DE102008038215A1

DE102008038215A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trocknung einer Papierbahn

Info

Publication number: DE102008038215A1
Application number: DE200810038215
Authority: DE
Inventors: Thomas Ehben; Jürgen MIELKE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2010-02-25
Also published as: EP2315872B1; WO2010020485A1; EP2315872A1; ES2402565T3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung einer Papierbahn. Um den Wirkungsgrad bei der Trocknung einer Papierbahn zu verbessern, wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei dem bzw. der von zumindest einem Sender ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt und die Papierbahn zumindest einmal durch das Wechselfeld geführt wird. Der energetische Wirkungsgrad ist beim vorgeschlagenen Verfahren sehr hoch, da außer dem Wasser im Papier kein energieabsorbierendes Medium erwärmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung einer Papierbahn.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung kommt auf dem Gebiet der Papierherstellung zum Einsatz. Bei der Papierherstellung ist die Trocknung ein wichtiger Teilprozess. Die Trocknung ist verfahrenstechnisch bedingt wegen der Herstellung des Papiers durch Absetzen von Fasern aus wässriger Lösung.
Die Trocknung erfolgt bisher in einer Trockenpartie, einem wichtigen Bestandteil von Papiermaschinen. In der Trockenpartie wird das Papier als laufendes Band um mehrere rotierende Trommeln geleitet, die so genannten Yankee-Zylinder. Durch diese Trommeln geleiteter heißer Dampf erwärmt dabei deren Oberfläche und die damit in Kontakt befindlichen Teile der Papierbahn. Dadurch verdampft im Papier befindliches Wasser. Dieses Verfahren ist mit einem hohen maschinellen Aufwand verbunden. Der thermische Wirkungsgrad ist wegen der im Dampf enthaltenen Restwärme gering. Außerdem ist der Platzbedarf von Trockenpartien erheblich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung anzugeben, mittels dem bzw. der der Wirkungsgrad bei der Trocknung einer Papierbahn verbessert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur elektromagnetischen Trocknung einer Papierbahn, wobei von zumindest einem Sender ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt und die Papierbahn zumindest einmal durch das Wechselfeld geführt wird.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Trocknung einer Papierbahn mit zumindest einem Sender, mittels dem ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugbar ist, und zumindest zwei Trommeln, die derart angeordnet sind, dass die Papierbahn zumindest einmal durch das Wechselfeld führbar ist.
Dadurch, dass bei der erfindungsgemäßen Lösung die Trocknung der Papierbahn durch ein elektromagnetisches Wechselfeld erfolgt, ist für die Papiertrocknung kein Dampf mehr erforderlich, so dass sämtliche Komponenten zur Dampferzeugung und -führung in der Papiermaschine entfallen können. Der apparative Aufbau ist relativ einfach und kompakt realisierbar. Die für die Wellenerzeugung erforderlichen Komponenten lassen sich aus der bewährten Mikrowellen- und Radartechnik ableiten. Die Elektronik für Felderzeugung und -steuerung nimmt nur sehr wenig Platz in Anspruch. Außerdem kann die gesamte Trockenpartie kompakter aufgebaut werden, da sich durch die Verwendung hoher Feldstärken hohe Energiedichten erreichen lassen. Der energetische Wirkungsgrad ist beim vorgeschlagenen Verfahren sehr hoch, da außer dem Wasser im Papier kein energieabsorbierendes Medium erwärmt wird. Das Verfahren ist besonders papierschonend, da es nur sehr selektiv das Wasser im Papier erwärmt.
In einer vorteilhaften Form der Ausgestaltung wird das Wechselfeld zwischen dem zumindest einen Sender und zumindest einem Reflektor erzeugt. Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad noch weiter erhöht werden, da die vom Sender ausgestrahlte Energie, soweit sie nicht vom in der Papierbahn enthaltenen Wasser absorbiert wird, zumindest einmal reflektiert wird und somit erneut zum Wechselfeld beiträgt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wirkt zumindest ein Sender zugleich als Reflektor. Hierdurch wird der apparative Aufbau weiter vereinfacht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird als Wechselfeld eine stehende Welle erzeugt. Dieses Ausführungsbeispiel kann am einfachsten z. B. durch einen Sender und ei nen Reflektor oder alternativ durch zwei sich gegenüberliegende Sender, die gleichzeitig als Reflektor fungieren, realisiert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird dabei die Papierbahn zumindest einmal durch einen Wellenbauch der stehenden Welle geführt. In besonders vorteilhafter Weise wird die Wellenlänge so eingestellt, dass sie einem ganzzahligen Vielfachen des Trommelabstands in Wellenausbreitungsrichtung entspricht, wobei die Trommeln relativ zu dem zumindest einen Sender und dem zumindest einen Reflektor so angeordnet werden, dass die Papierbahn im Bereich der Wellenbäuche (Wellenberge) verläuft. Durch die Verwendung einer stehenden Welle und die Platzierung des Papiers in den Wellenbäuchen ist das Verhältnis zwischen aufgewendeter Feldstärke und Energieabsorption optimal.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Papiertrocknung, bei der die Papierbahn in den Wellenbäuchen einer durch einen Sender und einen Reflektor erzeugten stehenden Welle geführt wird,
2 eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Papiertrocknung, bei der die Papierbahn in den Wellenbäuchen einer durch zwei zugleich reflektierende Sender erzeugten stehenden Welle geführt wird.
1 zeigt eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Trocknung einer Papierbahn 1, die als anfangs nasses Band mehrfach ein elektromagnetisches Wechselfeld 3 durchläuft. Durch die Absorption von Strahlungsenergie durch das Wasser im Papier 1 wird dieses erwärmt und verdunstet bzw. verdampft. Trockenes Papier 1 bleibt zurück, das kaum Strahlungsenergie absorbiert, wodurch das Verfahren besonders selektiv und damit papierschonend ist.
Die Papierbahn 1 verläuft zwischen einem elektromagnetischen Sender 2 und einem Reflektor 4, die gemeinsam eine stehende Welle 3 erzeugen. Die Wellenlänge wird vorteilhafterweise so eingestellt, dass sie einem ganzzahligen Vielfachen des Trommelabstands in Wellenausbreitungsrichtung entspricht. Die Trommeln 5 werden relativ zu Sender 2 und Reflektor 4 so angeordnet, dass die Papierbahn 1 im Bereich von Wellenbergen (Wellenbäuchen) verläuft.
Der energetische Wirkungsgrad ist beim erfindungsgemäßen Verfahren sehr hoch, da außer dem Wasser im Papier 1 kein energieabsorbierendes Medium erwärmt wird. Durch die Verwendung einer stehenden Welle 3 und die Platzierung des Papiers 1 in den Wellenbäuchen ist das Verhältnis zwischen aufgewendeter Feldstärke und Energieabsorption optimal. Dabei kommt es kaum zu einer unerwünschten elektromagnetischen Abstrahlung.
2 zeigt eine Vorrichtung zur elektromagnetischen Trocknung einer Papierbahn 1, die gleich aufgebaut ist wie die in 1 dargestellte Vorrichtung. Lediglich anstelle des Reflektors 4 in der vorherigen Figur ist ein zweiter Sender 6 eingebaut, der zugleich als Reflektor 6 fungiert. Auf diese Weise kann die Energiedichte im elektromagnetischen Wechselfeld erhöht werden. Besonders vorteilhaft ist dafür eine Ausführungsform (nicht dargestellt), bei der auch der ”normale” Sender 2 reflektierend ausgebildet ist. Für eine Erläuterung der weiteren Bezugszeichen siehe unter 1.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trocknung einer Papierbahn. Um den Wirkungsgrad bei der Trocknung einer Papierbahn zu verbessern, wird ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung vorgeschlagen, bei dem bzw. der von zumindest einem Sender ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt und die Papierbahn zumindest einmal durch das Wechselfeld geführt wird. Der energetische Wirkungsgrad ist beim vorgeschlagenen Verfahren sehr hoch, da außer dem Wasser im Papier kein energieabsorbierendes Medium erwärmt wird.

Claims

Verfahren zur elektromagnetischen Trocknung einer Papierbahn (1), wobei von zumindest einem Sender (2, 6) ein elektromagnetisches Wechselfeld (3) erzeugt und die Papierbahn (1) zumindest einmal durch das Wechselfeld (3) geführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Wechselfeld (3) zwischen dem zumindest einen Sender (2, 6) und zumindest einem Reflektor (4, 6) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei zumindest ein Sender (6) zugleich als Reflektor (6) wirkt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei als Wechselfeld (3) eine stehende Welle erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Papierbahn (1) zumindest einmal durch einen Wellenbauch der stehenden Welle (3) geführt wird.
Vorrichtung zur elektromagnetischen Trocknung einer Papierbahn (1) mit zumindest einem Sender (2, 6), mittels dem ein elektromagnetisches Wechselfeld (3) erzeugbar ist, und zumindest zwei Trommeln (5), die derart angeordnet sind, dass die Papierbahn (1) zumindest einmal durch das Wechselfeld (3) führbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 mit zumindest einem Reflektor (4, 6), wobei das Wechselfeld (3) zwischen diesem und dem zumindest einen Sender (2, 6) erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei zumindest ein Sender (6) zugleich als Reflektor (6) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, wobei als Wechselfeld (3) eine stehende Welle erzeugbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Papierbahn (1) zumindest einmal durch einen Wellenbauch der stehenden Welle (3) führbar ist.