DE3602789A1 - High-frequency drying process and device for implementing the process - Google Patents
High-frequency drying process and device for implementing the processInfo
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Abstract
Description
Anmelder: Arbeitsgemeinschaft für MikrowellenanwendungenApplicant: Working group for microwave applications
Dr. Hans Beerwald
Dr. Günter Böhm
Dr. Günter GlomskiDr. Hans Beerwald
Dr. Günter Bohm
Dr. Günter Glomski
Carolinenglückstr. 3 5
4630 BochumCarolinenglückstr. 3 5
4630 Bochum
HOCHFREQUENZ-TRQCKNUNGSVERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS HIGH FREQUENCY TRACKING METHOD AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD
Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenz-Trocknungsverfahren, vorzugsweise zur schonenden Trocknung keramischer Halbfabrikate vor dem Brennprozeß, bei dem das zu trocknende Material in einer Kammer einem hochfrequenten Wechselfeld, z. B. einem Mikrowellenfeld ausgesetzt wird.The invention relates to a high-frequency drying process, preferably for the gentle drying of ceramic semi-finished products before the firing process, in which the to be dried Material in a chamber in a high-frequency alternating field, e.g. B. is exposed to a microwave field.
Hochfrequenz-Trocknungsverfahren haben den Vorteil, daß wegen der hohen Energieaufnahme des Wassers, hervorgerufen durch seinen großen dielektrischen Verlustwinkel, eine schnelle Trocknung wasserhaltiger Substanzen erreicht werden kann. Ist der Verlustwinkel der trockenen Substanz selbst klein, was z. B. bei keramischem Material gewöhnlich der Fall ist, sind die feuchtesten Stellen des Materials einer viel intensiveren Wärmeentwicklung ausgesetzt als die relativ trockeneren. Damit sollte eine gleichmäßige Trocknung erreicht werden.High-frequency drying processes have the advantage that, because of the high energy consumption of the water, caused Due to its large dielectric loss angle, a fast drying of water-containing substances can be achieved can. If the loss angle of the dry substance itself is small, e.g. B. in ceramic material usually the If so, the wettest parts of the material are exposed to a much more intense heat build-up than that relatively drier. This should achieve even drying.
Trotz der im allgemeinen mit Hochfrequenz erzielbaren gleichmäßigen Trocknung zeigte sich, daß bei der schnellen Hochfrequenztrocknung wie auch bei den schnellen konventionellen Trocknungsverfahren sich Risse bilden können. Solche Erfahrungen wurden insbesondere bei der Trocknung von keramischen Halbfabrikaten gemacht.In spite of the uniform drying that can generally be achieved with high frequency, it was found that with the rapid High frequency drying as with the fast conventional ones Cracks can form during drying processes. Such experiences were made particularly with drying made of ceramic semi-finished products.
Eine schonende Trocknung empfindlichen Guts wird bei denGentle drying of sensitive goods is essential for the
konventionellen Trocknungsverfahren dadurch erreicht, daß der Trocknungsvorgang in feuchter Atmosphäre abläuft. Hierbei läßt man gewöhnlich vorgewärmte Luft, deren Feuchtigkeitsgehalt mehr oder weniger unter dem Sättigungswert liegt, über die zu trocknende Substanz strömen. Hierdurch wird die Substanz erwärmt und der durch Verdunstung entstehende Wasserdampf abtransportiert. Da in Strömungsrichtung sich die Luft abkühlt und außerdem mit Wasserdampf anreichert, ist die Trocknungsgeschwindigkeit in der Nähe des Lufteintritts in die Kammer größer als am Luftaustritt. Die Abkühlung der Luft in Strömungsrichtung kann zwar dadurch vermindert werden, daß die zu trocknende Substanz zusätzlich einem Hochfrequenzfeld ausgesetzt wird, jedoch kommt es nach wie vor zu einer Erhöhung des Wasserdampfgehaltes im Luftstrom. Zur Erzielung einer besonders schonenden Trocknung ist ein besonders hoher Feuchtigkeitsgehalt des Luftstroms notwendig, der nur geringfügig unterhalb des Sättigungswertes liegt. Die genaue Einstellung ist schon allein aus dem o. g. Grund schwierig.conventional drying process achieved in that the drying process takes place in a humid atmosphere. In this case, preheated air, the moisture content of which is more or less below the saturation value, is usually allowed to flow over the substance to be dried. This warms up the substance and removes the water vapor produced by evaporation. Since the air cools down in the direction of flow and also enriches with water vapor, the drying speed is greater near the air inlet into the chamber than at the air outlet. The cooling of the air in the direction of flow can be reduced by the fact that the substance to be dried is additionally exposed to a high-frequency field, but it still occurs an increase in the water vapor content in the air stream. To achieve particularly gentle drying a particularly high moisture content of the air flow is necessary, which is only slightly below the saturation value. The exact setting is alone from the above Reason difficult.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der Hochfrequenztrocknung auch für trocknungsempfindliche materialien, wie z. B. keramische Halbfabrikate, nutzbar zu machen.The invention is based on the object of providing the advantages of high-frequency drying also for those sensitive to drying materials such as B. ceramic semi-finished products to make usable.
Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, daß die Kammer in der die Trocknung durchgeführt wird, einen nahezu geschlossenen Raum bildet, so daß der Austausch der in ihr eingeschlossenen Atmosphäre vermieden wird.This object is achieved according to the invention in that the chamber in which the drying is carried out forms an almost closed space, so that the exchange the atmosphere enclosed in it is avoided.
Hierdurch ist die Atmosphäre in der Kammer im wesentlichen mit Wasserdampf gesättigt. Schon geringe Hochfrequenzleistung, die in der zu trocknenden Substanz absorbiert wird, führt zum Trocknungsvorgang, wobei die verdunstete Flüssigkeit gewöhnlich an den Kammerwänden kondensiert. Wegen der fehlenden Luftströmung läuft der Trocknungs-As a result, the atmosphere in the chamber is essentially saturated with water vapor. Even low high-frequency power, which is absorbed in the substance to be dried leads to the drying process, whereby the evaporated Liquid usually condenses on the chamber walls. Because of the lack of air flow, the drying
Vorgang gleichmäßig über der gesamten Substanzoberfläche ab.Process evenly over the entire surface of the substance away.
Der Wasserdampfgehalt der Atmosphäre in der Kammer ist durch die Temperatur bestimmt und kann durch Heizen oder Kühlen, z. B. der Kammerwände, eingestellt werden. Es kann durchaus von Nutzen sein, schon vor dem Trocknungsvorgang Wasser in die Kammer einzubringen. Das Wasserreservoir, das z. B. mittels eines Lochbleches vom Hochfrequenzfeld abgeschirmt werden muß, kann zur Temperatureinstellung in der Kammer benutzt werden.The water vapor content of the atmosphere in the chamber is determined by the temperature and can be achieved by heating or Cooling, e.g. B. the chamber walls can be adjusted. It can be useful even before the drying process Bring water into the chamber. The water reservoir that z. B. by means of a perforated plate must be shielded from the high-frequency field can be used to Temperature setting in the chamber can be used.
Die Trocknungsgeschwindigkeit wird allein von der absorbierten Hochfrequenzleistung bestimmt und ist dieser proportional. Diese Tatsache ermöglicht eine einfache Steuerung der Trocknungsgeschwindigkeit, die im Verlauf eines Trocknungsvorganges verändert werden kann.The drying speed is determined solely by the absorbed high frequency power and is this proportional. This fact allows easy control of the drying speed that occurs in the course a drying process can be changed.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Trocknungszeit wesentlich kürzer ist als bei den Verfahren, bei denen die Wärme durch Wärmeleitung in das Innere des zu trocknenden Körpers eindringen muß und daß im Vergleich zu den bisherigen Hochfrequenz-Trocknungsverfahren die Rißbildung vermieden wird.The advantages achieved by the invention are in particular that the drying time is significantly shorter than in the case of processes in which the heat is conducted by conduction into the interior of the body to be dried must penetrate and that, in comparison to the previous high-frequency drying processes, the formation of cracks is avoided will.
Die Zeichnung zeigt das Prinzip einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zur Trocknung von wabenförmigen Keramikrohlingen 1 mit quadratischem Querschnitt (160 χ 160 χ 1000mm) benutzt wird. Die Rohlinge 1 liegen auf einem einschiebbaren Lochblech 2. Das Lochblech 2 wird in die quaderförmige Trockenkammer 3 durch die rechteckige Öffnung 4 eingeschoben. Die Öffnung 4 wird mit der Klappe 5 verschlossen. Diese Klappe ist mit einer HochfrequenzdichtungThe drawing shows the principle of an inventive Device for drying honeycomb ceramic blanks 1 with a square cross-section (160 χ 160 χ 1000mm) is used. The blanks 1 lie on a retractable perforated plate 2. The perforated plate 2 is in the cuboid Drying chamber 3 inserted through the rectangular opening 4. The opening 4 is closed with the flap 5. This flap has a high frequency seal
versehen. Unter der Oberseite der Kammer 3 befindet sich eine rechteckige Metallplatte 7, die mit Keramikisolatoren 8 an der Oberseite befestigt ist. Diese Platte 7 ist die Hochfrequenzelektrode, die über den koaxialen Anschluß 9 von einem 27-MHz-Generator gespeist wird. Die Generatorleistung ist im Bereich von 10 W bis 3000 W einstellbar. Unter dem Lochblech 2 befindet sich eine Wanne 10, die die gesamte Bodenfläche der Kammer 3 ausfüllt und etwa 2 cm mit temperiertem Wasser gefüllt wird. Das Wasser kann während des Trocknungsvorganges über Rohrleitungen kontinuierlich ausgetauscht werden. Um ein Kondensieren des Dampfes an der Elektrode 7 und damit mögliches Zurücktropfen auf die zu trocknenden Rohlinge zu vermeiden, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Elektrode 7 zusätzlich leicht elektrisch zu erwärmen, wobei der Heizstrom durch eine Leitung im Inneren des rohrförmigen Innenleiters der koaxialen HF-Zuführung zur Platte 7 geleitet wird.Mistake. Under the top of the chamber 3 is a rectangular metal plate 7 with ceramic insulators 8 is attached to the top. This plate 7 is the high-frequency electrode, which is above the coaxial Terminal 9 is fed by a 27 MHz generator. The generator power can be set in the range from 10 W to 3000 W. There is one under the perforated plate 2 Trough 10, which fills the entire floor area of the chamber 3 and about 2 cm filled with tempered water will. The water can be continuously exchanged via pipes during the drying process. In order to condense the steam on the electrode 7 and thus possible dripping back onto the to be dried In order to avoid blanks, it has proven to be expedient to additionally provide the electrode 7 with a light electrical connection to heat, the heating current through a line inside the tubular inner conductor of the coaxial HF feed to plate 7 is passed.
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Claims (4)
Kammer, in der die Trocknung durchgeführt wird, einen nahezu geschlossenen Raum bildet, so daß der Austausch der in ihr eingeschlossenen Atmosphäre vermieden wird.1. High-frequency drying process, preferably for the gentle drying of semi-finished ceramic products before the firing process, in which the material to be dried is exposed to a high-frequency alternating field, e.g. B. is exposed to a microwave field, characterized in that the
Chamber, in which the drying is carried out, forms an almost closed space, so that the exchange of the atmosphere enclosed in it is avoided.
daß die Trocknungskammer ein geschlossener Raum ist, so daß der Austausch der in ihr eingeschlossenen Atmosphäre weitgehend vermieden wird.4. Device for performing the method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that
that the drying chamber is a closed space, so that the exchange of the atmosphere enclosed in it is largely avoided.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0266967A3 (en) * | 1986-11-04 | 1988-08-10 | Ford Motor Company Limited | Method of drying refractory coated foam patterns |
| WO2004030882A1 (en) * | 2002-10-01 | 2004-04-15 | George Vekinis | Method and apparatus for thermal conditioning of wet ceramic products |
| EP1530015A3 (en) * | 2003-11-04 | 2007-11-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Microwave drying method |
-
1986
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0266967A3 (en) * | 1986-11-04 | 1988-08-10 | Ford Motor Company Limited | Method of drying refractory coated foam patterns |
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| GR20020100429A (en) * | 2002-10-01 | 2004-05-31 | Γεωργιος Βεκινης | Thermal conditioning method and apparatus to assist drying of wet ceramic products |
| EP1530015A3 (en) * | 2003-11-04 | 2007-11-14 | Ngk Insulators, Ltd. | Microwave drying method |
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