DE19500752C1 - Dampfbefeuchtungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dampfbefeuchtungseinrich­ tung mit einem Gehäuse, das einen Dampfanschluß auf­ weist und in dem eine Dampfblaskammer angeordnet ist, die mit dem Gehäuse eine gemeinsame, mit Dampfaus­ trittsöffnungen versehene Außenwand aufweist.

Derartige Dampfbefeuchtungseinrichtungen dienen dazu, vorbeilaufende Materialbahnen mit Dampf zu beaufschla­ gen, um deren Feuchtigkeit und Temperatur zu erhöhen. Ein weitverbreiteter Anwendungsbereich ist hierbei die Herstellung oder Bearbeitung von Papierbahnen, bei de­ nen derartige Dampfbefeuchtungseinrichtungen in Verbin­ dung mit Kalandern oder anderen Walzenanordnungen ver­ wendet werden. Die Papierbahn wird hier vor dem Durch­ laufen eines Walzenspaltes mit Dampf beaufschlagt, um den Glanz oder die Glätte zu verbessern, den Bulk oder die Dichte zu verändern oder die Feuchtigkeit zu erhö­ hen.

Eine bekannte Dampfbefeuchtungseinrichtung (DE 43 09 076 A1), die als Dampfsprührohr ausgebildet ist, weist eine Dampfblaskammer auf, die über die Brei­ te (in Richtung einer vorbeilaufenden Materialbahn ge­ sehen), 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. Zwi­ schen dem Ventil und der Dampfblaskammer ist ein Be­ schleunigungskanal angeordnet, aus dem eine vorbestimm­ te Strecke vor seinem Ende ein Versorgungskanal zur Dampfblaskammer abzweigt.

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 Dampf­ blaskammer aufweist. Der in die Dampfblaskammer eintre­ tende Dampf wurde zuvor zum Beheizen mindestens einer Wand der Dampfblaskammer verwendet. Der Dampf wurde vor seiner Verwendung in einem Dampftrocknungsabschnitt ge­ trocknet.

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 aufwen­ dig und damit teuer machen. Wenn für die Beaufschlagung einer Materialbahnseite eine einzelne Befeuchtungsein­ richtung nicht ausreichte beispielsweise weil sie an der Grenze ihrer Kapazität betrieben wird, werden viel­ fach zwei oder mehr Befeuchtungseinrichtungen verwen­ det. In diesem Fall ist es aber nicht mehr notwendig, alle Befeuchtungseinrichtungen mit getrennten steuer­ baren Zonen auszurüsten. Hier reicht es vielmehr aus, die von der Dampfbefeuchtungseinrichtung abgegebene Dampfmenge insgesamt verändern zu können. Die Ver­ gleichmäßigung in Quermaschinenrichtung, also quer zur vorbeilaufenden Materialbahn kann dann mit einer ein­ zigen, zonenweise steuerbaren Dampfbefeuchtungseinrich­ tung erreicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dampf­ befeuchtungseinrichtung anzugeben, die ohne zonenweise Steuerung zuverlässig betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Dampfbefeuchtungseinrich­ tung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß im Inneren des Gehäuses ein mit Dampf beschickbarer, all­ seits ständig von Dampf umgebener Verteilkanal angeord­ net ist, der mit der Dampfblaskammer über mehrere, über die Länge des Gehäuses verteilten Versorgungsleitungen in Verbindung steht.

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 Verteil­ kanals im Gehäuse bedingt sein können. Der Verteilkanal ist ständig beheizt, also auch bei Betriebsunterbre­ chungen. Nach Stillständen, bei denen auch die Dampf­ befeuchtungseinrichtung abgestellt wird, ist zunächst eine Aufheizphase erforderlich, in der der Verteilkanal ständig von Dampf umgeben ist, bevor die Materialbahn durch die Dampfbefeuchtungseinrichtung mit Dampf beauf­ schlagt wird.

Mit dieser Ausgestaltung wird einerseits erreicht, daß der Dampf über die Breite der Befeuchtungseinrichtung relativ gleichmäßig abgegeben werden kann. Der Verteil­ kanal sorgt nämlich dafür, daß der Dampf zunächst ein­ mal 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 Ver­ teilkanal aber noch ein weiterer positiver Effekt er­ reicht. Im Gegensatz zu zonenweise gesteuerten Dampf­ blaskästen, bei denen an jeder Zone ein Ventil ange­ bracht ist, das die Zufuhr von Dampf in die Zone steu­ ert, 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 Zo­ nen unmittelbar benachbart sein. Bei einer Betriebsun­ terbrechung, wie sie beispielsweise beim Auswechseln einer Walze in einem Kalander, dem Wechsel einer Mate­ rialbahnrolle 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, zu­ nächst 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 Ge­ fahr, daß der vorbeiströmende Dampf Wassertröpfchen mitreißt und sie auf die Materialbahn transportiert. Da der Dampf mit recht hohen Geschwindigkeiten auf die Ma­ terialbahn geblasen werden soll, um auch bei schnell laufenden Materialbahnen die gewünschte Dampfmenge auf­ bringen zu können, führt dies zu einer entsprechend hohen Geschwindigkeit der Wassertröpfchen. Die Wasser­ tröpfchen wirken dann wie Geschosse, die die Material­ bahn perforieren oder auf andere Art beschädigen kön­ nen. 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 mit­ führen sollte, wird dieses Wasser mit großer Wahr­ scheinlichkeit spätestens im Verteilkanal verdampft. Man kann also eine derartige Dampfbefeuchtungseinrich­ tung 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 stän­ dig beheizt und damit auf einer hohen Temperatur gehal­ ten wird, wird beim Wiederanfahren der Prozeßdampf spä­ testens in dem Verteilkanal wieder so weit erwärmt, daß Wasser verdampfen kann, so daß die Gefahr, daß Wasser­ tröpfchen die Materialbahn beschädigen, sehr stark ver­ ringert wird. Man kann derartige Vorrichtungen dann auch über Kopf einsetzen, d. h. den Dampf nach unten austreten lassen, was bisher nicht ohne weiteres mög­ lich war, weil Wasser aus kondensiertem Dampf auf die Bahn tropfen konnte.

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 angegebe­ ne Dimensionierung kann man den Querschnitt des Ver­ teilkanals über die Breite der Einrichtung gleichmäßig halten, ohne daß es hierbei zu Druckabfällen kommt, die die Versorgung der Dampfblaskammer in bestimmten Ab­ schnitten verschlechtern würde.

Auch ist bevorzugt, daß jede Versorgungsleitung mit einer Achse in die Dampfblaskammer mündet, die im we­ sentlichen senkrecht auf einer der Versorgungsleitung gegenüberliegenden Prallwand steht. Mit dieser Ausge­ staltung wird eine zusätzliche Sicherheit erreicht. Wassertröpfchen, die trotz aller bislang getroffenen Maßnahmen den Weg in die Dampfblaskammer geschafft ha­ ben, werden an der Prallwand zunächst in den eintreten­ den Dampfstrahl zurückreflektiert, wo sie mit großer Wahrscheinlichkeit verdampft werden. Darüber hinaus hat diese Ausgestaltung erhebliche Vorteile bei der Vermin­ derung des Geräuschpegels, der beim Bedampfen der Mate­ rialbahn durch den ausströmenden Dampf entsteht.

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 erforder­ lich, die zu einer erhöhten Verweilzeit der Wassertröp­ fchen in der Dampfblaskammer führt. In dieser Verweil­ zeit sind die Wassertröpfchen aber mit sehr hoher Wahr­ scheinlichkeit verdampft. Es muß hierbei betont werden, daß durch den beheizten Verteilkanal das Risiko, daß Wassertröpfchen überhaupt in die Dampfblaskammer gelan­ gen können, bereits ganz drastisch reduziert worden ist. Die hier angegebenen zusätzlichen Maßnahmen sind im Grunde genommen nur für seltene Ausnahmefälle ge­ dacht.

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 Wandberei­ chen. 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 was­ serfreier Dampf vorliegt. Darüber hinaus läßt sich mit dieser Ausgestaltung auch eine Bedampfung nach unten durchführen. In diesem Fall treten die Versorgungslei­ tungen 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 eintre­ ten.

Vorzugsweise weisen die Versorgungsleitungen zwischen Verteilkanal und Dampfblaskammer einen Bogen auf, der sich über etwa 90° erstreckt. Da auch die Versorgungs­ leitungen 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 ein­ fache Weise erzeugen. Darüber hinaus wird beim Durch­ strömen des Bogens das möglicherweise noch verbleibende Wasser durch die Fliehkraft gegen die beheizte Bogen­ wand geschleudert und dann verdampft. Nebenbei ergibt sich der vorteilhafte Effekt der Geräuschminderung.

Bevorzugterweise münden die Versorgungsleitungen in im wesentlichen gleichen Abständen in die Dampfblaskammer. Mit dieser einfachen Maßnahme wird eine relativ gleich­ mäßige Beschickung der Dampfblaskammer mit der Folge einer gleichmäßigen Bedampfung in Quermaschinenrichtung erreicht.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Abstand zwi­ schen 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 derar­ tigen Zone. Auf diese Weise läßt sich eine gleichmäßige Verteilung des Dampfes auf einfache Art und Weise si­ cherstellen.

Vorzugsweise weist der Verteilkanal eine Dampfzufuhr auf, wobei die Entfernung jeder Versorgungsleitung von der Dampfzufuhr maximal die Hälfte der Länge des Ver­ teilkanals beträgt. Auch diese Maßnahme trägt zu einer Vergleichmäßigung der Dampfverteilung in der Dampfblas­ kammer bei. Die Strecke, die der Dampf zurücklegen muß, wird so kurz gehalten, wie dies mit einfachen Maßnahmen möglich ist.

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 an­ geordnet sein kann. Die Temperatur des Dampfes läßt sich über den Druck am Heizdampfanschluß relativ ein­ fach steuern. Die in den Verteilkanal eingespeiste Dampfmenge läßt sich über den Prozeßdampfanschluß steu­ ern, der hierzu mit einem Ventil versehen ist. Dieses Ventil muß nicht mehr in unmittelbarer Nähe der Be­ feuchtungseinrichtung angeordnet sein, was insbesondere bei beengten Platzverhältnissen etwa in Materialbahnta­ schen 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 Produktionsunter­ brechungen abkühlt und kondensiert. Bei der Inbe­ triebnahme oder der Wieder-Inbetriebnahme der Befeuch­ tungseinrichtung wird dieses Wasser zwar mit in die Dampfbefeuchtungseinrichtung eingetragen. Da diese aber beheizt ist, insbesondere im Bereich ihres Verteilkana­ les, wird das Wasser dort weitgehend verdampft.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß der Prozeßdampf­ anschluß einen im Inneren des Gehäuses verlaufenden Eingangskanal aufweist, der über einen Verbindungska­ nal, 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 Kapazi­ tät des Eingangskanals der Menge des zu erwartenden Wassers angepaßt ist.

Besonders bevorzugt ist hier allerdings, daß der Ein­ gangskanal als Dampftrocknungsabschnitt ausgebildet ist. Die Dampftrocknung kann hierbei beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß sich der Querschnitt des Eingangs­ kanals gegenüber dem Prozeßdampfanschluß vergrößert. Hierbei wird die Strömungsgeschwindigkeit des eintre­ tenden Dampfes herabgesetzt und Wasser, das mit dem Dampf in den Eingangskanal eintritt, kann sich relativ problemlos auf dem Boden des Eingangskanales nieder­ schlagen und absetzen.

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 Wasser­ tröpfchen, die aufgrund ihrer Masse eine größere Träg­ heit haben, werden sich aber einer derartigen Rich­ tungsänderung zunächst widersetzen, d. h. die Wasser­ tröpfchen haben die Tendenz, geradeaus weiterzufliegen. Wenn man in dieser Bewegungsrichtung beispielsweise eine Wand vorsieht, werden die Wassertröpfchen von die­ ser Wand aufgefangen und können dann nach unten abflie­ ßen. Auf diese Weise werden Wassertröpfchen mechanisch aus dem Dampf entfernt.

In einer alternativen oder zusätzlichen Maßnahme kann vorgesehen sein, daß der Verbindungskanal im wesentli­ chen rechtwinklig vom Eingangskanal und eine vorbe­ stimmte Strecke vor dessen Ende abzweigt. Die Rich­ tungsänderung, 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 wei­ tergeht, können die Wassertröpfchen ihre Bewegungsrich­ tung auch beibehalten. Sie sammeln sich dann am Ende des Eingangskanals in einer Art Sack und können dort abgeführt werden.

In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgese­ hen, daß der Verteilkanal mindestens ein Eingangsventil aufweist, dessen dampfführende Teile im Inneren des Gehäuses angeordnet sind, wobei Dampf durch das Ein­ gangsventil aus dem Inneren des Gehäuses in den Ver­ teilkanal gelangt. In diesem Fall wird der Prozeßdampf, also der für die Behandlung der Materialbahn verwendete Dampf, dem Heizdampf entnommen. Auch in dieser Ausge­ staltung ist aber sichergestellt, daß der Verteilkanal permanent von dem Dampf beheizt wird. In diesem Fall kann der Dampf auch bei Produktionsunterbrechungen im­ mer bis zur Dampfbefeuchtungseinrichtung hin anstehen. Die Gefahr, daß sich der Dampf in einer Zuführleitung abkühlt und auskondensiert, ist weitaus geringer. Da­ durch, daß das Eingangsventil zumindest mit seinen dampfführenden Teilen im Inneren des Gehäuses angeord­ net ist, ist sichergestellt, daß diese Teile ebenfalls permanent beheizt werden, so daß auch hier nicht die Gefahr besteht, daß der Dampf abkühlt und auskonden­ siert.

Hierbei ist es besonders bevorzugt, daß je ein Ein­ gangsventil 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.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erste Ausführungs­ form einer Dampfbefeuchtungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Dampfbefeuchtungsein­ richtung nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilschnitt III-III nach Fig. 1,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine zweite Ausgestal­ tung 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.

Eine Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Innenraum 3 auf. Eine Gehäusewand 4 ist U-förmig in den Innenraum 3 eingeformt. Diese Gehäuse­ wand 4 bildet zusammen mit einem Diffusorblech 5 eine Dampfblaskammer 6. Das Diffusorblech 5 weist eine Viel­ zahl von Dampfaustrittsöffnungen 7 auf.

Die Dampfblaskammer 6 ist über eine Vielzahl von Ver­ sorgungsleitungen 8 mit einem Verteilkanal 9 verbunden. Hierbei ist jede Versorgungsleitung 8 mit ihrer Mündung 10 so in die Dampfblaskammer 6 geführt, daß die Mün­ dungsachse 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 rech­ ten Winkel zum Diffusorblech 5.

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 mögli­ cherweise an den Wänden des Verteilkanals 9 nieder­ schlägt, wird vom Eintritt in die Versorgungsleitung 8 abgehalten.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Verteilkanal 9 über einen Verbindungskanal 14, der eine Dampfzufuhr bildet, mit einem Eingangskanal 15 verbun­ den. Der Eingangskanal 15 weist einen Prozeßdampfan­ schluß 16 auf, über den Dampf, der zur Beaufschlagung einer nicht dargestellten Materialbahn verwendet werden soll, dem Eingangskanal 15 zugeführt wird. Der Ein­ gangskanal 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 Ein­ gangskanal 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 entspre­ chend den Pfeilen 19 relativ problemlos mitmachen. Mit­ geführtes 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 dargestell­ ter Weise kann für jede Wand eine Entwässerungsmöglich­ keit vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines Si­ phons. Stattdessen kann aber das abfließende Wasser aller Wände 17 gesammelt und insgesamt abgeführt wer­ den.

Als zusätzliche Maßnahme für das Trocknen des Dampfes ist vorgesehen, daß der Verbindungskanal 14 eine gewis­ se Strecke vor dem Ende des Eingangskanals 15 von die­ sem abzweigt und zwar im wesentlichen rechtwinklig. Der Eingangskanal 15 bildet daher an seinem Ende eine Art Sack 20, in dem verbleibende Wassertröpfchen aufgefan­ gen werden können. Dort ist in nicht dargestellter Wei­ se eine Entwässerungsmöglichkeit vorgesehen.

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 Damp­ fes im Innenraum 3 des Gehäuses 2 wird sich im Innen­ raum 3 eine entsprechende Temperatur einstellen. Der im Innenraum 3 des Gehäuses 2 befindliche Dampf beheizt damit sowohl den Eingangskanal 15 als auch den Verteil­ kanal 19. Weiterhin werden die Versorgungsleitungen 8 und drei Wände der Dampfblaskammer 6 durch den Heiz­ dampf beheizt. Selbst wenn also Wassertröpfchen durch den Prozeßdampfanschluß 16 in den Eingangskanal 15, den Verbindungskanal 14, den Verteilkanal 9, die Versor­ gungsleitungen 8 oder die Dampfblaskammer 6 gelangen, werden sie mit sehr großer Wahrscheinlichkeit ver­ dampft. Die Chance, daß sich noch Wasser im Dampf be­ findet, nimmt mit zunehmendem Weg in Richtung auf die Dampfblaskammer 6 ab. So ist die Wahrscheinlichkeit, daß sich noch Wasser im Dampf befindet, in der Dampf­ blaskammer praktisch null. Wassertröpfchen, die den Weg bis dorthin geschafft haben, werden zunächst auf die beheizte Prallwand 12 treffen, wo sie verdampfen kön­ nen. Falls sie nicht verdampfen, werden sie in den an­ kommenden Dampfstrahl zurückreflektiert. Durch die dar­ gestellte Ausbildung kann man die Verweilzeit von Was­ sertröpfchen in der Dampfblaskammer so vergrößern, daß sie mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit dort verdampft werden und nicht mehr durch die Öffnun­ gen 7 des Diffusorbleches 5 austreten können.

Der Verteilkanal 9 hat einen Querschnitt, der größer ist als die Summe der Querschnitte aller Versorgungs­ leitungen 8. Daher wird-sich im Verteilkanal 9 ein re­ lativ gleichmäßiger Dampfdruck aufbauen, der nicht mehr abhängig ist von der Entfernung vom Verbindungskanal 14. Eine derartige Abhängigkeit wird auch dadurch weit­ gehend 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 entfern­ ten Versorgungsleitung 8 zurücklegen muß, wird dadurch so kurz wie möglich gehalten.

Dadurch, daß der Eingangskanal 15 bis etwa in der Mitte des Verteilkanals 9 reicht, muß der Dampf die Hälfte der Breite der Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 zurück­ legen, 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.

Schematisch dargestellt sind eine Vielzahl von Entwäs­ serungsöffnungen 22, die aber im Zusammenhang mit Dampfblaskästen bekannt sind. Sie können beispielsweise mit einem Siphon oder einem entsprechenden Ventil ver­ bunden sein, um Wasser ohne Druckverlust abfließen zu lassen.

Eine derartige Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 kann mit einem nicht dargestellten entfernten Ventil betrieben werden, das die Dampfabgabe durch die Dampfbefeuch­ tungseinrichtung 1 insgesamt steuert. Wenn dieses Ven­ til geschlossen wird, beispielsweise bei einer Produk­ tionsunterbrechung, wird die Leitung zwischen diesem nicht dargestellten Ventil und der Dampfbefeuchtungs­ einrichtung 1 abkühlen. Der darin enthaltene Dampf kann auskondensieren. Beim Wiederanfahren der Dampfbefeuch­ tungseinrichtung 1 wird dann die entsprechende Menge Wasser, beispielsweise 0,5 oder 1 l, in den Eingangs­ kanal 15 gelangen. Da dieser als Dampftrocknungsab­ schnitt 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. Wei­ ter verbleibendes Wasser kann dann im Verteilkanal 9, der voll umfänglich beheizt ist, verdampfen.

Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem entsprechende Teile mit um 100 erhöhten Bezugs­ zeichen versehen sind. Diese Teile werden, sofern keine Abweichungen vorliegen, nicht mehr extra diskutiert.

Im Gegensatz zu der Ausgestaltung nach den Fig. 1 bis 3 ist die Dampfbefeuchtungseinrichtung 101 nun so angeordnet, daß die Bedampfung in Schwerkraftrichtung nach unten erfolgt. Dementsprechend ist das Diffusor­ blech 105, das die Außenwand des Gehäuses 102 in diesem Bereich bildet, in Schwerkraftrichtung unten angeord­ net. 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 Verteil­ kanal 109 hineinragenden Endes 113 der Versorgungslei­ tung 108 nicht in die Dampfblaskammer 106 abfließen.

Der Verteilkanal 109 weist keinen getrennten Prozeß­ dampfanschluß mehr auf. Vorgesehen ist vielmehr nur noch ein einziger Dampfanschluß 121, der den Innenraum 103 des Gehäuses 102 mit Dampf beschickt.

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.

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 weite­ sten entfernten Versorgungsleitung 108 maximal die Hälfte der Länge des Verteilkanals 109.

Wie ersichtlich ist, ist die Entfernung E zwischen be­ nachbarten 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 ein­ zelnen Versorgungsleitungen münden also immer in der Mitte von imaginären Zonen der Dampfblaskammer 106, die aber weder einzeln unterteilt noch einzeln steuerbar sind.

Fig. 6 zeigt schematisch den Weg des Dampfes von einer Dampfquelle 25 zur Dampfbefeuchtungseinrichtung 1. Hin­ ter der Dampfquelle 25, beispielsweise einem Dampfkes­ sel, ist ein Druckregler 26 angeordnet, der in bekann­ ter 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 Reg­ ler oder Umsetzer 28 erhält seine Meßwerte über einen Sensor 31.

Hinter dem Druckregler 26 verzweigt sich die Dampflei­ tung 32. Ein Zweig 33 ist direkt mit dem Heizdampfan­ schluß 21 der Dampfbefeuchtungseinrichtung 1 verbunden. Hier steht also permanent Dampf an mit dem Druck der durch den Druckregler 26 vorgegeben ist.

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 Materi­ albahn zu leitenden Dampfes.

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 unmit­ telbar mit dem Heizdampfanschluß 121 der Dampfbefeuch­ tungseinrichtung 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.

Die Ventile 23, 25 sind als selbstschließende Ventile, beispielsweise als federschließende Ventile, ausgebil­ det, die ohne Beaufschlagung durch eine entsprechende Steuerkraft geschlossen bleiben. Sie sind bevorzugter­ weise als lineare Ventile ausgebildet, bei denen die durchgelassene Dampfmenge linear mit dem Stellsignal für das Ventil 23, 25 zusammenhängt.

Claims (16)

1. Dampfbefeuchtungseinrichtung mit einem Gehäuse, das einen Dampfanschluß aufweist und in dem eine Dampf­ blaskammer 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 Versorgungsleitun­ gen (8, 108) in Verbindung steht.

2. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Ver­ teilkanals (9, 109) größer ist als die Summe der Querschnitte aller Versorgungsleitungen (8, 108).

3. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Versorgungslei­ tung (8, 108) mit einer Achse (11) in die Dampf­ blaskammer (6, 106) mündet, die im wesentlichen senkrecht auf einer der Versorgungsleitung (8, 108) gegenüberliegenden Prallwand (12, 112) steht.

4. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Prallwand (12, 112) im wesentlichen unter einem rechten Winkel zur Au­ ßenwand (5, 105) verläuft.

5. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ sorgungsleitungen (8, 108) mit einer vorbestimmten Länge (13, 113) in das Innere des Verteilkanals (9, 109) hineinragen.

6. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ sorgungsleitungen (8, 108) zwischen Verteilkanal (9, 109) und Dampfblaskammer (6, 106) einen Bogen aufweisen, der sich über etwa 90° erstreckt.

7. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ sorgungsleitungen (8, 108) in im wesentlichen glei­ chen Abständen in die Dampfblaskammer (6, 106) mün­ den.

8. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand (E′) zwischen dem Ende der Dampfblaskammer (6, 106) und der Mün­ dung der nächsten Versorgungsleitung (108) etwa halb so groß ist wie der Abstand (E) zwischen be­ nachbarten Mündungen von Versorgungsleitungen (8, 108).

9. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ teilkanal (9, 109) eine Dampfzufuhr (14, 23) auf­ weist, wobei die Entfernung der Versorgungsleitung (8, 108) von der Dampfzufuhr (14, 23) maximal die Hälfte der Länge des Verteilkanals (9, 109) be­ trägt.

10. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäu­ se (2) einen Heizdampfanschluß (21) und der Ver­ teilkanal (9) einen davon getrennten Prozeßdampf­ anschluß (16) aufweist.

11. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß der Prozeßdampfanschluß (16) einen im Inneren (3) des Gehäuses (2) verlau­ fenden 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, da­ durch gekennzeichnet, daß der Eingangskanal (15) als Dampftrocknungsabschnitt ausgebildet ist.

13. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß der Eingangskanal (15) mindestens einen Richtungswechsel im Strömungspfad (19) des Dampfes bewirkt.

14. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ bindungskanal (14) im wesentlichen rechtwinklig vom Eingangskanal (15) und eine vorbestimmte Strecke vor dessen Ende (20) abzweigt.

15. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach einem der Ansprü­ che 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ver­ teilkanal (109) mindestens ein Eingangsventil (23) aufweist, dessen dampfführende Teile im Inneren (103) des Gehäuses (102) angeordnet sind, wobei Dampf durch das Eingangsventil (23) aus dem Inne­ ren (103) des Gehäuses (102) in den Verteilkanal (109) gelangt.

16. Dampfbefeuchtungseinrichtung nach Anspruch 15, da­ durch gekennzeichnet, daß je ein Eingangsventil (23) im Bereich jedes Ende des Verteilkanals (109) angeordnet ist.