der Abstand der letzteren Trägerfläche in der
Laufrichtung der Bahn, wodurch verhindert wird, daß die in
Richtung auf die Bahn ausgerichtete Strömung die Bahn weiter von
der Düse wegstößt.
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Nachstehend ist die Erfindung in Bezug auf einige beispielhafte
Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die in den
Figuren der beigefügten Zeichnung gezeigt sind, wobei die
Erfindung jedoch nicht strikt auf die beispielhaften
Ausführungsbeispiele begrenzt sein soll. Es zeigen:
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Fig. A1 eine schematische Veranschaulichung einer aus dem
Stand der Technik bekannten Unterdruckdüse.
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Fig. A2 die auf die Bahn ausgeübte Anziehungs-/ Schubkraft
als eine Funktion des Abstandes zwischen der Trägerfläche einer
aus dem Stand der Technik bekannten Unterdruckdüse und der Bahn.
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Fig. B1 eine schematische Veranschaulichung einer aus dem
Stand der Technik bekannten Überdruckdüse.
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Fig. B2 die mit einer aus dem Stand der Technik bekannten
Überdruckdüse erhaltene Schubkraft als eine Funktion des
Abstandes zwischen der Bahn und der Trägerfläche der Düse.
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Fig. 1 eine schematische Veranschaulichung eines
beispielhaften Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen
Düsenanordnung.
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Fig. 2 die Wärmeübertragungskapazität einer
erfindungsgemäßen Düse als eine Funktion des Abstandes zwischen
der Trägerfläche der Düse und der Bahn, und zwar im Vergleich
mit der entsprechenden Kapazität einer aus dem Stand der Technik
bekannten Düse.
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Fig. 3 die Intensitäten einer Sinuswelle, die für eine
erfindungsgemäße Düse und für eine aus dem Stand der Technik
bekannte Düse als eine Funktion der Bahnspannung gemessen wurde.
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Fig. 4 die Intensitäten einer Sinuswelle, die für eine
erfindungsgemäße Düse und für eine aus dem Stand der Technik
bekannte Düse als Funktion der Gebläsegeschwindigkeit gemessen
wurde.
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Fig. 5 ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel einer Lösung
des Bereiches der Düsenöffnungen in einer erfindungsgemäßen
Unterdruckdüsenanordnung.
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Fig. 6 ein zweites beispielhaftes Ausführungsbeispiel des
Bereiches der Düsenöffnungen in einer erfindungsgemäßen
Unterdruckdüsenanordnung.
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Fig. 7 eine schematische Veranschaulichung des Prinzips des
Düsenfeldes und des Verlaufes der Bahn, der mittels einer
erfindungsgemäßen Düse erreicht wird.
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Fig. 8 eine schematische Veranschaulichung eines mit
erfindungsgemäßen Unterdruckdüsen versehenen Trockners mit
doppelseitig luftgetragener Bahn.
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Fig. 9 eine schematische Schnittansicht A durch Fig. 8, d.h.
eine Schnittansicht in der Laufrichtung der Bahn.
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Fig. A1 ist eine schematische Veranschaulichung des Prinzips
einer aus dem Stand der Technik bekannten Unterdruckdüse. Die
Trägerfläche KP der Unterdruckdüse 10 leitet die aus dem
Düsenschlitz R der Unterdruckdüse 10 ausströmende Luftströmung
S. Der Abstand zwischen der Bahn W und der Trägerfläche KP der
Düse 10 ist mit H bezeichnet. Zwischen der Unterdruckdüse 10 und
der Bahn W ist ein Bereich mit etwas Unterdruck ausgebildet, der
die Bahn W in einem bestimmten Abstand, d.h. bei etwa 5 bis 8
mm, von der Trägerfläche KP stabilisiert. Die Ausbildung des
Unterdruckes ist eine Folge der Luftanblasart, in welcher der
Luftstrahl S geleitet wird, um parallel zur Trägerfläche KP und
zur Bahn W zu verlaufen. In sehr geringen Abständen zwischen der
Düse 10 und der Bahn W wird ein Schubkraft und bei größeren
Abständen H ein Anziehungskraft auf die Bahn W ausgeübt, was aus
Fig. A2 hervorgeht. Die Fig. A2 zeigt die Anziehungs-/Schubkraft
F, die als eine Funktion des Abstandes H zwischen der Düse und
der Bahn W auf die Bahn W ausgeübt wird. Die Anziehungskraft
wird durch den negativen Teil und die Schubkraft durch den
positiven Teil der Funktion dargestellt.
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Gemäß Fig. A1 folgt die aus dem Düsenschlitz R ausgeblasene
Strömung S basierend auf der Coanda-Wirkung der gekrümmten
Leitfläche A an dem Sektor φ, der gemäß dem Vorbeschriebenen
innerhalb des Bereiches von 45º bis 70º variiert. Die Strömung
wird von der gekrümmten Leitfläche A separiert, wenn der
Geschwindigkeitsvektor v der Strömung eine beträchtlich große
Geschwindigkeitskomponente vp senkrecht zur Bahn W (in der Figur
nicht gezeigt) hat. Wenn natürlich der Winkel 4) größer ist als
45º, ist die zur Bahn W parallele Geschwindigkeitskomponente vs
der Strömung größer als die Geschwindigkeitskomponente vp
senkrecht zur Bahn.
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Die Figuren B1 bis B2 sind schematische Veranschaulichungen, und
zwar gemäß Fig. B1 eine aus dem Stand der Technik bekannte
Lösung einer Überdruckdüse und gemäß Fig. B2 die durch eine
solche Düse erzeugte und auf die Bahn W ausgeübte Kraft F als
eine Funktion des Abstandes H zwischen der Bahn W und der
Trägerfläche KP der Düse. In der Überdruckdüse 20 ist zwischen
der Bahn W und der Trägerfläche KP der Düse 20 ein
Überdruckbereich ausgebildet, welcher Bereich versucht, die Bahn
W von der Düse 20 wegzustoßen. Somit müssen die Überdruckdüsen
stets an beiden Seiten der Bahn W angeordnet sein, in welchem
Fall die Schubkräfte einander ausgleichen und die Bahn W etwa in
der Mitte verläuft. An einer Überdruckdüse 20 ist die auf die
Bahn ausgeübte Kraft in allen Abständen größer als 0, wie aus
der Fig. B2 hervorgeht, d.h., daß eine Schubkraft auf die Bahn W
ausgeübt wird.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Veranschaulichung einer Düse 50,
die eine Kastenkonstruktion hat. Die Kastenkonstruktion besteht
aus einer Rückwand 51, einer Bodenwand 49, einer Oberwand 53 und
einer Vorderwand 52. An der oberen Fläche der Oberwand 53 ist
eine Trägerfläche KP&sub1; gebildet. In dem Inneren der Düse so ist
eine Kammer 48 gebildet, in welcher ein Düsenraum 55 mit Hilfe
von Trennwänden definiert worden ist, beispielsweise eine
Trennwand 54 parallel zur Bodenwand 49 und eine Trennwand 47
parallel zu den Rück und Vorderwänden 51, 52. Das Trocknungsgas
wird in die Kammer 48 geleitet. Das Trocknungsgas wird als eine
Strömung P aus der Kammer 48 in den Düsenraum 55 beispielsweise
durch Öffnungen 54a geleitet, die in die Trennwand 54 parallel
zu der Bodenwand 49 des Düsenraumes 55 eingearbeitet sind. In
dem beispielhaften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind
Düsenschlitze R&sub1; und R&sub2; in dem Düsenraum 55 derart ausgebildet
worden, daß die Düsenwände Ai; 56b des ersten Düsenschlitzes R&sub1;
aus der mit der Trennwand 47 in der Kammer 48 verbundenen
Leitfläche A&sub1; und aus der Rückwand 56b des Zwischenstückes 56 in
dem Düsenraum 55 gebildet sind, wobei die Düsenwände 52a, 56a
des zweiten Düsenschlitzes R&sub2; aus der Verlängerung 52a der
Vorderwand 52 der Kammer 48 und aus der Vorderwand 56a des
Zwischenstückes 56 gebildet sind. Zum Zwecke der Ausbildung der
Düsenwände 56a, 56b zwischen den Düsenschlitzen R&sub1;, R&sub2; in dem
Düsenraum 55, ist ein Zwischenstück 56 vorhanden, das eine
Rückwand 56b, eine Vorderwand 56a und eine Oberwand 57 aufweist,
an dessen oberer Fläche die Trägerfläche KP&sub2; gebildet ist.
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Der Düsenschlitz R&sub1; wird in der Laufrichtung der
Trocknungsgasströmung S&sub1; derart schmäler, daß sich der schmalste
Punkt an der Auslaßöffnung befindet. Der sich verengende Winkel
β&sub1; ist 10º bis 40º, vorzugsweise etwa 30º. Der sich verengende
Winkel β&sub2; des Düsenschlitzes R&sub2; beträgt 20º bis 50º, vorzugsweise
30º bis 40º.
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Der erste Düsenschlitz R&sub1; und der zweite Düsenschlitz R&sub2; sind in
einem Abstand voneinander im wesentlichen auf der gleichen Seite
der Düse 50 an der Seite der Einlaufrichtung der Bahn W
angeordnet. In der Laufrichtung der Bahn W ist der zweite
Düsenschlitz R&sub2; vor dem ersten Düsenschlitz R&sub1; angeordnet. Aus
dem Düsenschlitz R&sub1; strömt die Gasströmung geleitet von der
gekrümmten Leitfläche A&sub1; aus, und zwar in den Raum zwischen der
Bahn W und der Düse 50, wobei sie basierend auf der Coanda
Wirkung umgelenkt und parallel zur ersten Trägerfläche KP&sub1; wird.
Die Luft aus dem Düsenschlitz R&sub2; wird als eine Strömung S&sub2; in
Richtung auf die Bahn W geleitet, wodurch ein größerer
Wärmeübertragungskoeffizient erreicht wird als durch das
Umlenken der Strömung, so daß sie parallel zur Trägerfläche KP&sub2;
wird. Die zur Richtung der Bahn W senkrechten
Geschwindigkeitskomponente vp der aus dem Düsenschlitz R&sub2;
ausströmenden Trocknungsgasströmung S&sub2; ist in Bezug auf die zur
Laufebene der Bahn W der Strömung S&sub2; parallele
Geschwindigkeitskomponente vs ausreichend groß, in welchem Fall
die Strömung S&sub2; nicht beginnt, der Trägerfläche KP&sub2; zu folgen,
sondern in Richtung auf die Bahn W ausgerichtet wird. Die zur
Laufrichtung der Bahn W parallele Geschwindigkeitskomponente vs
ist größer als 0. Das Verhältnis vp/vs der
Geschwindigkeitskomponenten vp und vs liegt in dem Bereich von
0,4 bis 2,0, vorzugsweise in dem Bereich von 0,8 bis 1,5; wobei
vp/vs = tan α&sub2;.
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In der erfindungsgemäßen Unterdruckdüsenanordnung wird das
Trocknungsgas aus den Düsenschlitzen R&sub1; und R&sub2; geblasen. Aufgrund
der Coanda-Wirkung wird die aus dem Schlitz R&sub1; geblasene Strömung
S&sub1; parallel zur Trägerfläche KP&sub1; umgelenkt, wobei die Strömung 52
aus dem Schlitz R&sub2; geblasen wird, welche Strömung in einem
geeigneten Winkel α&sub2; in Bezug auf die Trägerfläche KP&sub2; derart
ausgerichtet ist, daß die Strömung S&sub2; nicht der Trägerfläche KP&sub2;
folgt, sondern in Richtung auf die Bahn W ausgerichtet wird,
wodurch eine effizientere Wärmeübertragung erreicht wird. Im
Hinblick auf die Separierung der Strömung ist es bevorzugt, daß
die eine Verlängerung der Vorderwand 56a des Zwischenstückes 56
bildende und als Leitfläche wirkende Kante A&sub2; nicht abgerundet
ist. Der durch die Kante A&sub2; gebildete Winkel gleicht 180º - α&sub2;
Der Abstand H&sub2; der Trägerfläche KP&sub2; von der Bahn W ist etwas
größer als der Abstand H&sub1; der Trägerfläche KP&sub1; von der Bahn W,
damit die Strömung S&sub2; die Bahn W nicht weiter von der Düse
wegstößt.
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Die Abmessungsverhältnisse der in Fig. 1 gezeigten Düse 50 sind
beispielsweise in einer solchen Größenordnung, daß der Abstand a
des zweiten Düsenschlitzes R&sub2; von der Vorderwand 52 der Düse 50
20mm, der Abstand b zwischen den Düsenschlitzen R&sub1; und R&sub2; 30mm,
der Abstand c des ersten Düsenschlitzes R&sub1; von der Rückwand 51
der Düse 50 60mm, die Breite des Düsenschlitzes R&sub1; 2mm und die
Breite des Düsenschlitzes R&sub2; 1mm beträgt. Falls notwendig, kann
die Düse 50 auch in unterschiedlichen Ausmaßen hergestellt
werden, so daß die oben gegebenen Abmessungen multipliziert
werden, beispielsweise durch einen Maßfaktor 0,5 bis 2,5,
vorzugsweise 0,8 bis 2,0. Die in der Düse 50 in jedem
Düsenschiitz R&sub1; und R&sub2; angewendete Gebläsegeschwindigkeit ist
vorzugsweise in einer Größenordnung von 30 bis 60 m/s. Der
Abstand H&sub1; der Trägerfläche KP&sub1; von der Bahn W beträgt 3 bis 10
mm, vorzugsweise 4 bis 7 mm, wobei der Abstand H&sub2; der
Trägerfläche KP&sub2; von der Bahn W 6 bis 15 mm, vorzugsweise 7 bis
11 mm beträgt.
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Zusätzlich zu dem Vorbeschriebenen kann die Düse 50
beispielsweise derart entworfen werden, daß für jeden
Düsenschlitz R&sub1;, R&sub2; ein eigener Düsenraum 55 in der Düse 50
ausgebildet wird.
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Fig. 2 zeigt die Wärmeübertragungskapazität einer
erfindungsgemäßen Unterdruckdüsenanordnung im Vergleich mit
einer aus dem Stand der Technik bekannten Düse entsprechender
Bauart in einem beispielhaften Versuch. Der mit Hilfe der
erfinderischen Lösung erhaltene Wärmeübertragungskoeffizient α
als eine Funktion des Abstandes H zwischen der Düse und der Bahn
ist durch die durchgezogene Linie gezeigt, wobei der
Wärmeübertragungsfaktor α der aus dem Stand der Technik
bekannten Düse als eine Funktion des Abstandes zwischen der Düse
und der Bahn durch die gestrichelte Linie gezeigt ist. In dem
Versuch wurden die folgenden Werte verwendet:
Gebläsegeschwindigkeit 60 mis in beiden Düsen, Breite des
Düsenschlitzes 2,5 mm in der aus dem Stand der Technik bekannten
Düse und Gesamtbreite der beiden Düsenschlitze der
erfinderischen Düse 3,0 mm, Abstand der Düsen in der aus dem
Stand der Technik bekannten Düse 180 mm und in der
erfinderischen Düse 220 mm, wobei die mittels der aus dem Stand
der Technik bekannten Düse geblasene Luftmenge 0,83 m³/m²/s und
mittels der erfinderischen Düse 0,82 m³/m²/s beträgt. An der
vertikalen Achse hat der Wärmeübertragungskoeffizient a die
Einheiten W/m²/ºC. Wie aus der Figur hervorgeht, ist die
erfindungsgemäße Düse etwa 10% effizienter als die aus dem Stand
der Technik bekannten Düsen.
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Fig. 3 zeigt die Intensitäten der Sinuswelle als eine Funktion
der Bahnspannung in einem Versuchsbeispiel, und zwar gemessen
für die erfinderische Düse (durchgezogene Linie) und für eine
aus dem Stand der Technik bekannte Düse (gestrichelte Linie)
Die Einheit der Intensität der verwendeten Sinuswelle ist die
Höhe A der Welle in Millimeter und die Einheit der Bahnspannung
Rk N/m. In der Messung wurde ein LWC-Papier verwendet, während
der Abstand der Düsen 220 mm, die Gebläsegeschwindigkeit 45 m/s,
der Abstand zwischen der Bahn und der Düse 6 mm und die
Bahngeschwindigkeit 400 m/min betrug.
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Fig. 4 zeigt die Intensität der Sinuswelle als eine Funktion der
Gebläsegeschwindigkeit PS für eine erfinderische Düse mit einer
durchgezogenen Linie und für eine aus dem Stand der Technik
bekannte Düse mit einer gestrichelten Linie. Die in dem Versuch
verwendeten Werte waren die gleichen, wie jene in dem
vorangegangenen Beispiel, während die Bahnspannung 250 N/m
betrug. Die Einheit der Intensität der Sinuswelle war die
Wellenhöhe in Millimeter und die Einheit der
Gebläsegeschwindigkeit PS war m/s.
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In beiden Beispielen erzeugte die erfindungsgemäße Düse eine
deutlich stärkere Sinuswelle, was ebenso eine bessere
Laufqualität verschafft. In den durchgeführten Versuchsläufen
zur Lauffähigkeit wurde angemerkt, daß die erfindungsgemäße Düse
im Vergleich zu der aus dem Stand der Technik bekannten Düse
eine stärkere Sinuswelle hatte und einen stabileren Lauf der
Bahn und weniger Falten in der Maschinenlaufrichtung erzeugte.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen schematische Veranschaulichungen
zweier beispielhafter Ausführungsbeispiele der Konstruktion der
zweiten Trägerfläche KP&sub2;. Die Fig. 5 zeigt ein
Ausführungsbeispiel, in welchem die Trägerfläche KP&sub2; zwischen den
Düsenschlitzen R&sub1; und R&sub2; als eine Aussparung geformt ist, wobei
in Fig. 6 die Trägerfläche KP&sub2; zwischen den Düsenschlitzen R&sub1;, R&sub2;
eben ist. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5
ist das Zwischenstück 56, das mit jeweils den Wänden 46 und 52
die Düsenschlitze R&sub1; und R&sub2; bildet, U-förmig entworfen, so daß
die Trägerfläche KP&sub2; nicht eben wird. Bezüglich ihrer weiteren
Konstruktion entspricht das Ausführungsbeispiel aus Fig. 5 dem
aus Fig. 1. In Fig. 6 ist das Zwischenstück 56, das die
Düsenschlitze R&sub1;, R&sub2; mit den Wänden 46 und 52 ausbildet,
geschlossen, so daß die Wand 57 an seiner oberen Fläche eine
ebene Trägerfläche KP&sub2; erzeugt.
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Fig. 7 zeigt eine schematische Veranschaulichung eines Beispiels
einer erfindungsgemäßen Unterdruckdüsenanordnung und des Laufes
der Bahn W, wenn eine derartige Unterdruckdüsenanordnung
angewendet wird. Die Düsen 50 sind an beiden Seiten der Bahn
angeordnet, so daß die geblasenen Trocknungsgasströmungen S&sub1;, S&sub2;
die Bahn W gleichmäßig stützen. Natürlich können die Düsen 50
lediglich an einer Seite der Bahn angeordnet werden, wobei die
Düse 50, außer der Form gemäß Fig. 5, auch beispielsweise
derjenigen aus Fig. 1 oder 6 gleichen kann.
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Fig. 8 zeigte eine schematische Veranschaulichung eines mit
erfindungsgemäßen Düsen versehenen Trockners. An beiden Seiten
der Bahn W sind Düsen 50 vorgesehen, durch welche ein
Trocknungsgas 5 geblasen wird, um die Bahn W zu stützen und zu
trocknen. Die Rückströmung ist mit Bezugspfeilen Y bezeichnet.
Die Rückströmung Y kehrt in die Rückleitung 60 zurück. Das
Trocknungsgas wird aus der Einlaßleitung 65 in die Düsen 50
geleitet. Mit 70 sind die Rahmenkonstruktionen des Trockners
bezeichnet.
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Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht eines Trockners in der
Laufrichtung der Bahn W, wobei die Ansicht der Schnitt A in Fig.
8 ist. Das Trocknungsgas wird von dem Verteilungskasten 62
sowohl zu den oberen Kästen als auch zu den unteren Kästen des
Trockners mit luftgetragener Bahn geleitet. Die Einlaßkanäle 65
stehen mit der Verteilungskasten 62 für Einlaßluft in
Verbindung, der an der Seite des Trockners angeordnet ist, und
zwar durch elastische Anschlüsse 62. In entsprechender Weise
stehen Abzugkanäle durch elastische Anschlüsse mit dem
Verteilungskasten für Abzugsluft in Verbindung. Die elastischen
Anschlüsse und die Verteilungskästen sind Luftkanäle, wobei der
Trockner mit Hilfe weiterer (nicht gezeigter) Vorrichtungen
separat an dem Rahmen abgestützt ist. Von dem Einlaßkanal 65
wird das Trocknungsgas durch die Verteilungskanäle 67 in die
Düsen 50 geleitet, von denen aus das Trocknungsgas
weitergeblasen wird, um die Bahn W zu stützen und zu trocknen.
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Obwohl in den Figuren 7, 8 und 9 Düsen 50 an beiden Seiten der
Bahn W angeordnet gezeigt sind, sollte betont werden, daß die
erfindungsgemäße Düsenkonstruktion auch auf Trockner mit
luftgetragener Bahn angewendet werden kann, in welchen lediglich
an einer Seite der Bahn Düsen 50 angeordnet sind.
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In der aus dem Stand der Technik bekannten Lösung kann, außer
auf die in den Figuren gezeigte Weise, der zweite Düsenschlitz R&sub2;
auch auf andere Weisen ausgebildet werden, beispielsweise gemäß
dem in Fig. 2 in dem FI-Patent 68723 gezeigten. Es ist wichtig,
daß die Gasströmung S&sub2; nicht der Trägerfläche KP&sub2; folgt, sondern
an der Bahn W ausgerichtet ist.
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In den in den Figuren gezeigten beispielhaften
Ausführungsbeispielen ist die zu der Laufebene der Bahn W
parallele Geschwindigkeitskomponente vs parallel zur Laufrichtung
der Bahn W gezeigt. Es ist auch in der erfinderischen Idee
eingeschlossen, daß die Laufrichtung der Bahn gegenteilig zu der
gemäß Fig. 1 ist.