[0001] Die Erfindung betrifft eine Dampfbefeuchtungseinrichtung mit einem Gehäuse, das einen
Dampfanschluß aufweist und in dem eine Dampfblaskammer angeordnet ist, die mit dem
Gehäuse eine gemeinsame, mit Dampfaustrittsöffnungen versehene Außenwand aufweist.
[0002] Derartige Dampfbefeuchtungseinrichtungen dienen dazu, vorbeilaufende Materialbahnen
mit Dampf zu beaufschlagen, um deren Feuchtigkeit und Temperatur zu erhöhen. Ein weitverbreiteter
Anwendungsbereich ist hierbei die Herstellung oder Bearbeitung von Papierbahnen, bei
denen derartige Dampfbefeuchtungseinrichtungen in Verbindung mit Kalandern oder anderen
Walzenanordnungen verwendet werden. Die Papierbahn wird hier vor dem Durchlaufen eines
Walzenspaltes mit Dampf beaufschlagt, um den Glanz oder die Glätte zu verbessern,
den Bulk oder die Dichte zu verändern oder die Feuchtigkeit zu erhöhen.
[0003] Eine bekannte Dampfbefeuchtungseinrichtung (DE 43 09 076 A1), die als Dampfsprührohr
ausgebildet ist, weist eine Dampfblaskammer auf, die über die Breite (in Richtung
einer vorbeilaufenden Materialbahn gesehen), also in Querrichtung, in mehrere Abschnitte
oder Zonen unterteilt ist. Jede Zone weist ein Ventil auf, durch das Dampf aus dem
Inneren des Gehäuses in die Dampfblaskammer einer jeden Zone strömen kann. Zwischen
dem Ventil und der Dampfblaskammer ist ein Beschleunigungskanal angeordnet, aus dem
eine vorbestimmte Strecke vor seinem Ende ein Versorgungskanal zur Dampfblaskammer
abzweigt.
[0004] Eine andere bekannte Dampfbefeuchtungseinrichtung (DE 41 25 062 A1), die als Dampfblaskasten
ausgebildet ist, weist eine Dampfblaskammer auf, die ebenfalls in Querrichtung zonenweise
unterteilt ist, wobei jede Zone ein eigenes Ventil zum Einlaß von Dampf in die Dampfblaskammer
aufweist. Der in die Dampfblaskammer eintretende Dampf wurde zuvor zum Beheizen mindestens
einer Wand der Dampfblaskammer verwendet. Der Dampf wurde vor seiner Verwendung in
einem Dampftrocknungsabschnitt getrocknet.
[0005] Derartige Dampfbefeuchtungseinrichtungen haben zwar den Vorteil, daß sie die abgegebene
Dampfmenge quer zur Maschinenrichtung zumindest zonenweise unterschiedlich einstellen
können. Nachteilig hierbei ist jedoch, daß die vielen Ventile die Befeuchtungseinrichtung
aufwendig und damit teuer machen. Wenn für die Beaufschlagung einer Materialbahnseite
eine einzelne Befeuchtungseinrichtung nicht ausreicht, beispielsweise weil sie an
der Grenze ihrer Kapazität betrieben wird, werden vielfach zwei oder mehr Befeuchtungseinrichtungen
verwendet. In diesem Fall ist es aber nicht mehr notwendig, alle Befeuchtungseinrichtungen
mit getrennten steuerbaren Zonen auszurüsten. Hier reicht es vielmehr aus, die von
der Dampfbefeuchtungseinrichtung abgegebene Dampfmenge insgesamt verändern zu können.
Die Vergleichmäßigung in Quermaschinenrichtung, also quer zur vorbeilaufenden Materialbahn
kann dann mit einer einzigen, zonenweise steuerbaren Dampfbefeuchtungseinrichtung
erreicht werden.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dampfbefeuchtungseinrichtung anzugeben,
die ohne zonenweise Steuerung zuverlässig betrieben werden kann.
[0007] Diese Aufgabe wird bei einer Dampfbefeuchtungseinrichtung der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß im Inneren des Gehäuses ein mit Dampf beschickbarer, allseits
ständig von Dampf umgebener Verteilkanal angeordnet ist, der mit der Dampfblaskammer
über mehrere, über die Länge des Gehäuses verteilten Versorgungsleitungen in Verbindung
steht.
[0008] Hierbei ist der Verteilkanal im wesentlichen parallel zur Dampfblaskammer angeordnet.
Die Formulierung, daß der Verteilkanal "allseits" von Dampf umgeben ist, läßt natürlich
Unterbrechungen dieser Dampfumgebung zu, wie sie beispielsweise durch eine Befestigung
des Verteilkanals im Gehäuse bedingt sein können. Der Verteilkanal ist ständig beheizt,
also auch bei Betriebsunterbrechungen. Nach Stillständen, bei denen auch die Dampfbefeuchtungseinrichtung
abgestellt wird, ist zunächst eine Aufheizphase erforderlich, in der der Verteilkanal
ständig von Dampf umgeben ist, bevor die Materialbahn durch die Dampfbefeuchtungseinrichtung
mit Dampf beaufschlagt wird.
[0009] Mit dieser Ausgestaltung wird einerseits erreicht, daß der Dampf über die Breite
der Befeuchtungseinrichtung relativ gleichmäßig abgegeben werden kann. Der Verteilkanal
sorgt nämlich dafür, daß der Dampf zunächst einmal über die Breite, also in Quermaschinenrichtung,
verteilt wird, bevor er der Dampfblaskammer zugeführt wird. Jeder Breitenabschnitt
erhält also die gleiche Menge Dampf unter gleichem Druck. Durch den Verzicht auf eine
zonenweise Steuerung des Dampfblaskastens wird also zumindest keine Verschlechterung
des durch die Bedampfung erzielten Profils der gewünschten Zielgröße, also beispielsweise
Feuchtigkeit, Glanz oder Glätte oder ähnliches, bewirkt. Gleichzeitig wird mit dem
Verteilkanal aber noch ein weiterer positiver Effekt erreicht. Im Gegensatz zu zonenweise
gesteuerten Dampfblaskästen, bei denen an jeder Zone ein Ventil angebracht ist, das
die Zufuhr von Dampf in die Zone steuert, fehlen derartige Zonenventile bei der vorliegenden
Dampfbefeuchtungseinrichtung. Vielmehr sind nur noch ein oder zwei Ventile vorgesehen,
die die Dampfzufuhr zur Befeuchtungseinrichtung insgesamt steuern. Diese Ventile können
dementsprechend auch nicht mehr den Zonen unmittelbar benachbart sein. Bei einer Betriebsunterbrechung,
wie sie beispielsweise beim Auswechseln einer Walze in einem Kalander, dem Wechsel
einer Materialbahnrolle oder auch in anderen Fällen auftreten kann, ist damit die
notwendige Wärmezufuhr zu der Dampfbefeuchtungseinrichtung normalerweise nicht mehr
gewährleistet. Dies führt beim Wiederanfahren nach der Unterbrechung dazu, daß der
Dampf, der an und für sich für die Bedampfung der Materialbahn gedacht war, zunächst
in der Befeuchtungseinrichtung kondensiert. Die Abführung des Kondensats ist zwar
an und für sich kein Problem. Sobald aber Kondensat, also Wasser, in der Dampfbefeuchtungseinrichtung
vorliegt, besteht die Gefahr, daß der vorbeiströmende Dampf Wassertröpfchen mitreißt
und sie auf die Materialbahn transportiert. Da der Dampf mit recht hohen Geschwindigkeiten
auf die Materialbahn geblasen werden soll, um auch bei schnell laufenden Materialbahnen
die gewünschte Dampfmenge aufbringen zu können, führt dies zu einer entsprechend hohen
Geschwindigkeit der Wassertröpfchen. Die Wassertröpfchen wirken dann wie Geschosse,
die die Materialbahn perforieren oder auf andere Art beschädigen können. Durch die
Ausbildung der Einrichtung mit einem Verteilkanal, der allseitig von Dampf umgeben
ist, ist dieses Problem nun weitgehend entschärft worden. Durch die Beheizung des
Verteilkanals ist gewährleistet, daß der Dampf, bevor er in die Dampfblaskammer eintreten
kann, wieder auf die notwendige Temperatur gebracht wird. Selbst wenn also der Dampf
noch etwas Wasser mitführen sollte, wird dieses Wasser mit großer Wahrscheinlichkeit
spätestens im Verteilkanal verdampft. Man kann also eine derartige Dampfbefeuchtungseinrichtung
mit einem Ventil zur Steuerung der Dampfzufuhr zur Dampfblaskammer ausstatten, das
räumlich entfernt von der Dampfbefeuchtungseinrichtung angeordnet ist. Die Zuleitung
für den "Prozeßdampf", d.h. den Dampf, der zur Beaufschlagung der Materialbahn verwendet
wird, kann dann in Produktionspausen abkühlen, wobei man durchaus in Kauf nehmen kann,
daß der darin befindliche Prozeßdampf kondensiert. Da aber der Verteilkanal ständig
beheizt und damit auf einer hohen Temperatur gehalten wird, wird beim Wiederanfahren
der Prozeßdampf spätestens in dem Verteilkanal wieder so weit erwärmt, daß Wasser
verdampfen kann, so daß die Gefahr, daß Wassertröpfchen die Materialbahn beschädigen,
sehr stark verringert wird. Man kann derartige Vorrichtungen dann auch über Kopf einsetzen,
d.h. den Dampf nach unten austreten lassen, was bisher nicht ohne weiteres möglich
war, weil Wasser aus kondensiertem Dampf auf die Bahn tropfen konnte.
[0010] In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Querschnitt des Verteilkanals größer als
die Summe der Querschnitte aller Versorgungsleitungen. Mit dieser Maßnahme wird auf
einfache Art und Weise erreicht, daß sich der Dampf im Verteilkanal zunächst gleichmäßig
ausbreitet, bevor er in die Dampfblaskammer eintritt. Durch die angegebene Dimensionierung
kann man den Querschnitt des Verteilkanals über die Breite der Einrichtung gleichmäßig
halten, ohne daß es hierbei zu Druckabfällen kommt, die die Versorgung der Dampfblaskammer
in bestimmten Abschnitten verschlechtern würde.
[0011] Auch ist bevorzugt, daß jede Versorgungsleitung mit einer Achse in die Dampfblaskammer
mündet, die im wesentlichen senkrecht auf einer der Versorgungsleitung gegenüberliegenden
Prallwand steht. Mit dieser Ausgestaltung wird eine zusätzliche Sicherheit erreicht.
Wassertröpfchen, die trotz aller bislang getroffenen Maßnahmen den Weg in die Dampfblaskammer
geschafft haben, werden an der Prallwand zunächst in den eintretenden Dampfstrahl
zurückreflektiert, wo sie mit großer Wahrscheinlichkeit verdampft werden. Darüber
hinaus hat diese Ausgestaltung erhebliche Vorteile bei der Verminderung des Geräuschpegels,
der beim Bedampfen der Materialbahn durch den ausströmenden Dampf entsteht.
[0012] Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Prallwand im wesentlichen unter einem rechten
Winkel zur Außenwand verläuft. Damit müßten Wassertröpfchen eine weitere Richtungsänderung
durchführen, bevor sie durch die Dampfaustrittsöffnungen austreten könnten. Für diese
Richtungsänderung ist aber eine gewisse Zeit erforderlich, die zu einer erhöhten Verweilzeit
der Wassertröpfchen in der Dampfblaskammer führt. In dieser Verweilzeit sind die Wassertröpfchen
aber mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit verdampft. Es muß hierbei betont werden, daß
durch den beheizten Verteilkanal das Risiko, daß Wassertröpfchen überhaupt in die
Dampfblaskammer gelangen können, bereits ganz drastisch reduziert worden ist. Die
hier angegebenen zusätzlichen Maßnahmen sind im Grunde genommen nur für seltene Ausnahmefälle
gedacht.
[0013] Vorzugsweise ragen die Versorgungsleitungen mit einer vorbestimmten Länge in das
Innere des Verteilkanals. Dampf kann daher nur aus dem Inneren des Verteilkanals entnommen
werden, nicht jedoch aus seinen Wandbereichen. Wassertröpfchen werden sich aufgrund
ihrer Masse aber hauptsächlich an den in Schwerkraft untenliegenden Wänden des Verteilkanals
niederschlagen, so daß davon auszugehen ist, daß im Inneren des Verteilkanals, also
in Abstand von seinen Wänden, ein im wesentlichen wasserfreier Dampf vorliegt. Darüber
hinaus läßt sich mit dieser Ausgestaltung auch eine Bedampfung nach unten durchführen.
In diesem Fall treten die Versorgungsleitungen nämlich nach unten aus dem Verteilkanal
aus. Durch das hinreinragende Ende der Versorgungsleitungen kann aber Wasser, das
sich im Verteilkanal an dessen Boden, d.h. der in Schwerkraftrichtung unten liegenden
Wand, sammelt, nicht in die Versorgungsleitung eintreten.
[0014] Vorzugsweise weisen die Versorgungsleitungen zwischen Verteilkanal und Dampfblaskammer
einen Bogen auf, der sich über etwa 90° erstreckt. Da auch die Versorgungsleitungen
im Inneren des Gehäuses aufgenommen und von Dampf umgeben sind, erreicht man mit dieser
Maßnahme eine kleine Verlängerung der Strecke, in der der Dampf durch eine beheizte
Umgebung geführt wird. Außerdem läßt sich mit diesem Bogen die gewünschte Richtung
des Dampfes beim Eintritt in die Dampfblaskammer auf einfache Weise erzeugen. Darüber
hinaus wird beim Durchströmen des Bogens das möglicherweise noch verbleibende Wasser
durch die Fliehkraft gegen die beheizte Bogenwand geschleudert und dann verdampft.
Nebenbei ergibt sich der vorteilhafte Effekt der Geräuschminderung.
[0015] Bevorzugterweise münden die Versorgungsleitungen in im wesentlichen gleichen Abständen
in die Dampfblaskammer. Mit dieser einfachen Maßnahme wird eine relativ gleichmäßige
Beschickung der Dampfblaskammer mit der Folge einer gleichmäßigen Bedampfung in Quermaschinenrichtung
erreicht.
[0016] Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Abstand zwischen dem Ende der Dampfblaskammer
und der Mündung der nächsten Versorgungsleitung in die Dampfblaskammer etwa halb so
groß ist wie der Abstand zwischen benachbarten Mündungen von Versorgungsleitungen.
Wenn man sich die Dampfblaskammer in Zonen unterteilt denkt, dann mündet jede Versorgungsleitung
etwa in der Mitte einer derartigen Zone. Auf diese Weise läßt sich eine gleichmäßige
Verteilung des Dampfes auf einfache Art und Weise sicherstellen.
[0017] Vorzugsweise weist der Verteilkanal eine Dampfzufuhr auf, wobei die Entfernung jeder
Versorgungsleitung von der Dampfzufuhr maximal die Hälfte der Länge des Verteilkanals
beträgt. Auch diese Maßnahme trägt zu einer Vergleichmäßigung der Dampfverteilung
in der Dampfblaskammer bei. Die Strecke, die der Dampf zurücklegen muß, wird so kurz
gehalten, wie dies mit einfachen Maßnahmen möglich ist.
[0018] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Gehäuse einen Heizdampfanschluß
und der Verteilkanal einen davon getrennten Prozeßdampfanschluß auf. Der Heizdampfanschluß
kann hierbei permanent unter Dampf gesetzt werden, wodurch das Innere des Gehäuses
mit heißem Dampf gefüllt wird. Dieser Dampf dient dann zur Beheizung des Verteilkanals
und auch zur Beheizung der Dampfblaskammer, die auch im Inneren des Gehäuses angeordnet
sein kann. Die Temperatur des Dampfes läßt sich über den Druck am Heizdampfanschluß
relativ einfach steuern. Die in den Verteilkanal eingespeiste Dampfmenge läßt sich
über den Prozeßdampfanschluß steuern, der hierzu mit einem Ventil versehen ist. Dieses
Ventil muß nicht mehr in unmittelbarer Nähe der Befeuchtungseinrichtung angeordnet
sein, was insbesondere bei beengten Platzverhältnissen etwa in Materialbahntaschen
bei der Umlenkung zwischen Walzenspalten, sehr vorteilhaft sei kann. Man kann vielmehr
eine längere Zuleitung in Kauf nehmen, und zwar auch mit dem Risiko, daß der darin
befindliche Dampf bei Produktionsunterbrechungen abkühlt und kondensiert. Bei der
Inbetriebnahme oder der Wieder-Inbetriebnahme der Befeuchtungseinrichtung wird dieses
Wasser zwar mit in die Dampfbefeuchtungseinrichtung eingetragen. Da diese aber beheizt
ist, insbesondere im Bereich ihres Verteilkanales, wird das Wasser dort weitgehend
verdampft.
[0019] Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Prozeßdampfanschluß einen im Inneren des
Gehäuses verlaufenden Eingangskanal aufweist, der über einen Verbindungskanal, der
etwa in der Mitte des Verteilkanals mündet, mit dem Verteilkanal verbunden ist. Der
Prozeßdampf wird dann bereits unmittelbar nach seinem Eintreffen im Gehäuse beheizt,
und zwar im Eingangskanal. Dies trägt zu einer weiteren Verminderung der Probleme
bei, die mit im Dampf mitgerissenen Wassertröpfchen entstehen können. Man muß lediglich
dafür sorgen, daß die Kapazität des Eingangskanals der Menge des zu erwartenden Wassers
angepaßt ist.
[0020] Besonders bevorzugt ist hier allerdings, daß der Eingangskanal als Dampftrockungsabschnitt
ausgebildet ist. Die Dampftrocknung kann hierbei beispielsweise dadurch bewirkt werden,
daß sich der Querschnitt des Eingangskanals gegenüber dem Prozeßdampfanschluß vergrößert.
Hierbei wird die Strömungsgeschwindigkeit des eintretenden Dampfes herabgesetzt und
Wasser, das mit dem Dampf in den Eingangskanal eintritt, kann sich relativ problemlos
auf dem Boden des Eingangskanales niederschlagen und absetzen.
[0021] Verbessern läßt sich die Wirkung in einer bevorzugten Ausgestaltung aber auch dadurch,
daß der Eingangskanal mindestens einen Richtungswechsel im Strömungspfad des Dampfes
bewirkt. Ein derartiger Richtungswechsel wird vom Dampf relativ problemlos mitgemacht.
Die Wassertröpfchen, die aufgrund ihrer Masse eine größere Trägheit haben, werden
sich aber einer derartigen Richtungsänderung zunächst widersetzen, d.h. die Wassertröpfchen
haben die Tendenz, geradeaus weiterzufliegen. Wenn man in dieser Bewegungsrichtung
beispielsweise eine Wand vorsieht, werden die Wassertröpfchen von dieser Wand aufgefangen
und können dann nach unten abfließen. Auf diese Weise werden Wassertröpfchen mechanisch
aus dem Dampf entfernt.
[0022] In einer alternativen oder zusätzlichen Maßnahme kann vorgesehen sein, daß der Verbindungskanal
im wesentlichen rechtwinklig vom Eingangskanal und eine vorbestimmte Strecke vor dessen
Ende abzweigt. Die Richtungsänderung, die durch den Verbindungskanal erzwungen wird,
bildet ein Hindernis für die Wassertröpfchen. Diese fliegen aufgrund der Trägheit
zunächst geradeaus weiter. Dadurch, daß der Eingangskanal noch eine kleine Strecke
hinter dem Abzweig des Verbindungskanals weitergeht, können die Wassertröpfchen ihre
Bewegungsrichtung auch beibehalten. Sie sammeln sich dann am Ende des Eingangskanals
in einer Art Sack und können dort abgeführt werden.
[0023] In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Verteilkanal mindestens
ein Eingangsventil aufweist, dessen dampfführende Teile im Inneren des Gehäuses angeordnet
sind, wobei Dampf durch das Eingangsventil aus dem Inneren des Gehäuses in den Verteilkanal
gelangt. In diesem Fall wird der Prozeßdampf, also der für die Behandlung der Materialbahn
verwendete Dampf, dem Heizdampf entnommen. Auch in dieser Ausgestaltung ist aber sichergestellt,
daß der Verteilkanal permanent von dem Dampf beheizt wird. In diesem Fall kann der
Dampf auch bei Produktionsunterbrechungen immer bis zur Dampfbefeuchtungseinrichtung
hin anstehen. Die Gefahr, daß sich der Dampf in einer Zuführleitung abkühlt und auskondensiert,
ist weitaus geringer. Dadurch, daß das Eingangsventil zumindest mit seinen dampfführenden
Teilen im Inneren des Gehäuses angeordnet ist, ist sichergestellt, daß diese Teile
ebenfalls permanent beheizt werden, so daß auch hier nicht die Gefahr besteht, daß
der Dampf abkühlt und auskondensiert.
[0024] Hierbei ist es besonders bevorzugt, daß je ein Eingangsventil im Bereich jedes Endes
des Verteilkanals angeordnet ist. Im Bereich der Enden steht in manchen Fällen mehr
Platz zur Verfügung als in der Mitte der Dampfbefeuchtungseinrichtung. Dadurch, daß
man zwei Eingangsventile verwendet, läßt sich eine relativ gleichmäßige Dampfverteilung
erreichen.
[0025] Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
- Fig. 1
- einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer Dampfbefeuchtungsvorrichtung,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf die Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Fig. 1,
- Fig. 3
- einen Teilschnitt III-III nach Fig. 1,
- Fig. 4
- einen Querschnitt durch eine zweite Ausgestaltung einer Dampfbefeuchtungseinrichtung,
- Fig. 5
- eine Ansicht V-V nach Fig. 4,
- Fig. 6
- eine schematische Ansicht der Dampfführung in der ersten Ausführungsform und
- Fig. 7
- eine schematische Ansicht der Dampfführung in der zweiten Ausführungsform.
[0026] Eine Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Innenraum 3 auf.
Eine Gehäusewand 4 ist U-förmig in den Innenraum 3 eingeformt. Diese Gehäusewand 4
bildet zusammen mit einem Diffusorblech 5 eine Dampfblaskammer 6. Das Diffusorblech
5 weist eine Vielzahl von Dampfaustrittsöffnungen 7 auf.
[0027] Die Dampfblaskammer 6 ist über eine Vielzahl von Versorgungsleitungen 8 mit einem
Verteilkanal 9 verbunden. Hierbei ist jede Versorgungsleitung 8 mit ihrer Mündung
10 so in die Dampfblaskammer 6 geführt, daß die Mündungsachse 11 im wesentlichen rechtwinklig
auf eine gegenüberliegende Wand der Dampfblaskammer 6, die im folgenden als Prallwand
12 bezeichnet wird, gerichtet ist. Die Prallwand 12 steht wiederum unter einem rechten
Winkel zum Diffusorblech 5.
[0028] Die Versorgungsleitung 8 ragt mit einer gewissen Länge 13 in das Innere des Verteilkanals
9 hinein. Dampf kann also nur aus dem Inneren des Verteilkanals 9 in die Versorgungsleitung
8 gelangen. Wasser, das sich möglicherweise an den Wänden des Verteilkanals 9 niederschlägt,
wird vom Eintritt in die Versorgungsleitung 8 abgehalten.
[0029] Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Verteilkanal 9 über einen Verbindungskanal
14, der eine Dampfzufuhr bildet, mit einem Eingangskanal 15 verbunden. Der Eingangskanal
15 weist einen Prozeßdampfanschluß 16 auf, über den Dampf, der zur Beaufschlagung
einer nicht dargestellten Materialbahn verwendet werden soll, dem Eingangskanal 15
zugeführt wird. Der Eingangskanal 15 ist hierbei als Dampftrocknungsabschnitt ausgebildet.
Die Dampftrocknung wird hier durch zwei Maßnahmen erreicht. Zum einen ist der Querschnitt
des Eingangskanals 15 wesentlich größer als der Querschnitt des Prozeßdampfanschlusses
16. Dies führt dazu, daß sich die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes im Eingangskanal
gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes im Prozeßdampfanschluß 16 vermindert,
so daß eventuell mitgeführtes Wasser nach unten fallen kann. Weiterhin sind im Eingangskanal
Zwischenwände 17 mit Öffnungen 18 vorgesehen, die, wie dies durch Pfeile 19 angedeutet
ist, den Dampf zu einer Richtungsänderung zwingen. Der Dampf kann eine Richtungsänderung
entsprechend den Pfeilen 19 relativ problemlos mitmachen. Mitgeführtes Wasser hat
aber aufgrund seiner größeren Trägheit das Bestreben, geradeaus weiterzufliegen. Es
trifft hierbei auf die Wände 17 und fließt dort in Schwerkraftrichtung nach unten
ab. In nicht dargestellter Weise kann für jede Wand eine Entwässerungsmöglichkeit
vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines Siphons. Stattdessen kann aber das abfließende
Wasser aller Wände 17 gesammelt und insgesamt abgeführt werden.
[0030] Als zusätzliche Maßnahme für das Trocknen des Dampfes ist vorgesehen, daß der Verbindungskanal
14 eine gewisse Strecke vor dem Ende des Eingangskanals 15 von diesem abzweigt und
zwar im wesentlichen rechtwinklig. Der Eingangskanal 15 bildet daher an seinem Ende
eine Art Sack 20, in dem verbleibende Wassertröpfchen aufgefangen werden können. Dort
ist in nicht dargestellter Weise eine Entwässerungsmöglichkeit vorgesehen.
[0031] Das Gehäuse 2 weist einen Heizdampfanschluß 21 auf, durch den der Innenraum 3 des
Gehäuses 2 unter Dampf gesetzt werden kann. In Abhängigkeit von dem Druck am Heizdampfanschluß
21 und damit von dem Druck des Dampfes im Innenraum 3 des Gehäuses 2 wird sich im
Innenraum 3 eine entsprechende Temperatur einstellen. Der im Innenraum 3 des Gehäuses
2 befindliche Dampf beheizt damit sowohl den Eingangskanal 15 als auch den Verteilkanal
19. Weiterhin werden die Versorgungsleitungen 8 und drei Wände der Dampfblaskammer
6 durch den Heizdampf beheizt. Selbst wenn also Wassertröpfchen durch den Prozeßdampfanschluß
16 in den Eingangskanal 15, den Verbindungskanal 14, den Verteilkanal 9, die Versorgungsleitungen
8 oder die Dampfblaskammer 6 gelangen, werden sie mit sehr großer Wahrscheinlichkeit
verdampft. Die Chance, daß sich noch Wasser im Dampf befindet, nimmt mit zunehmendem
Weg in Richtung auf die Dampfblaskammer 6 ab. So ist die Wahrscheinlichkeit, daß sich
noch Wasser im Dampf befindet, in der Dampfblaskammer praktisch null. Wassertröpfchen,
die den Weg bis dorthin geschafft haben, werden zunächst auf die beheizte Prallwand
12 treffen, wo sie verdampfen können. Falls sie nicht verdampfen, werden sie in den
ankommenden Dampfstrahl zurückreflektiert. Durch die dargestellte Ausbildung kann
man die Verweilzeit von Wassertröpfchen in der Dampfblaskammer so vergrößern, daß
sie mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit dort verdampft werden und nicht
mehr durch die Öffnungen 7 des Diffusorbleches 5 austreten können.
[0032] Der Verteilkanal 9 hat einen Querschnitt, der größer ist als die Summe der Querschnitte
aller Versorgungsleitungen 8. Daher wird sich im Verteilkanal 9 ein relativ gleichmäßiger
Dampfdruck aufbauen, der nicht mehr abhängig ist von der Entfernung vom Verbindungskanal
14. Eine derartige Abhängigkeit wird auch dadurch weitgehend entschärft, daß die maximale
Entfernung einer Versorgungsleitung 8 vom Verbindungskanal 14 die Hälfte der Länge
des Verteilkanals 9 beträgt. Die Strecke, die der Dampf vom Verbindungskanal 14 zur
weitest entfernten Versorgungsleitung 8 zurücklegen muß, wird dadurch so kurz wie
möglich gehalten.
[0033] Dadurch, daß der Eingangskanal 15 bis etwa in der Mitte des Verteilkanals 9 reicht,
muß der Dampf die Hälfte der Breite der Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 zurücklegen,
bevor er in den Verteilkanal 9 eintreten kann. Diese Strecke ist aber insgesamt bereits
beheizt, so daß im Dampf noch befindliches Wasser verdampfen kann. Weiteres Wasser,
das immer noch nicht verdampft oder durch die Zwischenwände 17 abgeschieden worden
ist, kann dann im Verteilkanal 9 verdampfen.
[0034] Schematisch dargestellt sind eine Vielzahl von Entwässerungsöffnungen 22, die aber
im Zusammenhang mit Dampfblaskästen bekannt sind. Sie können beispielsweise mit einem
Siphon oder einem entsprechenden Ventil verbunden sein, um Wasser ohne Druckverlust
abfließen zu lassen.
[0035] Eine derartige Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 kann mit einem nicht dargestellten
entfernten Ventil betrieben werden, das die Dampfabgabe durch die Dampfbefeuchtungseinrichtung
1 insgesamt steuert. Wenn dieses Ventil geschlossen wird, beispielsweise bei einer
Produktionsunterbrechung, wird die Leitung zwischen diesem nicht dargestellten Ventil
und der Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 abkühlen. Der darin enthaltene Dampf kann auskondensieren.
Beim Wiederanfahren der Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 wird dann die entsprechende
Menge Wasser, beispielsweise 0,5 oder 1 l, in den Eingangskanal 15 gelangen. Da dieser
als Dampftrocknungsabschnitt ausgebildet ist, wird das Wasser dort bereits im wesentlichen
entfernt werden, und zwar teilweise durch mechanische Maßnahmen, wie die Zwischenwände
17 und den Sack 20 und teilweise durch die Beheizung. Weiter verbleibendes Wasser
kann dann im Verteilkanal 9, der voll umfänglich beheizt ist, verdampfen.
[0036] Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem entsprechende Teile
mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Diese Teile werden, sofern keine
Abweichungen vorliegen, nicht mehr extra diskutiert.
[0037] Im Gegensatz zu der Ausgestaltung nach den Figuren 1 bis 3 ist die Dampfbefeuchtungseinrichtung
101 nun so angeordnet, daß die Bedampfung in Schwerkraftrichtung nach unten erfolgt.
Dementsprechend ist das Diffusorblech 105, das die Außenwand des Gehäuses 102 in diesem
Bereich bildet, in Schwerkraftrichtung unten angeordnet. Die Versorgungsleitung 108
tritt dementsprechend auch nach unten aus dem Verteilkanal 109 aus. Selbst dann, wenn
sich Wasser im Verteilkanal 109 ansammeln sollte, kann dieses Wasser aufgrund des
in den Verteilkanal 109 hineinragenden Endes 113 der Versorgungsleitung 108 nicht
in die Dampfblaskammer 106 abfließen.
[0038] Der Verteilkanal 109 weist keinen getrennten Prozeßdampfanschluß mehr auf. Vorgesehen
ist vielmehr nur noch ein einziger Dampfanschluß 121, der den Innenraum 103 des Gehäuses
102 mit Dampf beschickt.
[0039] Zur Versorgung des Verteilkanals 109 sind zwei Ventile 23 vorgesehen, deren dampfführende
Teile im Innenraum 103 des Gehäuses 102 angeordnet sind. Die Ventile 23 bilden Eingangsventile
für den Verteilkanal 109, d.h. sie steuern die Dampfzufuhr aus dem Innenraum 103 des
Gehäuses 102 in den Verteilkanal 109. Auch hier ist aber der Verteilkanal 109 permanent
und voll umfänglich von Dampf umgeben. Der Strömungsweg des Dampfes ist durch Pfeile
angedeutet.
[0040] Die Ventile 23 sind in diese Ausgestaltung im Bereich der beiden Enden des Verteilkanals
109 angeordnet, d.h. auch hier beträgt die maximale Entfernung vom Eintritt in den
Verteilkanal 109 bis zur Mündung der am weitesten entfernten Versorgungsleitung 108
maximal die Hälfte der Länge des Verteilkanals 109.
[0041] Wie ersichtlich ist, ist die Entfernung E zwischen benachbarten Mündungen der Versorgungsleitungen
108 in die Dampfblaskammer 106 im wesentlichen gleich. Der Abstand E' zwischen der
Versorgungsleitung 108, die dem Ende der Dampfblaskammer 106 am dichtesten benachbart
ist, beträgt etwa die Hälfte der Entfernung E. Die einzelnen Versorgungsleitungen
münden also immer in der Mitte von imaginären Zonen der Dampfblaskammer 106, die aber
weder einzeln unterteilt noch einzeln steuerbar sind.
[0042] Fig. 6 zeigt schematisch den Weg des Dampfes von einer Dampfquelle 25 zur Dampfbefeuchtungseinrichtung
1. Hinter der Dampfquelle 25, beispielsweise einem Dampfkessel, ist ein Druckregler
26 angeordnet, der in bekannter Weise ein Ventil 27 aufweist, das über einen von einem
Regler 28 gesteuerten Antrieb 29 den Druck am Ausgang 30 des Druckreglers 26 konstant
hält. Der Regler oder Umsetzer 28 erhält seine Meßwerte über einen Sensor 31.
[0043] Hinter dem Druckregler 26 verzweigt sich die Dampfleitung 32. Ein Zweig 33 ist direkt
mit dem Heizdampfanschluß 21 der Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 verbunden. Hier steht
also permanent Dampf an mit dem Druck der durch den Druckregler 26 vorgegeben ist.
[0044] Ein weiterer Zweig 34 steht mit dem Prozeßdampfanschluß 16 in Verbindung. In diesem
Zweig 34 ist ein Ventil 35 angeordnet, mit dem die Prozeßdampfzufuhr gesteuert wird,
mit anderen Worten, die Menge des auf die Materialbahn zu leitenden Dampfes.
[0045] Fig. 7 zeigt schematisch den Weg des Dampfes in der Ausgestaltung der Einrichtung
101 nach den Fig. 4 und 5. Auch hier ist wieder eine Dampfquelle 25 mit einem nachgeschalteten
Druckregler 26 vorgesehen. Der Ausgang 30 des Druckreglers ist über die Dampfleitung
32 unmittelbar mit dem Heizdampfanschluß 121 der Dampfbefeuchtungseinrichtung 101
verbunden. Wie dies in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, wird der über den Anschluß
121 zugeführte Dampf über die Ventile 23, die über eine gemeinsame Leitung 24 gemeinsam
angesteuert werden, der Dampfblaskammer 106 zugeführt.
[0046] Die Ventile 23, 25 sind als selbstschließende Ventile, beispielsweise als federschließende
Ventile, ausgebildet, die ohne Beaufschlagung durch eine entsprechende Steuerkraft
geschlossen bleiben. Sie sind bevorzugterweise als lineare Ventile ausgebildet, bei
denen die durchgelassene Dampfmenge linear mit dem Stellsignal für das Ventil 23,
25 zusammenhängt.
1. Dampfbefeuchtungseinrichtung mit einem Gehäuse, das einen Dampfanschluß aufweist und
in dem eine Dampfblaskammer angeordnet ist, die mit dem Gehäuse eine gemeinsame, mit
Dampfaustrittsöffnungen versehene Außenwand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
im Inneren (3, 103) des Gehäuses (2, 102) ein mit Dampf beschickbarer, allseits ständig
von Dampf umgebener Verteilkanal (9, 109) angeordnet ist, der mit der Dampfblaskammer
(6, 106) über mehrere, über die Länge des Gehäuses verteilte Versorgungsleitungen
8, 108 in Verbindung steht.
2. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt
des Verteilkanals (9, 109) größer ist als die Summe der Querschnitte aller Versorgungsleitungen
(8, 108).
3. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede
Versorgungsleitung (8, 108) mit einer Achse (11) in die Dampfblaskammer (6, 106) mündet,
die im wesentlichen senkrecht auf einer der Versorgungsleitung (8, 108) gegenüberliegenden
Prallwand (12, 112) steht.
4. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwand
(12, 112) im wesentlichen unter einem rechten Winkel zur Außenwand (5, 105) verläuft.
5. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Versorgungsleitungen (8, 108) mit einer vorbestimmten Länge (13, 113) in das
Innere des Verteilkanals (9, 109) hineinragen.
6. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Versorgungsleitungen (8, 108) zwischen Verteilkanal (9, 109) und Dampfblaskammer
(6, 106) einen Bogen aufweisen, der sich über etwa 90° erstreckt.
7. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Versorgungsleitungen (8, 108) in im wesentlichen gleichen Abständen in die
Dampfblaskammer (6, 106) münden.
8. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand
(E') zwischen dem Ende der Dampfblaskammer (6, 106) und der Mündung der nächsten Versorgungsleitung
(108) etwa halb so groß ist wie der Abstand (E) zwischen benachbarten Mündungen von
Versorgungsleitungen (8, 108).
9. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verteilkanal (9, 109) eine Dampfzufuhr (14, 23) aufweist, wobei die Entfernung
der Versorgungsleitung (8, 108) von der Dampfzufuhr (14, 23) maximal die Hälfte der
Länge des Verteilkanals (9, 109) beträgt.
10. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (2) einen Heizdampfanschluß (21) und der Verteilkanal (9) einen davon
getrennten Prozeßdampfanschluß (16) aufweist.
11. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeßdampfanschluß
(16) einen im Inneren (3) des Gehäuses (2) verlaufenden Eingangskanal (15) aufweist,
der über einen Verbindungskanal (14) der etwa in der Mitte des Verteilkanals (9) mündet,
mit dem Verteilkanal (9) verbunden ist.
12. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskanal
(15) als Dampftrocknungsabschnitt ausgebildet ist.
13. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangskanal
(15) mindestens einen Richtungswechsel im Strömungspfad (19) des Dampfes bewirkt.
14. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verbindungskanal (14) im wesentlichen rechtwinklig vom Eingangs kanal (15)
und eine vorbestimmte Strecke vor dessen Ende (20) abzweigt.
15. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verteilkanal (109) mindestens ein Eingangsventil (23) aufweist, dessen dampfführende
Teile im Inneren (103) des Gehäuses (102) angeordnet sind, wobei Dampf durch das Eingangs
ventil (23) aus dem Inneren (103) des Gehäuses (102) in den Verteilkanal (109) gelangt.
16. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß je ein
Eingangsventil (23) im Bereich jedes Ende des Verteilkanals (109) angeordnet ist.