CZ20004714A3

CZ20004714A3 - Způsob odstraňování vody z vláknitého rouna za použití oscilačního reverzního proudu dopadajícího plynu

Info

Publication number: CZ20004714A3
Application number: CZ20004714A
Authority: CZ
Inventors: Gordon Keith Stipp
Original assignee: The Procter & Gamble Company
Priority date: 1998-07-01
Filing date: 1999-06-29
Publication date: 2001-09-12
Also published as: WO2000001883A1; HUP0102804A2; KR20010053343A; IL139417A0; PL344996A1; CA2331708C; ATE247747T1; US6393719B1; CA2331708A1; TW451016B; DE69910578T2; BR9911791A; US6470597B1; ID26795A; CN1143025C; CN1306591A; PE20000488A1; NO20006710L; EP1092060B1; AU4963299A

Description

ZPŮSOB ODSTRAŇOVÁNÍ VODY Z VLÁKNITÉHO ROUNA ZA POUŽITÍ OSCILAČNÍHO REVERZNÍHO PROUDU DOPADAJÍCÍHO PLYNU

Oblast vynálezu

Předložený vynález se obecně týká způsobu vytvoření pevných, měkkých absorpčních vláknitých roun. Konkrétně se pak předložený vynález týká způsobu odstraňování vody z vláknitých roun.

Dosavadní stav techniky

Vláknité struktury jako například papírové tkaniny, jsou vyráběny různými způsoby. Textilie nebo rouna na bázi papíru mohou být vyráběné způsoby popsanými v následně uvedených a běžně dostupných patentových dokumentech: US 5 556 509, vydaný 17.září 1996, původce Trokhan a spol.; US 5 580 423, vydaný 3.prosince

1996, původce Ampulski a spol.; US 5 609 725, vydaný 11.března

1997, původce Phan; US 5 629 052, vydaný 13.května 1997, původce Trokhan a spol.; US 5 637 194, vydaný 10.června 1997, původce Ampulski a spol.; a US 5 674 663, vydaný 7.října 1997, původce McFarland a spol., jejichž popisy se tímto zahrnují do odvolávek předloženého vynálezu. Textilie nebo rouna na bázi papíru mohou být také vytvořeny za použití způsobů vysoušení vzduchem, popsaných v následně uvedených a běžně dostupných patentových dokumentech: US 4 514 345, vydaný 30.dubna 1985, původce Johnson a spol.; US 4 528 239, vydaný 9.července 1985, původce Trokhan; US 4 529 480, vydaný 16.července 1985, původce Trokhan; US 4 637 859, vydaný 20.ledna 1987, původce Trokhan; a US 5 334 289, vydaný 2.srpna 1994, původce Trokhan a spol., jejichž popisy se tímto začleňují do odvolávek předloženého vynálezu .

Odstranění vody z papíru u papírenských způsobů typicky zahrnuje několik kroků. Nejprve, vodní disperse vláken typicky obsahuje více než 99 % vody a méně než 1 % papirotvorných vláken. Téměř 99 % této vody je odstraněno mechanicky, výtěžek konzistence vlákna asi 20 %. Poté, stlačením a/nebo tepelnými operacemi, a/nebo vysoušení vzduchem, nebo jakoukoliv jejich kombinací, se typicky odstraní méně než asi 1 % vody, konzistence vlákna rouna narůstá na 60 %. Nakonec je zbývající voda odstraněna konečnou vysoušeči operací (typicky používající sušící válec), čímž narůstá konzistence vlákna rouna na asi 95 %.

Protože je nutné odstranit tak velké množství vody, odstraňování vody je tudíž jedna z energeticky náročných operací v průmyslových způsobech tvorby papíru. Podle jedné studie je výroba papíru vedoucí průmyslové odvětví v celkové spotřebě energie pro sušení, využívající více než 3,75xl0¹⁴ BTU v 1985 (Salama a spol., Competitive Position Of Natural Gas: Industrial

Solids Drying, Energy a Environmental Analysis, lne., 1987) Tudíž mohou účinnější způsoby odstraňování vody ve způsobech výroby papíru poskytnout významné výhody pro papírenský průmysl, jako například zvýšenou strovou kapacitu a redukované provozní náklady .

V technologii výroby papíru je známé použití ustáleného proudu dopadajícího plynu a válcových sušičů pro vysušení papírového rouna, (viz například Polát a spol. Drying Of Pulp And Paper, Handbook Of Industrial Drying, 1987, str. 643-82). Typicky jsou pro celulózové produkty použity příklopy společně s Yankee sušícími válci. U roun vykazující relativně nízké základní váhy asi 8-11 liber na 3000 čtverečních stop je voda odstraněna za asi 0,5 sekundy. To odpovídá poměru odpařování 42 liber na čtvereční stopu z asi 75 % z celkového odpařování prováděného působícím příklopem. Sušící poměry papírových výrobků vykazující relativně větší základní váhy jsou značně pomalejší. Například novinový papír, který vykazuje základní váhu 30 liber na 3000 čtverečních stop, vykazuje poměr odpařování 5 liber na čtvereční stopu na sušícím válci. Viz například stať P. Enkvist a spol., The Valmet High Velocity a Temperature Yankee Hood on Tissue Machines, prezentovaný na Valmet Technology Days '97, 12-13 června 1997, Oshkosh, Wisconsin, USA.

Je též známé použití akustické energie, jaká je například vytvářena pískáním proudů páry, usnadňující odstranění vody z různých výrobků, zahrnující papír. Patent US 3 668 785, vydaný 13.června 1972, původce Rodwin, pojednává o akustickém sušení a sušení dopadajícím proudem v kombinaci pro sušení papírových roun. Patent US 3 694 926, vydaný 3.října 1972, původce Rodwin a spol., pojednává o sušiči, který vykazuje akustickou sušící oblast, skrze kterou je posouváno rouno a podrobeno zvuku o vysoké intenzitě ze seskupených generátorů zvuku, aby přemístil vlhkost z rouna. Patent US 3 750 306, vydaný 7. srpna 1973, původce Rodwin a spol., pojednává o akustickém sušení roun a rolí, zahrnující pískání proudů páry rozmístěných podél žlábkovitých parabol a nízkotlakého sekundárního vzduchu, aby odstranil přemístěnou vlhkost čistě z putujícího rouna.

Předcházející pojednání poskytují prostředky pro vytváření zvukové/akustické energie a oddělené prostředky pro vytváření ustáleného proudu dopadajícího/stírajíčího vzduchu. Vytváření akustické energie ve shodě s dosavadním stavem techniky takovýmito prostředky, jako jsou zvukové generátory, parní píšťaly a podobné, vyžadují výkonné akustické zdroje a to vede k podstatné spotřebě energie. Ve stavu techniky je dobře známo,že účinnost konvenčních generátorů zvuku, jako například sirén, klaksonů, parních píšťal a podobných typicky nepřekračuje 10-25 %. Dodatečné vybavení, jako například pomocné kompresory pro Hákování vzduchu a zesilovače pro vytváření požadovaného akustického tlaku mohou být nezbytné pro dosažení požadovaného sušícího účinku.

··· 9 9».* 9 9 9 9 • ···· · ···· · · ·

Bylo shledáno, že setkání papírového rouna se vzduchem nebo plynem, který vykazuje oscilační reverzní proudění, oproti ustálenému dopadajícímu proud dosavadního stavu techniky může poskytnout významné výhody, zahrnující vyšší poměry sušení /odvodňování a úspory energie. Věří se, že oscilační reverzní proud dopadajícího vzduchu nebo plynu, který vykazuje nízké frekvence, je účinným prostředkem pro zvýšení, vzhledem k dosavadnímu stavu techniky, ohřevu a přenosu hmoty v papírenském procesu.

Technologie impulsního spalování je známý a komerčně realizovatelný způsob zvyšující přenos tepla a hmoty v termických procesech. Komerční aplikace zahrnuje průmyslová domácí topná zařízení, bojlery, zplynování uhlí, sušení rozprašováním a pálení nebezpečných odpadů. Několik průmyslových aplikací impulsního spalování popisují například následně uvedené patentové dokumen-

ty:		US 5	059 ·	404, vydaný	22.října 1991, původce Mansour	a spol.;
US	5	133	297,	vydaný	28.července	1992,	původce	Mansour;
US	5	197	399,	vydaný	30.března	1993,	původce	Mansour;
US	5	205	728,	vydaný	27.srpna	1993,	původce	Mansour;
US	5	211	704,	vydaný	18.května	1993,	původce	Mansour;
US	5	255	634,	vydaný	2 6.říj na	1993,	původce	Mansour;
US	5	306	481,	vydaný 26	.srpna 1994,	původce	Mansour	a spol.;
US	5	353	721,	vydaný 11.	října 1994,	původce	Mansour a	spol.; a
US	5	366	371,	vydaný 22.	listopadu 1994, původce Mansour	a spol.;
jejichž	popis	se tímto	zařazuje do	odvolávek za účelem popisu

impulsního spalování. Článek o názvu Pulse Combustion: Impinging Jet Heat Transfer Enhancement od P.A. Eibeck a spol., publikovaný v Combustion Science a Technology, 1993, svazek 94, strany 147-165, popisuje způsob zvýšení konvekčního tepelného přenosu, zahrnující použití impulsní spalovací komory pro vytváření dočasného proudu, který dopadá na rovnou plochu. Článek se týká zlepšení v konvekčním přenosu tepla faktoru až do 2,5 v porovnání s ustáleným dopadajícím proudem.

Přihlašovatel věří, že dopad oscilačního reverzního proudu může také poskytnout podstatné zvýšení v přenosu tepla a hmoty při odvodňování rouna a/nebo procesu sušení vzhledem k předchozímu stavu techniky odvodňování a/nebo sušení. Zejména se věří, že dopad oscilačního reverzního proudu může poskytnout významné výhody co se týče nárůstu rychlostí papírenského stroje a/nebo redukce proudu vzduchu potřebného pro sušení rouna, čímž klesá velikost vybavení a investice činnosti sušení/odvodňování rouna a následně celého papírenského způsobu. Dodatečně, se věří, že dopad oscilační reverzního proudu umožňuje dosáhnout podstatě jednotné sušení roun s různými hustotami vytvářené tímto přihlašovatelem a označované zde výše. Také se domnívá, že dopad oscilačního reverzního proudu může být úspěšně aplikován na odvodňování a/nebo sušení vláknitých roun, samotně nebo v kombinaci s jinými procesy odstraňování vody, jako například vzduchem prů3 běžné vysoušení, sušení dopadem ustáleného proudu a sušícím válcem.

Aby byl schopen efektivně odstranit vodu z rouna, oscilační reverzní proud vzduchu nebo plynu by měl působit na rouno v podstatě jednotným způsobem obzvláště přes šířku rouna (to jest v příčném strojním směru). Alternativně může být potřeba diferencovat, zejména podle předem určeného způsobu, aplikaci oscilačního dopadajícího plynu po celé šířce rouna, čímž se řídí relativní obsah vlhkosti a/nebo poměry sušení různých oblastí rouna. V obou instancích je řízení nad distribucí oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu skrze povrch rouna a zejména v příčném směru rozhodující co se týče účinnosti procesu odstraňování vody z rouna.

Papírová rouna vytvářená na moderních průmyslových papírenských strojích vykazují šířku od 100 do 400 palců a pohybují se při lineárních rychlost až do 7000 stop za minutu. Takováto šířka, spojená s vysokorychlostním pohybem rouna vytváří určité problémy řízení (pravděpodobně jednotné) distribuce oscilačního plynu skrze povrch rouna. Stávající zařízení pro vytváření oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu, jako například impulsní spalovací komory, nejsou dobře přizpůsobeny, pokud vůbec, pro vytváření požadovaného v podstatě jednotného oscilačního pole reverzního proudu vzduchu nebo plynu napříč relativně rozsáhlé plochy.

Tedy, předmětem předloženého vynálezu je poskytnout způsob a zařízení pro odstranění vody z vláknitých roun za použití oscilačního reverzního proudu dopadajícího plynu. Dalším předmětem vynálezu je poskytnout rozvodný plynový systém umožňující účinně řídit distribuci oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu skrze povrch rouna. Ještě jiným předmětem vynálezu je poskytnout rozvodný plynový systém, který vytváří v podstatě jednotnou aplikaci oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu na rouno.

Podstata vynálezu

Předložený vynález poskytuje nový způsob a zařízení pro odstranění vody z vláknitého rouna použitím oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu jako dopadajícího média. Zařízení a způsob předloženého vynálezu může být použit v různých stupních celkového procesu výroby papíru, od stupně vytváření zárodečného rouna do stupně dodatečného sušení. Tudíž vláknité rouno může vykazovat počáteční obsah vlhkosti v širokém rozmezí, od asi 10 % do asi 90 %, to jest, konzistence vlákna rouna může být od asi 90 % do asi 10 %.

V aspektu způsobu předložený vynález obsahuje následující kroky: poskytnutí vláknitého rouna; poskytnutí oscilačního re4 • · · verzního proudu dopadajícího plynu, který vykazuje předem určenou frekvenci, vhodně v rozmezí od 15 Hz do 1500 Hz; poskytnutí rozvodného plynového systému, který obsahuje množství vypouštěcích otvorů a je konstruovaný pro zásobování oscilačního reverzního proudu plynu na předem určenou část rouna; a dopadání oscilačního reverzního proudu plynu na rouno prostřednictvím množství vypouštěcích otvorů, čímž odstraňuje z rouna vlhkost. Vhodněji je oscilační reverzní proud plynu vrhán na rouno v předem určeným způsobem definujícím plochu dopadu na rouno.

Prvnímu kroku poskytnutí vláknitého rouna mohou předcházet kroky vytvoření takovéhoto rouna, zahrnující kroky poskytnutí množství vláken vytvářejících papír. Předložený vynález také má v úmyslu použít rouno vytvořené suchým procesem pneumatického vrstvení nebo rouno, které je opětovně zvlhčené. Rouno může před odstraněním vody způsobem a zařízením podle předloženého vynálezu vykazovat nejednotnou distribuci vlhkosti, to jest, konzistence vlákna v některých částech rouna může být odlišná od konzistence vlákna v jiných částech rouna.

Zařízení pro odstranění vody podle předloženého vynálezu vykazuje podélný strojní směr a příčný strojní směr kolmý na podélný strojní směr. Zařízení podle předloženého vynálezu obsahuje: unašeč rouna konstruovaný pro přijetí vláknitého rouna a unášení v podélném strojním směru; alespoň jeden generátor impulsů konstruovaný pro výrobu oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu, který vykazuje frekvenci od 15 Hz do 1500 Hz; a alespoň jeden rozvodný plynový systém v plynném spojení s generátorem impulsů pro dodávání oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu na předem určenou část rouna. Rozvodný plynový systém zakončený množstvím vypouštěcích otvorů postavený vedle unašeče rouna (nebo vedle rouna když je umístěno na unašeči rouna). Unašeč rouna a vypouštěcí otvory vytváří oblast působení. Oblast působení je určena vzdáleností „Z dopadu. Vzdálenost Z dopadu je, jinými slovy, mezera mezi vypouštěcími otvory a unašečem rouna. Množství vypouštěcích otvorů tvoří s výhodou předem určený rastr vymezující plochu „E dopadu rouna. Oscilační reverzní proud plynu může být vržen na rouno pro poskytnutí v podstatě i distribuce plynu skrze plochu dopadu rouna. Nebo, oscilační reverzní proud plynu může být vržen na rouno pro poskytnutí nerovnoměrné distribuce plynu skrze plochu dopadu rouna, čímž umožní řídit profily vlhkosti rouna.

Podle předloženého vynálezu je generátor impulsů zařízení, které je konstruováno k výrobě oscilačního reverzního proudu plynu, který vykazuje komponent kruhovou rychlost/moment a prostředek komponent rychlost/moment. Vhodněji je akustický tlak vytvářený generátorem impulsů převeden na cyklický pohyb velké amplitudy, obsahující záporné kmity střídající se s kladnými kmity, kladné kmity vykazují větší moment a kruhovou rychlost vzhledem k záporným kmitům, což bude detailněji popsáno níže.

• · · · · · · · · · ·

Jeden vhodný generátor impulsů obsahuje impulsní spalovací komoru, obecně obsahující spalovací komoru, vstup vzduchu, vstup paliva a rezonanční potrubí. Potrubí slouží jako rezonátor generující stálé akustické vlny. Rezonanční potrubí je dále v plynném spojení s rozvodným plynovým systémem. Zde použitý termín „rozvodný plynový systém určuje kombinaci potrubí, výfuků, vyfukovacích boxů atd., konstruovanou pro poskytnutí uzavřené trasy pro oscilační reverzní proud vzduchu nebo plynu vyrobený generátorem impulsů a pro dodání oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu do předem určené oblasti dopadu (definována výše), kde je oscilační reverzní proud vzduchu nebo plynu vržen na rouno, čímž z něj odstraňuje vodu. Rozvodný plynový systém je konstruován tak, že minimalizuje a vhodněji umožňuje konec konců rozrušující zasahování, které může nepříznivě ovlivnit požadovaný režim činnosti impulsní spalovací komory nebo oscilační charakteristiky reverzního proudu plynu vyráběného impulsní spalovací komorou. Rozvodný plynový systém dodává reverzní proud dopadajícího vzduchu nebo plynu na rouno, vhodněji prostřednictvím množství vypouštěcích otvorů, nebo trysek. Vhodná frekvence oscilačního reverzního proudu dopadajícího vzduchu nebo plynu je v rozmezí od asi 15 Hz do asi 1500 Hz. Vhodnější frekvence je od 15 Hz do 500 Hz a nejvhodnější rozsah frekvence je od 15 Hz do 250 Hz, v závislosti na typu generátoru impulsů a/nebo požadované charakteristice způsobu odstraňování vody. Pokud generátor impulsů obsahuje impulsní spalovací komoru, vhodná frekvence je od asi 75 Hz do asi 250 HZ. Rezonátor typu Helmholtz může být použit v generátoru impulsů podle předloženého vynálezu. Typicky, generátor impulsů typu Helmholtz může být vyladěný pro dosažení požadované zvukové frekvence. V impulsní spalovací komoře je teplota oscilačního plynu při výstupu z vypouštěcích otvorů od asi 500°F do asi 2500°F.

Jiné provedení generátoru impulsů obsahuje infrazvukové zařízení. Infrazvukové zařízení obsahuje rezonanční komoru v plynném spojení se vstupem vzduchu skrze pulsátor. Pulsátor vytváří oscilující vzduch, vykazující infrazvukový (nízko frekvenční) tlak, který je poté zesílen v rezonanční komoře a v rezonančním potrubí. Frekvence oscilujícího reverzního proudu vzduchu infrazvukového zařízení je od 15 Hz do 100 Hz. Pokud je to požadováno, zařízení obsahující infrazvukové zařízení může vykazovat prostředky pro ohřátí oscilačního reverzního proudu vzduchu vyráběného infrazvukovým zařízením.

Oscilační reverzní proud dopadajícího vzduchu nebo plynu vykazuje dva komponenty: komponent vyznačující se rychlostí a odpovídající momentu; a oscilační, nebo kruhový komponent vyznačující se kruhovou rychlostí a odpovídající kruhovému momentu. Oscilační kmity, během kterých se zplodina pohybuje „směrem dopředu od spalující komory a do, skrze, a z rozvodného plynového systému, jsou kladné kmity; a oscilační kmity během kterých na6 • ♦

• · · · ·

-lfstává zpětné proudění dopadajícího plynu jsou záporné kmity. Průměrná amplituda kladných kmitů je kladná amplituda a průměrná amplituda záporných kmitů je záporná amplituda. Během kladných kmitů dopadající plyn vykazuje kladnou rychlost orientovanou v kladném směru směrem k rounu umístěném na unašeči rouna; a během záporných kmitů dopadající plyn vykazuje zápornou rychlost orientovanou záporným směrem. Kladný směr je opačný zápornému směru a kladná rychlost je opačná záporné rychlosti. Kladná rychlost je větší než záporná rychlost a střední rychlost vykazuje kladný směr.

Impulsní spalovací komora vyrábí intenzivní akustický tlak, typicky v rozmezí 160-190 dB uvnitř spalovací komory. Tento akustický tlak dosahuje svého maxima ve spalovací komoře. V důsledku otevřeného konce rezonančního potrubí je akustický tlak při výstupu rezonančního potrubí redukován. Tento pokles akustického tlaku má za následek postupný nárůst kruhové rychlosti, která dosahuje svého maxima při výstupu rezonančního potrubí. Ve vhodném generátoru impulsů typu Helmholtz je akustický tlak minimální při výstupu rezonančního potrubí-aby bylo dosaženo maximální kruhové rychlosti výfukového proudu oscilačních dopadajících plynů. Klesající akustický tlak vhodně redukuje hluk typicky spojený se zvukově obohacenými způsoby ve stavu techniky. ·

Při výstupu rozvodného plynového systému se kruhová rychlost pohybuje v rozmezí od asi 1000 stop/min do asi 50000 stop/min, a s výhodou v rozmezí od asi 2500 stop/min do asi 50000 stop/min, která je vypočítána na základě měřeného akustického tlaku ve spalovací komoře. Průměrná kruhová rychlost se pohybuje v rozmezí od asi 1000 stop/min do asi 25000 stop/min, výhodněji v rozmezí od asi 2500 stop/min do asi 25000 stop/min, a ještě výhodněji v rozmezí od asi 5000 stop/min do asi 25000 stop/min.

Má se za to, že pro rouno vykazující obsah vlhkosti od 10 % do 60 %, umožňuje zařízení a způsob podle předloženého vynálezu dosáhnout rychlosti odstraňování vody o velikosti až do 150 lb/stopa² · hod a vyšší. Pro dosažení požadovaných rychlostí odstranění vody by měl oscilační reverzní proud dopadajícího plynu vhodně vytvořit oscilační „pole proudu v podstatě rovnoměrně se dotýkající rouna skrze povrch rouna. Jeden způsob jak tohoto dosáhnout je, aby proud oscilačního plynu z rozvodného plynového systému byl v podstatě rovnoměrně dělený a vržený na vysoušeči povrch rouna prostřednictvím sítě vypouštěcích otvorů. Proto je zařízení podle předloženého vynálezu konstruováno pro vypouštění oscilačního reverzního proudu dopadajícího vzduchu nebo plynu na rouno podle předem určeného a vhodně řiditelného systému. Systém distribuce vypouštěcích otvorů může být různý. Jeden vhodný systém distribuce obsahuje nenahodile střídavé uspořádání.

Výpustní otvory rozvodného plynového systému mohou vykazovat různé tvary, které zahrnují, ale neomezující se pouze na ně: kulatý, obecně obdélníkový, tvar protáhlé štěrbiny atd. Každý z vypouštěcích otvorů vykazuje plochu „A otvoru a odpovídající průměr „D. Výsledná otevřená plocha „ΣΑ je plocha, která představuje součet ploch všech jednotlivých otvorů vypouštěcích otvorů dohromady. Plocha části rouna zasažená při dopadajícím poli oscilačního reverzního proudu v jakémkoliv momentě probíhajícího procesu je plocha dopadu „E.

Vhodněji je rouno neseno unašečem rouna, vhodněji se pohybuje v podélném strojním směru. Ve vhodném provedení mohou být poskytnuty prostředky pro řízení vzdálenosti dopadu, jako například konvenční mechanický mechanismus, stejně tak jako i automatizované zařízení, pro vzájemné přizpůsobení výstupů rozvodného plynového systému a unašeče rouna, tím se změní vzdálenost dopadu. Do budoucna může být vzdálenost dopadu automaticky přizpůsobitelná jako reakce na signál z řídícího zařízení, měřící alespoň jeden z parametrů procesu odvodňování nebo jeden z parametrů rouna. Ve vhodném provedení se může vzdálenost dopadu měnit od 0,25 palce do 6,0 palců. Vzdálenost dopadu určuje oblast dopadu, to jest oblast mezi výpustním výstupem (výstupy) a unašečem rouna. Ve vhodném provedení je poměr vzdálenosti Z dopadu k odpovídajícímu průměru D výpustního výstupu (to jest Z/D) od asi 1,0 do asi 10,0. Poměr výsledné otevřené plochy ΣΑ k ploše E dopadu (to jest ΣΑ/E) se pohybuje v rozmezí od 0,002 do 1,000, s výhodou v rozmezí od 0,005 do 0,200, a ještě výhodněji v rozmezí od 0,010 do 0,100.

V jednom provedení rozvodný plynový systém obsahuje alespoň jeden vyfukovací box. Vyfukovací box obsahuje spodní plát, který vykazuje množství vypouštěcích otvorů. Vyfukovací box může vykazovat v podstatě rovinný spodní plát. Nebo může spodní plát vykazovat nerovný nebo zakřivený tvar, jako například, konvexní tvar, nebo konkávní tvar. Ve vhodném provedení vyfukovacího boxu je obecně konvexní spodní plát tvořený množstvím sekcí.

V předloženém vynálezu, může být užitečně využita úhlová aplikace oscilačního reverzního proudu plynu nebo vzduchu. Úhly vytvořené mezi obecným povrchem unašeče rouna (nebo plocha dopadu E rouna) a kladnými směry oscilačních proudů vzduchu nebo plynu skrze výstupní otvory mohou být v rozmezí téměř od 0 stupňů do 90 stupňů. Úhly mohou být orientovány v podélném strojním směru, v příčném strojním směru, a ve směru mezi podélným strojním směrem a příčným strojním směrem.

Po celé šířce rouna může být použito množství rozvodných plynových systémů. Uspořádání umožňuje větší flexibilitu v řízení podmínek způsobu odvodňování rouna po celé šířce rouna. Například, takovéto uspořádání umožňuje řídit vzdálenost dopadu • « «·

individuálně pro části rouna v přičném strojním směru. Pokud je požadováno, jednotlivé rozvodné plynové systémy mohou být rozmístěny po celém povrchu rouna v nenahodilém, a s výhodou šachovnicově uspořádaném rastru.

Oscilační pole reverzního proudu dopadajícího plynu může být výhodně použito v kombinaci s ustáleným proudem dopadajícího plynu vrženého na rouno. Vhodné provedení obsahuje po sobě se střídající aplikace oscilačního reverzního proudu plynu a ustáleného proudu plynu. Jeden z nich, nebo oba, oscilační plyn a ustálený proud plynu mohou obsahovat tryskové proudy, které vykazují úhlovou polohu vzhledem k unašeči rouna.

Unašeč rouna může zahrnovat různé struktury, například papírenský pás, síto nebo děrovaný plech, sušící válec atd. Ve vhodném provedení putuje unašeč rouna v podélném strojním směru při rychlosti od 100 stop za minutu do 10000 stop za minutu. Vhodněji je rychlost unašeče rouna od 1000 stop za minutu do 10000 stop za minutu. Zařízení podle předloženého vynálezu může být aplikováno v několika základních krocích celkového papírenského procesu, jako například vytváření, mokrý přenos, předsušení, sušící válec (jako například Yankee) a dodatečné sušení. Vhodné umístění oblasti dopadu je oblast vytvořená mezi sušícím válcem a sušícím příklopem postaveným vedle sušícího válce, v kteréžto instanci unašeč rouna může obsahovat povrch sušícího válce. Ve vhodném provedení je působící příklop umístěn na mokrém konci válce sušiče. Doba sušení může být řízena kombinací příklopu otočeného kolo sušícího válce a rychlostí stroje. Způsob je zejména užitečný v eliminaci vlhkostních gradientů přítomných ve strukturách s různou hustotou papírových roun.

Vhodné provedení unašeče rouna obsahuje nekonečný pás propustný pro tekutiny nebo pás, který vykazuje povrch stýkající se s rounem a zadní stranu protilehlou povrchu, který se stýká s rounem. Tento typ unašeče rouna vhodně obsahuje kostru spojenou s vyztužující strukturou a alespoň jeden odváděči žlábek táhnoucí se mezi povrchem stýkajícím se s rounem a spodním rubovým povrchem. Kostra může obsahovat v podstatě kontinuální strukturu. Alternativně, nebo dodatečně, kostra může obsahovat množství nespojitých výčnělků. Jestliže je povrch stýkající se s rounem vytvořen v podstatě kontinuální kostrou, povrch stýkající se s rounem obsahuje kontinuální síť; a alespoň jeden odváděči žlábek obsahuje množství nespojitých žlábků táhnoucích se skrze v podstatě kontinuální kostru, každý nespojitý žlábek je obklopen kostrou.

Použitím způsobu a zařízení předloženého vynálezu se může souběžně odstranit vlhkost z částí s různými hustotami strukturovaných roun. Odvodňovací charakteristika způsobu oscilačního reverzního proudu je závislá na podstatně menším stupni, jestli vůbec, na rozdílnostech v hustotě rouna, které je odvodňováno β · • · v porovnání s dosavadním stavem techniky, konvenčnímu způsoby využívajíc sušícího válce nebo způsob vysoušení vzduchem. Tudíž, způsob podle předloženého vynálezu účinně rozpojuje charakteristiky odstraňování vody odvodňovacího způsobu-hlavně poměry odstraňování vody-od rozdílů v relativních hustotách různých částí rouna, které je odvodňováno.

Způsob podle předloženého vynálezu, buď samostatně, nebo v kombinaci s vysušováním vzduchem, může eliminovat aplikaci sušícího válce jako kroku papírenského procesu. Jedna z vhodných aplikací způsobu podle předloženého vynálezu je v kombinaci s vysoušení vzduchem, zahrnuje aplikaci tlaku vytvářeného například vakuovým zdrojem. Zařízení podle předloženého vynálezu může být výhodně použito s vakuový zařízením, nebo vakuovým boxem, v kteréžto instanci je unašeč rouna vhodněji propustný pro tekutinu. Vakuové zařízení je vhodněji umístěno vedle rubového povrchu unašeče rouna a vhodněji v oblasti shodující s oblastí dopadu. Vakuové zařízení aplikuje tlak na rouno skrze unašeč rouna propustný pro tekutiny. V této instanci, oscilační reverzní proud plynu vytvářený generátorem impulsů a tlak vytvářený vakuovým zařízením mohou výhodně spolupracovat, čímž značně narůstá účinnost kombinovaného odvodňovacího způsobu, oproti těmto samostatným způsobům.

Volitelně může zařízení podle předloženého vynálezu vykazovat pomocné prostředky pro odstranění vlhkosti z oblasti dopadu zahrnující okrajovou vrstvu. Takovéto pomocné prostředky mohou obsahovat množství štěrbin v plynném spojení s vnější plochou, která vykazuje atmosférický tlak. Alternativně, nebo dodatečně mohou pomocné prostředky obsahovat vakuový zdroj a alespoň jednu vakuovou štěrbinu táhnoucí se od oblasti dopadu a/nebo oblasti sousedně k oblasti dopadu k vakuovému zdroji, čímž poskytuje mezi nimi plynné spojení.

Přehled obrázků ve výkresech

Předložený vynález bude ozřejměný v následujícím podrobném popisu jeho příkladných provedení v kombinaci s připojenou výkresovou dokumentací, ve které představuje:

Obr. 1 schematický a zjednodušený bokorys zařízení a vhodného kontinuálního způsobu podle předloženého vynálezu, znázorňující generátor impulsů vysílající oscilační reverzní proud dopadajícího vzduchu nebo plynu na pohybující se rouno unášené nekonečným pásem nebo řemenem.

Obr. 2 digram znázorňující kruhové rychlosti Vc a rychlosti V oscilačního reverzního proudu dopadajícího vzduchu nebo plynu, kruhová rychlost Vc zahrnuje kladné kmity VI a záporné kmity V2.

··· · · ·-» ····

Obr. 3 diagram podobný diagramu znázorněnému na obr. 2, znázorňující výstupní fázi distribuce kruhové rychlosti Vc vzhledem k akustickému tlaku P.

Obr. 4 schematický a zjednodušený bokorys impulsní spalovací komory, která může být použita v zařízení a způsobu podle předloženého vynálezu.

Obr. 4A částečný pohled, podél linie 4A-4A z obr. 4, znázorňující kruhový výpustní výstup impulsní spalovací komory, výpustní výstup vykazuje průměr D a plochu A otvoru.

Obr. 4B jiné provedení výpustního výstupu impulsní spalovací komory, vykazuje obdélníkový tvar.

Obr. 5 diagram znázorňující vzájemnou závislost mezi akustickým tlakem P a kladnou rychlostí Vc uvnitř impulsní spalovací komory.

Obr. 6 schematický a zjednodušený bokorys provedení zařízení a způsobu podle předloženého vynálezu, znázorňující generátor impulsů následně dopadající oscilační reverzní proud dopadajícího vzduchu nebo plynu střídající se s ustáleným proudem dopadajícího vzduchu nebo plynu na rouno nesené nekonečným pásem nebo řemenem v podélném strojním směru.

Obr. 7 schematický částečný pohled na zařízení předloženého vynálezu obsahující sušící příklop sušícího válce, rouno je nesené sušícím válcem.

Obr. 7A částečný schematický příčný řez zařízením podle předloženého vynálezu, zahrnuje unašeč rouna obsahující sušící válec nesoucí rouno a rozvodný plynový systém generátoru impulsů obsahující množství výpustních výstupů.

Obr. 7B pohled podobný tomu, který je znázorněný na obr. 7A, znázorňující unašeč rouna obsahující pás propustný pro tekutinu, rouno je vtlačeno mezi unašeč rouna a povrch sušícího válce, oscilační reverzní proud plynu je aplikován na rouno skrze unašeč rouna.

Obr. 8 schematickou prezentaci kontinuálního papírenského způsobu podle předloženého vynálezu, ilustrující některá možná umístění zařízení předloženého vynálezu vzhledem k celkovému papírenskému způsobu.

Obr. 9 schematický příčný řez podél linie 9-9 z obr. 1, znázorňující jedno provedení nenahodile uspořádaného rastru výpustních výstupů generátoru impulsů vzhledem k povrchu rouna.

Obr. 9A schematický půdorys výpustních výstupů, obsahující v podstatě obdélníkové otvory rozmístěné v nenahodilém uspořádání .

Obr. 10 schematický příčný řez vhodným provedením rozvodného plynového systému generátoru impulsů zakončený vyfukovacím boxem, který vykazuje množství výpustních otvorů rozprostírající se skrze dno vyfukovacího boxu.

Obr. 11 schematický půdorys podél linie 11-11 z obr. 10, znázorňující několik vyfukovacích boxů vhodně rozmístěných v podélném strojním směru.

Obr. 12 schematický příčný řez provedením vyfukovacího boxem se zakřiveným konvexním dnem.

Obr. 12A schematický a detailnější řez vyfukovacím boxem znázorněným na obr. 12, poskytující úhlovou aplikaci oscilačního vzduch nebo plynu vzhledem k unašeči rouna propustném pro tekutiny.

Obr. 13 schematický příčný řez provedením vyfukovacího boxu, který vykazuje dno obsahující množství vzájemně propojených sekcí vytvářející obecně konvexní tvar dna vyfukovacího boxu.

Obr. 13A schematický diagram znázorňující distribuci teploty oscilačního reverzního proudu plynu nebo vzduchu při výstupu z vyfukovacího boxu, který vykazuje zakřivené dno schematicky znázorněné na obr. 12, nebo dno rozdělené do sekcí znázorněné na obr. 13.

Obr. 14 schematický řez provedením vyfukovacího boxu, vykazující zakřivené konkávní dno.

Obr. 14A schematický diagram znázorňující distribuci teploty reverzního proudu dopadajících plynů při výstupu z vyfukovacího boxu, který vykazuje zakřivené konkávní dno schematicky znázorněné na obr. 14.

Obr. 15 schematický bokorys provedení způsobu, znázorňující množství generátorů impulsů rozmístěných nezávisle jeden na druhém v příčném strojním směru.

Obr. 16 částečný schematický bokorys provedení unašeče rouna propustného pro tekutiny obsahující v podstatě kontinuální kostru spojenou k vyztužující struktuře, přičemž se na unašeči rouna nachází vláknité rouno.

Obr. 17 částečný schematický půdorys unašeče rouna znázorněného na obr. 16 (pro jasnost není znázorněno vláknité rouno).

·· ·· ·· ·· ·· ···

Obr. 18 částečný schematický bokorys provedení unašeče rouna propustného pro tekutinu obsahující množství samostatných výčnělků spojených s vyztužující strukturou, na unašeči rouna je vláknité rouno.

Obr. 19 částečný schematický půdorys unašeče rouna znázorněného na obr. 18 (pro jasnost není znázorněno vláknité rouno).

Obr. 20 schematickou prezentaci provedení generátoru impulsů předloženého vynálezu obsahující infrazvukové zařízení.

Příklady provedení vynálezu

První krok způsobu podle předloženého vynálezu zahrnuje poskytnutí vláknitého rouna. Zde použitý termín vláknité rouno nebo jednodušeji rouno 60 (obrázky 1 a 6-9) označuje makroskopicky rovinný základ obsahující celulózová vlákna, syntetická vlákna nebo jejich kombinaci. Rouno 60 může výt vytvořeno papírenským způsobem, známým ze stavu techniky, který zahrnuje, ale neomezuje se pouze na něj, konvenční způsob vysoušení vzduchem. Vhodná vlákna obsahující rouno 60 mohou zahrnovat recyklovaná, nebo druhořadá, papírenským způsobem vytvořená vlákna, stejně tak jako čistá vlákna vytvořená papírenským způsobem. Takováto vlákna mohou obsahovat vlákna z tvrdého dřeva, vlákna z měkkého dřeva a vlákna nevyrobená ze dřeva. Zde použitý termín vláknité rouno zahrnuje vrstvu roun vykazující základní hmotnost od 8 liber na 3000 čtverečních stop (lb/3000 stop²) do 20 lb/3000 stop , stejne tak jako lepenková rouna vykazují základní váhu v rozmezí od 25 lb/3000 stop² do 100 lb/3000 stop², který zahrnuje, ale neomezuje se, na Kraftova papírová rouna vykazující základní hmotnost v rozmezí od 30 do 80 lb/3000 stop², bělené papírové lepenky vykazující základní hmotnost v rozmezí od 40 do 100 lb/3000 stop², a novinový papír vykazující typicky základní váhu 30 lb/3000 stop².

Prvnímu kroku poskytnutí vláknitého rouna 60 mohou předcházet kroky vytváření tohoto rouna. Osoba obeznámená se stavem techniky je schopna okamžitě rozeznat, že vytváření rouna 60 může zahrnovat kroky poskytnutí množství vláken 61 (obr. 8). V typickém kontinuálním papírenském procesu, ilustrovaném na obr. 8, je množství vláken 61 vhodněji uloženo v kapalinovém nosiči. Množství vláken 61 vhodněji obsahuje vodnatou disperzi. Vybavení pro přípravu vodnaté disperze vláken 61 je v technice dobře známé a není proto znázorněno na obr. 8. Vodnatá disperze vláken 61 může být poskytnuta do předního boxu 65, jak je znázorněn na obr. 8. Zatímco je na obr. 8 znázorněn jednoduchý přední box 65, mělo by být porozuměno, že zde může být v alternativním uspořádání více předních boxů podle způsobu předloženého vynálezu. Přední box (boxy) a vybavení pro přípravu vodnaté disperze vláken jsou příznačně typu, který je popsaný v patentovém dokumentu US 3 994 771, vydaném 30.listopadu 1976, původce Morgan a Rich,

• 9 který se tímto zahrnuje do odvolávek předloženého vynálezu. Příprava vodnaté disperze vláken vytvořených papírenským způsobem a příkladné charakteristiky této vodnaté disperze jsou detailněji popsány v patentovém dokumentu US 4 529 480, který se tímto začleňuje do odvolávek předloženého vynálezu. Předložený vynález také má v úmyslu použít rouno 60 vytvořené způsobem suchého pneumatického vrstvení. Takovéto způsoby jsou popsány například v článku S. Adanur, Paper Machin Clothing, Technomic Publishing Co., Lancaster, PA, 1997, s. 138. Předložený vynález také má v úmyslu použít rouno 60, které je zvlhčené. Zvlhčení již vytvořeného suchého rouna může být využito pro vytvoření třírozměrné struktury rouna, například, zpracováním zvlhčeného rouna a poté sušením zpracovaného rouna. V řešení podle předloženého vynálezu se také uvažuje použití papírenského způsobu výroby, který je popsaný v patentovém dokumentu US 5 656 132, vydaném 12.srpna 1997, původce Farrington a spol., jehož majitelem je firma Kimberly-Clark Worldwide, lne. Neenah, Wisconsin.

Zařízení 10 a způsob předloženého vynálezu jsou použitelné v různých fázích celkového papírenského způsobu, od fáze vytváření zárodku rouna až po fázi po sušení, jak je znázorněno na obr. 8, což je detailněji vysvětleno níže. Proto tedy pro účel předloženého vynálezu vláknité rouno 60 může vykazovat konzistenci vlákna od 10 % do 90 %, nebo jinak, vláknité rouno 60 může vykazovat obsah vlhkosti od 90 % do 10 %. Samozřejmě, že parametry způsobu a zařízení 10 předloženého vynálezu mohou, a vhodněji by měli, být přizpůsobeny konkrétní potřebám závisejícím na obsahu vlhkosti v rounu před odvodněním/sušením a požadovaném obsahu vlhkosti po tomto odvodnění/sušení, požadované rychlosti odvodnění/sušení, rychlosti rouna 60 ve vhodném kontinuálním způsobu, času pobytu (to jest čas během kterého je určitá část rouna 60 vystavena oscilačnímu proudu dopadajícího plynu) a jiným relevantním faktorům , které budou diskutovány níže. Rouno 60 může vykazovat nejednotnou distribuci vlhkosti před odstraněním vody způsobem a zařízením 10 podle předloženého vynálezu.

Zde použitý termín sušení se týká odstranění vody (nebo vlhkosti) z vláknitého rouna 60 vypařováním. Vypařování zahrnuje fázi přeměny vody z kapalné stavu do stavu páry. Termín odvodnění se týká odstranění vody z rouna 60 bez vytváření fáze změny u vody, která je odstraňována. Tento rozdíl mezi sušením a odvodněním je podstatný v kontextu předloženého vynálezu, protože závisí na jednotlivé fázi celého papírenského způsobu (obr. 8), jeden typ odstranění vody může být více relevantní než jiný. Například při fázi zárodečného vytváření rouna (obr. 8, I a II), množství vody je primárně odstraněno mechanickými prostředky. Poté, ve fázích stlačování a/nebo tepelných operacích a/nebo vysoušení vzduchem (obr. 8, III a IV) je obecně vyžadováno pro odstranění vody odpařování.

It · · ·· · · ··

Zde použité termíny odstranění vody nebo vodní odstranění (nebo obměna) jsou všeobecné a zahrnují jak sušení a odvodnění, společně nebo. v kombinaci. Podobně termíny vodního odstraňování rychlosti nebo rychlosti vodního odstraňování (a jejich obměna) se týkají odvodnění, sušení nebo jejich kombinace. Podobně termín zařízení pro odstraňování vody platí pro zařízení předloženého vynálezu konstruované pro odstranění vody z rouna 60 sušením, odvodněním, nebo jejich kombinací. Konjunktivní-disjunktivní kombinace odvodnění a/nebo sušení (nebo jednoduše odvodnění/sušení) zahrnuje jedno z následujících: odvodnění, sušení, nebo kombinace odvodnění a sušení, jak jsou zde definována.

Úspěch odvodnění závisí na formě vody přítomné v rounu 60. Ve fázi formování rouna může být voda přítomna v rounu 60 v několika odlišných formách: objemová (20 % vzhledem k celému obsahu vody), mikroporézní (40 %) koloidně vázaná (20 %) a chemicky sorbovaná (10 %). (H. Muralidhara a spol., Drying Technology, 3(4), 1985, 529-66.} Objem vody může být odstraněn pomocí vakuových technik. Nicméně, odstranění mikroporézní vody z rouna 60 je obtížnější než odstranění objemové vody, kvůli kapilárním silám vytvořeným mezi vlákny papírenského způsobu a vodou, které musí být překonány. Jak koloidně vázaná voda tak i chemicky sorbovaná voda nemohou být typicky odstraněny z rouna použitím konvenčních technik odvodňování kvůli silným vodíkovým vazbám mezi vlákny vytvářejícími papír a musí být odstraněna za použití tepelné úpravy. Zařízení a způsob předloženého vynálezu je použitelný jak pro techniky sušení tak i pro odvodnění za účelem odstraňování vody.

Zařízení 10 předloženého vynálezu obsahuje generátor 20 impulsů v kombinaci s unašečem rouna 70 konstruovaným pro unášení rouna 60 v těsné blízkosti generátoru 20 impulsů tak, že je rouno 60 penetrováno oscilačním reverzním proudem dopadajícího plynu vytvářeného generátorem 20 impulsů. Zde použitý termín generátor impulsů se týká zařízení, které je konstruované k vytváření oscilačního reversního proudu vzduchu nebo plynu, který vykazuje komponent kruhová rychlost/hybnost a komponent rychlost /hybnost . Vhodněji je akustický tlak vytvářený generátorem 20 impulsů převeden na kruhový pohyb velké amplitudy, zahrnující záporné fáze střídající se s kladnými, kladné fáze vykazují větší hybnost a kruhovou rychlost vzhledem k záporným fázím, což bude popsáno detailněji níže.

Jeden typ generátoru 20 impulsů, který může být použitelný v předloženém vynálezu obsahuje zvukový generátor a trubici, nebo výfuk, v podstatě jednotného průměru a vykazující jeden konec ústící do ovzduší a opačný, uzavřený konec, délku L trubice, která je měřena mezi protilehlými konci trubice (obr. 4). Trubice funguje jako rezonátor vytvářející stálé akustické vlny. Jak je známé ze stavu techniky, stálé akustické vlny vykazují kmitnu • · • ·

(maximální rychlost a minimální tlak) u otevřeného konce trubice a vrchol (minimální rychlost a maximální tlak) u uzavřeného konce trubice. Vhodněji tyto stálé vlny vyhovují následující podmínce: L=o(2N + l)/4, kde L je délka trubice; ω délka vlny stojatého vlnění a N je celé číslo (to jest N=0,01,2,3,....., atd.).

Zvuk vykazující délku vlny jedné čtvrtiny resonanční trubice (to jest L= ω/4, a N=0) je typicky ve stavu techniky definován jako základní tón. Jiné zvukové vlny jsou definovány jako první harmonická (N=l), druhá harmonická (N=2), třetí harmonická (N=3), ..... atd. V předloženém vynálezu, vhodná resonanční trubice vykazuje délku, která je rovna jedné čtvrtině (1/4) frekvence vytvářené zvukovým generátorem, to jest, vhodný generátor impulsů vytváří akustické vlny základního tónu, s N=0. Stálé akustické vlny poskytují proměnný tlak vzduchu v resonančním výfuku s největší tlakovou amplitudou při uzavřeném konci výfuku resonátoru. Frekvence a vlnová délka jsou odvozeny z následující rovnice: F = C/ω, kde F je frekvence a C je rychlost zvuku. V instanci generátoru 20 impulsů vytvářející základní tón, může být vztah mezi frekvencí a vlnovou délkou popsán specificky rovnicí: F = C/4L, z dříve definovaných vztahů.

Obr. 4 znázorňuje jeden vhodný generátor 20 impulsů, který obsahuje impulsní spalovací komoru 21. Impulsní spalovací komora znázorněná na obrázku 4, obsahuje spalovací komoru 13, vstup vzduchu 11, vstup paliva 12 a resonanční trubici 15. Zde použitý termín resonanční trubice 15, označuje část generátoru 20 impulsů, která způsobuje spalováním plynů podélné vibrování při určité frekvenci, zatímco se pohybuje v určitém předem určeném směru definovaném konfigurací resonanční trubice 15. Osoba obeznámená se stavem techniky si uvědomí, že rezonance nastává když je frekvence síly aplikované na resonanční trubici 15, to jest frekvence spalujícího plynu vytvářená ve spalovací komoře 13, rovna nebo blízko přírodní frekvenci rezonanční trubice 15. Jinak, generátor 20 impulsů, zahrnující resonanční trubici 15 je konstruován tak, že resonanční trubice 15 transformuje horké spalování plynu vytvářené ve spalovací komoře 13 do oscilace (to jest vibrace) reverzního proudu dopadajícího plynu.

Na obr. 4 vstup 11 vzduchu a vstup 12 paliva jsou v plynném spojení se spalovací komorou 13 pro dodávání vzduchu a paliva, podle pořadí, do spalovací komory 13, kde se palivo a vzduch mísí a vytváří hořlavou směs. Vhodněji, impulsní spalovací komora 21 také zahrnuje roznětku 4 4, za účelem výbuchu směsi vzduchu a paliva ve spalovací komoře 13. Impulsní spalovací komora 21 může také obsahovat vstupní ventil 11a vzduchu a vstupní ventil 12a paliva, pro řízení dodávky vzduchu a paliva, podle pořadí, stejně tak jako parametrů spalovacích cyklů impulsní spalovací komory 21.

Resonanční trubice 15 je dále v plynné komunikaci s rozvodným plynovým systémem 30. Zde použitý termín rozvodný plynový systém určuje kombinaci potrubí, výfuků, boxů atd., konstruovaný pro poskytnutí uzavřené trasy pro oscilační reverzní proud vzduchu nebo plynu produkovaný generátorem 20 impulsů a tím dodává oscilační reverzní proud vzduchu nebo plynu do předem určeného oblasti dopadu, kde je oscilační reverzní proud vzduchu nebo plynu namířen na rouno 60, čímž z něj odstraňuje vodu. Rozvodný plynový systém 30 je konstruován tak, aby minimalizoval a vhodně se vyvaroval naprosto ničivému zásahu, který může nepříznivě ovlivnit požadovaný mód chodu impulsní spalovací komory 21 nebo oscilačních charakteristik reverzního proudu plynu vytvářeného impulsní spalovací komorou 21. Osoba obeznámená se stavem techniky si je vědoma, že alespoň v některých možných provedeních (obrázky 1, 9 a 4) zařízení 10 předloženého vynálezu, může rozvodný plynový systém 30 obsahovat rezonanční trubici nebo trubice 15. Jinými slovy, v některých instancích může rezonanční trubice 15 obsahovat část spojenou jak s impulsní spalovací komorou 21 tak i s rozvodným plynovým systémem 30, oba jsou zde definovány. V takovýchto instancích, je kombinace rezonanční trubice (trubic) 15 a rozvodného plynového systému 30 označena termínem rezonanční rozvodný plynový systém a označena vztahovou značkou 35. Například rezonanční rozvodný plynový systém 35 může obsahovat množství rezonančních trubic, výfuků, 15, jak je znázorněno na obrázcích 4, 1 a 9. V tomto ohledu je rozdíl mezi rozvodným plynovým systémem 30 a rezonančním rozvodným plynovým systémem 35 spíše formální a termíny rozvodný plynový systém a rezonanční rozvodný plynový systém jsou ve většině zaměnitelné .

Bez ohledu na specifické provedení, rozvodný plynový systém 30 nebo rezonanční rozvodný plynový systém 35 dodává reverzní proud dopadajícího vzduchu nebo plynu na rouno 60, vhodněji skrze množství výstupních otvorů, nebo trubice 39. Vhodná frekvence F oscilačního reverzního proudu dopadajícího vzduchu nebo plynu vrženého na rouno 60 je v rozsahu od 15 Hz do 1500 Hz. Vhodnější frekvence F je od 15 Hz do 500 Hz a nejvhodnější frekvence F je od 15 Hz do 250 Hz. Jestliže generátor 20 impulsů obsahuje impulsní spalovací komoru 21, vhodná frekvence je od 75 Hz do 250 Hz.

Typický generátor 21 impulsů funguje následujícím způsobem. Poté co vzduch a palivo vniknou do spalovací komory 13 a smísí se zde, roznětka 14 zapálí směs vzduch-palivo, čímž se spustí impulsní spalovací komora 21. Spalování směsi vzduch-palivo vytváří náhlý nárůst v objemu uvnitř spalovací komory 13, spuštěný rapidním nárůstem teploty spalovacího plynu. Jak se horký spalovací plyn rozpíná, vstupní ventily 11a a 12a se zavírají, čímž způsobují, že spalovací plynu se rozpíná do rezonanční trubice 15, která je v plynné komunikaci se spalovací komorou 13. Na obr. 4 rezonanční trubice 15 také obsahuje rozvodný plynový sys17

• · • · · · · · ·

tém 30 a tudíž vytváří rezonanční rozvodný plynový systém 35, jak je vysvětleno výše. Rozvodný plynový systém 30 vykazuje alespoň jeden výpustní výstup 39, vykazující plochu otvoru, označenou jako A na obrázcích 4A a 4B, skrze kterou plochu otvoru A horký oscilační plyn opouští rozvodný plynový systém 30 (obr. 4) .

Osoba obeznámená se stavem techniky porozumí, že obr. 4 ilustruje jeden typ impulsní spalovací komory 21, která může být použita v předloženém vynálezu. Ve stavu techniky je znám rozmanité množství spalovacích komor. Příklady zahrnují, ale nikterak neomezují: plynová impulsní spalovací komora dodávaná na trh firmou The Fulton® Companies of Pulaski, New York; impulsní sušáky vyráběné firmou J. Jireh Corporation of San Rafael, California; a hořáky typu Cello® vyráběné firmou Sonotech, Inc. of Atlanta, Georgia.

Obr. 20 znázorňuje jiné provedení generátoru 20 impulsů, který obsahuje infrazvukové zařízení 22. Infrazvukové zařízení 22 obsahuje rezonanční komoru 23, která je v plynném spojení se vstupem 11 vzduchu skrze pulsátor 24 . Pulsátor 24 generuje oscilační vzduch, který vykazuje infrazvukový (nízké frekvence) tlak, který je poté zesílen v rezonanční komoře 23 a ní trubici 15. Infrazvukové zařízení 22, znázorněné 20, dále obsahuje tlak vyrovnávací hadici 28 pro tlaku vzduchu mezi pulsátorem 24 a rozptylovačem 26, a snímačem nezvučení 27 pro řízení frekvence pulsace. V infrazvukovém zařízení mohou být použity různé typy ventilů, například ventil 26 řídící plynné spojení mezi snímačem nezvučení 27 a vstupem 11 vzduchu. Jestliže generátor 20 impulsů obsahuje infrazvukové zařízení 22, vhodné frekvence oscilačního reverzního proudu vzduchu jsou od 15 Hz do 100 Hz. Infrazvukové zařízení 22 schematicky znázorněné na obr. 20, je komerčně dostupné pod označením INFRAFONE® OD Infrafone AB Company of Sweden. Nízkov rezonancna obrázku vyrovnávání snímačem frekvenční zvukové generátory jsou popsány tentových dokumentech: vodce Olsson a spol.; vodce Olsson a spol.; vodce Olsson a spol.;

US 4 517 915, US 4 650 413, US 4 635 571,

US 4 592 293, vydaný vydaný vydaný vydaný 3 v následujících pa21.května 1985, pů17.března 1987, pů13.června 1987, půčervna 1986, původ1988, původce původce Sandce Olsson a spol.; US 4 721 395, vydaný 26.ledna Olsson a spol.; US 5 350 887, vydaný 27.září 1994, strom, přičemž popisy těchto patentů se tímto začleňují do odvolávek za účelem popisu zařízení vytváření nízkofrekvenčních oscilací .

Zařízení 10, které obsahuje infrazvukové zařízení 22 může vykazovat prostředky (nejsou znázorněny) pro ohřívání oscilačního vzduchu vypouštěného infrazvukovým zařízením 22. Takové prostředky, pokud je požadováno, mohou obsahovat elektrické ohřívače nebo teplotou řízené prvky tepelného přenosu umístěné sousedně k oblasti dopadu. Nebo může být rouno 60 ohřáté skrze unašeč

ΊΟ rouna. Mělo by nicméně být pochopeno, že v některých provedeních (alespoň při některých fázích procesu vytváření papíru) může infrazvukové zařízení 22 vykazovat prostředky pro ohřívání. Například může být infrazvukové zařízení 22 použito pro fázi předsušení způsobu vytváření papíru, v kterémžto případě je infrazvukové zařízení 22 považováno za schopné působit efektivně při teplotě prostředí. Infrazvukové zařízení 22 může být také použito pro vytváření oscilačního pole, které je poté přidáno do ustáleného proudu dopadajícího plynu.

V případě, kdy generátor 20 impulsů obsahuje impulsní spalovací komoru 21, závisí akustická frekvence oscilačních vln reverzního proudu, alespoň částečně, na charakteristice (jako například hořlavosti) paliva použitého v impulsní spalovací komoře

21. Pro obě provedení generátoru 20 impulsů, to je s impulsní spalovací komorou 21 nebo s infrazvukovým zařízením 22, může mít vliv na frekvenci akustického pole vytvořeného reverzním proudem dopadajícího vzduchu nebo plynu také několik dalších faktorů, zahrnujících konstrukci a konfiguraci rezonančního systému 30. Například, jestliže rezonanční systém 30 obsahuje množství rezonančních trubic 15, jak je schematicky naznačeno na obrázcích 1 a 9, takovéto faktory obsahují, ale neomezujíc se na ně, průměr D (obr. 9), délku L (obr. 4) trubice nebo trubic 15, množství trubic 15 a poměr objemu rezonanční trubice (trubic) 15 k objemu spalovací komory 13 (obr. 4), nebo rezonanční komory 23 (obr. 20) .

Rezonátor typu Helmholtz může být podle předloženého vynálezu použit v generátoru 20 impulsů. Osoba obeznámená se stavem techniky bude schopna rozeznat, že rezonátor typu Helmholtz je vibrující systém obecně obsahující objem uzavřeného vzduchu s otevřenou drážkou nebo kanálem. Rezonátor typu Helmholtz funguje podobně jako rezonanční trubice, která vykazuje otevřené a uzavřené konce popsaná výše. Stálé akustické vlny vykazující kmitnu jsou vytvářeny při otevřeném konci rezonátoru typu Helmholtz. Příslušně vrchol existuje při uzavřeném konci rezonátoru typu Helmholtz. Rezonátor typu Helmholtz nemusí vykazovat konstantní průměr (a tudíž objem) po celé jeho délce. Typicky, rezonátor typu Helmholtz obsahuje velkou komoru, která vykazuje objem komory Wr připojený k rezonanční trubici, vykazující objem Wt. Kombinace prvků různých objemů vytváří akustické vlny. Vhodný rezonátor typu Helmholtz, a tudíž generátor 20 impulsů typu Helmholtz použitý v předloženém vynálezu vytváří stálé vlny při akustické rovnosti jedné čtvrtiny (1/4) vlnové délky při dané frekvenci, jak bylo vysvětleno výše. Frekvence zvukové vlny generátoru 20 impulsů typu Helmholtz může být popsána následujíc rovnicí: F= (C/2nL) x (Wt/Wr) °'⁵, kde: F je frekvence oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu, C je rychlost zvuku, L je délka rezonanční trubice, Wt je objem rezonanční trubice a Wr je objem spalovací komory 13. Tudíž, generátor 20 impulsů typu Helmholtz může být nastaven pro dosažení dané frekvence zvuku při19 způsobením objemu Wr komory, objemu Wt trubice a délky L trubice

15.

Generátor 20 impulsů typu Helmholtz obsahující impulsní spalovací komoru 21 je vhodný kvůli jeho vysoké spalovací účinnosti a vysoce rezonančnímu módu činnosti. Impulsní spalovací komora 21 typu Helmholtz typicky poskytuje nejvyšší kolísání tlaku na BTU (to jest britská tepelná jednotka) na hodinu energie uvolněné uvnitř daného objemu Wr spalovací komory 13. Výsledná vysoká úroveň proudu oscilací poskytuje požadovanou úroveň zesílení tlaku použitého v překonání poklesu tlaku po směru vybavení tepelné výměny. Kolísání tlaku u impulsní spalovací komory 21 typu Helmholtz užité v předloženém vynálezu je obecně v rozmezí od 1 libry na čtverečný palec (psi) během záporných vrcholů Q2 do 5 psi během kladných vrcholů Ql, což je znázorněno na diagramu na obr.2. Tato kolísání tlaku vytváří tlakové hladiny od 120 decibelů (dB) do 190 dB uvnitř spalovací komory 13. Obr. 3 je diagram podobný diagramu znázorněném na obrázku 2 a znázorňuje klidovou fázi distribuce, kruhovou rychlosti Vc vzhledem k akustickému tlaku P.

Oscilační reverzní proud dopadajícího plynu vykazuje dvě složky: složku rychlosti V a odpovídající hybnost M; a oscilační, nebo kruhovou složku charakterizovanou kruhovou rychlostí Vc a odpovídající kruhovou hybnost Mc. Přihlašovatel věří, že prostředek a oscilační komponenty reverzního proudu dopadajícího plynu jsou především vytvořeny následujícím způsobem. Plynné produkty spalování opouštějící spalovací komoru 13 do rezonančního rozvodného plynového systému 30 a vykazují významný moment M (proporcionální k rychlosti V spalovacího plynu a jeho hmotě). Když je spalování směsi vzduch-palivo v podstatě dokončeno ve spalovací komoře 13, setrvačnost spalovacího plynu opouští spalovací komoru 13 při vysoké rychlosti vytvářející částečně vakuum ve spalovací komoře 13, kteréžto vakuum způsobuje, že část spalovacího plynu se vrací do spalovací komory 13. Zůstatek výfukového plynu opouští impulsní spalovací komoru 22 skrz rezonanční systém 30 při rychlosti V. Částečné vakuum vytvořené ve spalovací komoře 13 otevírá vstupní ventil 11a a 12a čímž způsobí, že vzduch a palivo opět vniknou do spalovací komory 13; a opakuje se spalovací cyklus.

Zde použité oscilační cykly během kterých se spalovací plyn pohybuje dopředu od spalovací komory 13 a do, skrze, a z rozvodného plynového systému 30 jsou označeny jako kladné cykly; a oscilační cykly během kterých nastává zpětný proud dopadajícího plynu jsou označeny termínem záporné cykly. Příslušně, průměrná amplituda kladných cyklů je kladná amplituda a průměrná amplituda záporných cyklů je záporná amplituda. Obdobně, během kladných cyklů vykazuje plyn kladnou rychlost VI orientovanou v kladném směru Dl směrem k rounu 60 umístěném na unašeči rouna .70; a během záporných cyklů, plyn vykazuje zápornou

·· · · · ♦ · · · · · · · rychlost V2 orientovanou záporným směrem. Kladný směr Dl je opačný zápornému směru D2 a kladná rychlost VI je opačná záporné rychlosti V2. Kruhová rychlost Vc určuje okamžitou rychlost oscilačního proudu plynu při jakékoli dané hybnosti během procesu, zatímco rychlost V charakterizuje výslednou rychlost oscilačního pole reverzního proudu vytvořeného vibrováním spalováním plynu při frekvenci F obsahující sekvenci kladných cyklů střídající se zápornými cykly. Osoba obeznámená se stavem techniky je schopna rozeznat, že složka kladná rychlost VI je větší než složka záporná rychlost V2 a rychlost V vykazuje kladný směr Dl, z tohoto důvodu je výsledný pohyb oscilačního dopadajícího plynu v kladném směru Dl, to jest, opouští impulsní spalovací komoru 21 do rozvodného plynového systému 30. Mělo by být porozuměno, že jestliže kruhová rychlost VC se konstantně mění od kladné rychlosti VI k záporné rychlosti V2 opačné rychlosti VI, musí být instance, kdy kruhová rychlost Vc mění svůj směr, to jest příklad kdy Vc=0 vzhledem k VI a V2. Následkem toho, kladná rychlost VI a záporná rychlost V2 mění svojí absolutní hodnotu od nuly na maximum, z maxima na nulu a tak dále. Tudíž by mohlo být řečeno, že kladná rychlost VI je průměrná kruhová rychlost Vc během kladných cyklů a záporná rychlost V2 je průměrná kruhová rychlost Vc během záporných cyklů reverzního proudu dopadajícího plynu.

Má se za to, že rychlost V je možné určit na základě alespoň dvou faktorů. Za prvé, vzduch a palivo zapálené ve spalovací komoře vhodně vytváří stechiometrický proud plynu přes požadovaný interval výpalu. Jestliže je například potřeba, aby narostla intenzita spalování, může být zvýšen poměr dodávání paliva. Jak narůstá poměr dodávání paliva příslušně narůstá síla tlaku ve spalovací komoře 13, což na oplátku zvyšuje množství vzduchu nasávaného vstupním ventilem 11a vzduchu. Tudíž, vhodná impulsní spalovací komora 21 je schopna automatického udržování v podstatě konstantní stechiometrie po celý požadovaný interval výpalu. Samozřejmě, že může být spalovací stechiometrie změněna, pokud je to požadováno, modifikováním provozních charakteristik ventilů 11a, 12a, konfigurací impulsní spalovací komory 21 (zahrnující její rezonanční trubice 15) a jinými parametry. Za druhé, jestliže spalovací plyn vykazuje mnohem větší teplotu vzhledem k teplotě vstupu vzduchu a paliva, viskozita vstupního vzduchu a paliva je větší než viskozita spalovacích plynů. Vyšší viskozita vstupního vzduchu a paliva způsobuje větší odpor proudění skrze ventily 11a a 12a, to se vztahuje k odporu proudění skrze rezonanční systém 30.

Podle předloženého vynálezu impulsní spalovací komora 2JL vytváří intenzivní akustický tlak P, 160-190 dB, uvnitř spalovací komory 13. Díky otevřenému konci rezonanční trubice (trubic) 15, je akustický tlak P redukován u výstupu rezonanční trubice (trubic) 15. Toto snížení akustického tlaku P má za následek postupný nárůst kruhové rychlosti Vc, která dosahuje maxima při ·-*« výstupu rezonanční trubice (trubic) 15. V nejvhodnějším provedení generátoru 20 impulsů typu Helmholtz je akustický tlak minimální při výstupu rezonanční trubice (trubic) 15 - aby bylo dosaženo maximální kruhové rychlosti Vc u výfukového proudu oscilačních dopadajících plynů. Klesající akustický tlak P prospěšně redukuje hluk typicky spojený se zvukově zvětšenými způsoby stavu techniky. Například u některých experimentů s impulsní spalovací komorou 21, vedených ve shodě s předloženým vynálezem, akustický tlak P měřený ve vzdálenosti 1,0 palce až 2,5 palce od výpustních výstupů 39 byl přibližně od 90 dB do 120 dB. Tudíž, vhodný způsob a zařízení 10 předloženého vynálezu pracuje při významně nižší hladině hluku vzhledem ke stavu techniky zvukově zvýšených trvalých působících způsobů vykazujících průměrný akustický tlak do 170 dB (viz například U.S: patent č. 3, 694,926,2:16-25) .

Na výstupu rozvodného plynové systému 30 se kruhová rychlost Vc pohybuje v rozmezí od 1000 stop za minutu (stopa/min) do 50000 stop/min, a s výhodou v rozmezí od 2500 stop/min do 50000 stop/min, a může být vypočítána na základě naměřeného akustického tlaku P ve spalovací komoře 13. Pro uvedený účel výhodnější kruhová rychlost Vc se pohybuje v rozmezí od 5000 stop/min do 50000 stop/min. Diagram na obr. 5 schematicky znázorňuje závislost mezi akustickým tlakem P a kruhovou rychlostí Vc. Jak je vysvětleno výše, podle vhodného způsobu předloženého vynálezu, kruhová rychlost Vc narůstá uvnitř generátoru 20 impulsů, dosahuje svého maxima při výstupu z rozvodného plynového systému 22 skrze výpustní výstup (výstupy) 39, zatímco akustický tlak, vytvářený výbuchem směsi palivo-vzduch uvnitř spalovací komory 13, klesá. (Na diagramu obr. 5 symbol a odpovídá umístění uvnitř spalovací komory 13, kde se koná spalování a symbol bodpovídá výstupu z výpustních výstup(ů) 39. ) Podle předloženého vynálezu se střední rychlost V pohybuje v rozmezí od 1000 stop/min do 25000 stop/min a poměr Vc/V se pohybuje v rozmezí od 1,1 do 50,0. S výhodou se rychlost V pohybuje v rozmezí od 2500 stop/min do 25000 stop/min a poměr Vc/V v rozmezí od 1,1 do 20,0. Ještě výhodněji se rychlost V pohybuje v rozmezí od 5000 stop/min do 25000 stop/min a poměr Vc/V v rozmezí od 1,1 do 10,0. Kruhová rychlost Vc narůstá v amplitudě od vstupu rezonanční trubice do výstupu rezonanční trubice a tudíž k výpustnímu výstupu 39 rozvodného plynového systému 30. Toto dále zlepšuje konvekční tepelný přenos mezi spalovacím plynem a vnitřními stěnami rozvodného plynového systému 22· Podle předloženého vynálezu je dosaženo maximálního tepelného přenosu při výstupu výpustních výstupů 39 rozvodného plynového systému 30.

Impulsní spalování je popsáno v několika zdrojích, jako je například Nomura a spol., Heat and Mass Transfer Characteristics of Pulse-combustion Drying Process, Drying'89, Ed. A.S. Mujumdar and M. Roques, Hemispher/Taylor Francis, Ν. Y. , str. 543-549, 1989; V. I. Hanby, Convective Heat Transfer in Gas-Fired Pulsa22

ting Combustor, Trans. ASME J. of Eng. For Powel, roč. 91A, str. 48-52, 1969; A. A. Putman, Pulse Combustion, Progress Energy Combustion Science, 1986, sv. 12, str. 4-79, Pergamon Journal LTD; John M. Corliss a spol., Heat-Transfer Enhancement By Pulse Combustion In Industrial Processes, Procedures of 1986 Symposium on Industrial Combustion Technology, Chicago, str. 39-48, 1986; P. A. Eibeck a spol., Pulse Combustion: Impinging Jet Heat Transfer Enhancement, Combust. Sci. and Tech., 1993, sv. 94, str. 147-165. Tyto články se tímto začleňují do odvolávek vynálezu za účelem popisu impulsního spalování a různých typů impulsních spalovacích komor. Mělo by nicméně být pečlivě poznamenáno, že pro účely předloženého vynálezu jsou vhodné pouze ty spalovací komory, které jsou schopné vytvořit dopadající plyn, který vykazuje oscilační sekvence kladných cyklů a záporných cyklů, nebo-jak je zde použito- oscilační reverzní proud dopadajícího plynu. Charakter reverzního proudu dopadajícího plynu poskytuje významné výhody odvodňování a výhody úspory energie proti ustálenému proudu dopadajícího plynu dosavadního stavu techniky, jak bude znázorněno dále.

Zařízení 10 předloženého vynálezu, které zahrnuje generátor 20 impulsů a unašeč rouna 70, je konstruováno tak, aby bylo schopno vypouštět oscilační reverzní proud dopadajícího vzduchu na rouno 60 podle již předem určených, a s výhodou regulovatelných, rastrů. Obrázky 1, 6, 7 a 8 znázorňují několik nejdůležitějších uspořádání generátoru 20 impulsů vzhledem k unašeči 7 0 rouna. Na obr. 1 generátor 20 impulsů vypouští oscilační reverzní proud dopadajícího vzduchu nebo plynu na rouno 60 nesené unašečem 70 rouna pohybujícím se v podélném strojním směru, respektive MD směru. Zde použitý termín podélný strojní směr je směr, který je rovnoběžný s pohybem rouna 60 skrze aparaturu. Příčný strojní směr, respektive CD směr, je směr, který je kolmý k podélnému strojnímu směru a rovnoběžný s hlavní rovinou rouna 60. Na obrázcích 1 a 9 je schematicky znázorněn rezonanční rozvodný plynový systém 35 jak obsahuje v příčném směru několik řad rezonančních trubic, nebo otvorů 15, každá vykazuje alespoň jeden výstupní výstup 39. Nicméně by mělo být porozuměno, že počet trubic 15 a výstupů 39, stejně tak jako rastr jejich distribuce vzhledem k povrchu rouna 60, může být ovlivněn různými faktory, které zahrnují, ale neomezujíc se pouze na ně, parametry celého odvodňovacího procesu, charakteristiky (jako například teplota) vzduchu nebo plynu, typ rouna 60, vzdálenost Z dopadu (obrázky 1 a 7A) vytvořená mezi výstupními výstupy 39 a unašečem rouna 70, čas pobytu, požadovaná konzistence vlákna rouna 60 poté co je dokončeno odvodnění podle předloženého vynálezu. Výstupy 39 nemusejí vykazovat kulatý tvar příkladného provedení znázorněného na obr. 9. Výstupy 39 mohou vykazovat jakýkoli vhodný tvar, zahrnující, ale neomezující se pouze na ně, obecně obdélníkový tvar znázorněný na obr. 4B.

Zde použitý termín vzdálenost dopadu označená jako Z označuje mezeru vytvořenou mezi výpustními výstupy 39 rozvodného plynového systému 30 a kontaktním povrchem rouna unašeče 70 rouna. Ve vhodném provedení zařízení 10 podle předloženého vynálezu mohou být poskytnuty prostředky pro řízení vzdálenosti dopadu Z. Takovéto prostředky mohou obsahovat konveční manuální mechanismy, stejně tak jako automatizovaná zařízení, pro vzájemné přizpůsobení výstupů 39 rozvodného plynového systému 30 a unašeče 70 rouna, to jest směrem k a od jeden od druhého, čímž se přizpůsobuje vzdálenost Z dopadu. Do budoucna, vzdálenost Z dopadu může být automaticky přizpůsobitelná v odpovědi na signál z řídícího zařízení 90, která je schematicky znázorněno na obr. 1. Řídící zařízení měří alespoň jeden z parametrů procesu odvodňování nebo jeden z parametrů rouna 60. Například může řídící zařízení obsahovat zařízení pro měření vlhkosti, které je konstruováno pro měření obsahu vlhkosti v rounu 60 před a/nebo poté co je rouno 60 podrobeno odstranění vody, nebo v průběhu procesu odstraňování vody (obr. 1). Když je obsah vlhkosti rouna 60 vyšší nebo nižší než určitý přednastavený stupeň, zařízení pro měření vlhkosti zasílá náhodný signál pro příslušné přizpůsobení vzdálenosti Z dopadu. Jinak, nebo dodatečně, řídící zařízení 90 může obsahovat teplotní senzor konstruovaný pro měření teploty rouna 60 zatímco je rouno 60 podrobeno působení reverzního proudu podle předloženého vynálezu. Osoba obeznámená se stavem techniky si uvědomí, že obyčejně papír snáší teploty ne větší než 300 °F - 400 °F. Tudíž, může být řízení teploty rouna důležité, zvláště v procesu podle předloženého vynálezu, v kterém dopadající reverzní proud plynu může vykazovat teplotu až 2500 °F, když opouští výpustní výstupy 3 9 rozvodného plynového systému 30. Do budoucna tedy vzdálenost Z dopadu může být automaticky přizpůsobitelná v odpovědi na signál z řídícího zařízení 90, které je konstruováno k měření teploty rouna 60. Když je teplota rouna 60 vyšší než určitý předem zvolený práh, řídící zařízení 90 zasílá náhodný signál pro příslušné přizpůsobení (pravděpodobně nárůst) vzdálenosti dopadu Z, čímž vytváří podmínky pro snížení teploty rouna 60. Tyto a jiné parametry procesu odvodnění, samotné nebo v kombinaci, mohou být použity jako vstupní charakteristiky pro přizpůsobení vzdálenosti Z dopadu.

Ve vhodném provedení se může vzdálenost Z dopadu pohybovat mezi 0,25 palce až 6,0 palců. Vzdálenost Z dopadu určuje oblast dopadu, to jest oblast mezi výpustními výstupy 39 a unašečem rouna 70, kterážto oblast je penetrována oscilačním reverzním proudem plynu generátoru 20 impulsů. Ve vhodném provedení zařízení 10 a způsobu podle předloženého vynálezu je poměr vzdálenosti Z dopadu k ekvivalentnímu průměru D výpustního výstupu 39, to jest, poměr Z/D, od 1,0 do 10,0. Zde použitý ekvivalentní průměr D definuje plochu A otvoru výstupu 39, který vykazuje nekruhový tvar, vzhledem k úměrné ploše otvoru výstupu 39, který vykazuje kruhový geometrický tvar. Plocha jakéhokoli tvaru může být popsána rovnicí: S=l/4nD², kde S je plocha jakéhokoli geomet24 rického tvaru, n= 3,14159, a D je ekvivalentní průměr. Například, plocha otvoru výstupu 39, který vykazuje obdélníkový tvar může být vyjádřena jako kruh ekvivalentní plochy s, která vykazuje průměr d. Poté může být průměr d vypočítán z rovnice: s=l/4nd², kde s je známá plocha čtverce. V předcházejícím příkladu, je průměr d ekvivalentní průměr D tohoto čtverce. Samozřejmě, ekvivalentní průměr kruhu je skutečný průměr kruhu (obrázky 4 a 4A).

Různé konstrukce rozvodného plynového systému 30 vhodné pro dodávání oscilačního pole reverzního proudu plynu na rouno 60 zahrnují ty, které obsahují jednoduché rovné trubice, nebo mezery 15 (obr. 4), nebo množství trubic 15 (obr. 1) . Geometrický tvar, úměrná velikost a počet trubic 15 závisí na požadovaném profilu tepelného přenosu, vzájemná velikost plochy sušícího povrchu a jiných parametrech procesu. Bez ohledu na konkrétní konstrukci, rozvodný plynový systém 30 musí udržet určité charakteristiky. Za prvé, jestliže rozvodný plynový systém 30 obsahuje rezonanční trubice 15, vytváří rezonanční rozvodný plynový systém 35, jak bylo vysvětleno výše, rezonanční rozvodný plynový systém 35 musí transformovat, nebo konvertovat, spalování plynu vytvářené uvnitř spalovací komory 13 do dopadajícího oscilačního proudu plynu, jak je popsáno výše. Za druhé, rozvodný plynový systém 30 musí dodávat oscilační reverzní proud dopadajícího plynu na rouno 60. Požadavkem, že rozvodný plynový systém 30 musí dodávat dopadající plyn na rouno 60, je míněno, že dopadající plyn musí aktivně působit na vlhkost obsaženou v rounu 60, jako například alespoň částečně odstranit tuto vlhkost z rouna 60 a z okrajové vrstvy sousedně k rounu 60. Mělo by být porozuměno, že požadavek, že dopadající plynu budou dodávány na rouno 60 nezahrnuje, že dopadající plynu mohou penetrovat, alespoň částečně, rouno 60. Samozřejmě, v některých provedeních předloženého vynálezu, dopadající plyny mohou penetrovat rouno 60 skrze celou tloušťku rouna, nebo mocnost, čímž se přemísťuje, ohřívá, odpařuje a odstraňuje voda z rouna 60.

Konstrukce rozvodného plynového systému 30 může být rozhodující pro získání požadovaných vysokých rychlostí odstranění vody (to jest odvodnění rouna a/nebo sušení)- až do 150 liber na čtvereční stopu za hodinu (lb/stopu² · hod) a vyšší, ve shodě s předloženým vynálezem. Ne pouze výsledná otevřená plocha výpustních výstup 39 ve vztahu k dopadové ploše rouna 60, je důležitá, ale také rastr rozložení výpustních výstupů 39 po celé dopadové oblast rouna. Zde použitý termín výsledná otevřená plocha, označená jako ΣΑ, se týká celkové plochy tvořené jednotlivými plochami A otvorů výstupů 39. Plocha části rouna 60 zasažená dopadajícím oscilačním polem reverzního proudu, v jakémkoli momentu kontinuálního způsobu je označena jako plocha E dopadu. Plocha E dopadu může být vypočítána jako E - RH, kde R je délka plochy E dopadu (obr. 1) a H je šířka rouna 60 (obrázky 9 a 11). Vzdálenost R je určena konfigurací rozvodného plynového systému • · · — · • ·

-2C

30, konkrétně rozměrem podélného strojního směru rastru množství výpustních výstupů 39, což je nejlépe znázorněno na obr. 1. Plocha E dopadu je, jinými slovy, plocha odpovídající oblasti nastíněné rastrem množství výpustních výstupů 39. Vztah mezi výslednou otevřenou plochou ΣΑ a plochou E dopadu rouna může být definován jako poměř ΣΑ/Ε, který se může pohybovat v rozmezí 0,002 až 1,000. Podle výhodného provedení předloženého vynálezu, je poměr ΣΑ/Ε od 0,005 do 0,200 (to jest, ΣΑ obsahuje od 0,5 % do 10 % vzhledem k E) . Vhodnější poměr ΣΑ/E je od 0,010 do 0,100.

Podle předloženého vynálezu rouno 60 vykazuje obsah vlhkosti od 10 % do 60 %, rychlosti odstraňování vody jsou vyšší než 25 až 30 lb/stop² hod) . Výhodnější rychlosti odstraňování vody jsou vyšší než 50 až 0 lb/stop² · hod. Ještě výhodnější rychlosti odstraňování vody se pohybují v rozmezí od 75 lb/stop²-hod do 150 lb/stop²-hod a výše. Aby bylo dosaženo požadovaných rychlostí odstranění vody pro rouno 60, oscilační reverzní proud dopadajícího plynu by měl vhodněji vytvořit oscilační pole proudu v podstatě jednotně se dotýkající rouna 60 skrze povrch rouna 60 v oblasti E dopadu. Oscilační pole může být vytvořeno, když je proud oscilačního plynu z rozvodného plynového systému 30 v podstatě rovnoměrně rozštěpený a dopadá na sušící povrch rouna 60 skrze síť výpustních výstupů 39. Také může být nezbytné řízení teploty dopadajícího oscilačního plynu uvnitř rozvodného plynového systému 30 přiměřený možné hustotě efektů uvnitř impulsní spalovací komory 21 a rozvodného plynového systému 30. Je žádoucí, aby byla řízena teplota plynu na výstupu z rozvodného plynového sytému 30 skrze výpustní výstupy 39, protože to napomáhá řídit rychlosti odstraňování vody. Osoba obeznámená se stavem techniky bude okamžitě schopna rozpoznat, že řízení teploty plynu může být kvalifikované za použití vodou chlazeného opláštění nebo vzduchem/plynem chlazení vnějších povrchů impulsní spalovací komory 21 a rozvodného plynového systému 30. Tlakové chlazení vzduchem a chladící žebrování může být také použito k řízení teploty plynu na výpustních výstupech 39 a k obnovení tepla v impulsní spalovací komoře 21 stejně tak jako řízení umístění čela plamene v rezonanční trubici (cích) 15.

Bylo shledáno, že oscilační pole může být distribuováno za použití výstupů 39, které vykazují různost v geometrických tvarech, je následováno několik poskytnutých vodítek. Za prvé, rezonanční rozvodný plynový systém 35 by měl vhodně vykazovat stejné objemy a délky u každé trubice 15, aby udržoval takové vlastnosti akustického pole, aby bylo zajištěno, že akustický tlak vytvářený ve spalovací komoře 13 je maximálně a jednotně konvertován do oscilačního pole při výstupu výpustních výstupů 39. Za druhé, konstrukce rezonančního rozvodného plynového systému 35 (nebo rozvodného plynového systému 30) by měla minimalizovat zpětný tlak ve spalovací komoře 13. Zpětný tlak může nepříznivě ovlivnit činnost vstupního ventilu vzduchu 11a (zvláš26

tě, když to je aerodynamicky přirozené) a následně redukovat dynamický tlak vytvářený impulsní spalovací komorou a oscilační rychlost Vc dopadajících plynů. Za třetí, výsledná otevřená plocha ΣΑ množství výpustních výstupů 39 by měla korelovat s výslednou plochou otvoru (v řezu) trubky nebo trubic 15. to znamená, že v některých provedeních by měla být výsledná otevřená plocha ΣΑ množství výpustních výstupů 39 s výhodou rovna výsledné ploše otvoru (v řezu) trubice nebo trubic 15. V jiných provedeních, nicméně, může být požadované, aby vykazoval nestejné plochy otvorů pro poskytnutí řízení (pravděpodobně jednotného) teplotního profilu oscilačního pole reverzního proudu plynu. Analogií s výslednou otevřenou plochou ΣΑ výpustních výstupů 39 osoba obeznámená se stavem techniky by měla rozumět, že výsledná plocha otvoru trubice nebo trubic 15 se týká kombinované plochy otvoru vytvořené jednotlivými trubicemi 15, jak může být seznatelné z myšleného řezu, vedeného kolmo na proud oscilačního plynu.

Rastr rozmístění výpustních výstupů 39 v půdorysu, vzhledem k rounu 60 se může měnit. Obr. 9 například znázorňuje z hlediska rozmístění nenahodile střídavé uspořádání. Rastr rozmístění obsahuje nenahodile střídavé uspořádání usnadňující i aplikaci dopadajícího plynu a tudíž mnohem jednotnější rozmístění teploty plynu a rychlosti vzhledem ploše dopadu rouna 60. Výpustní výstupy 39 mohou vykazovat v podstatě obdélníkový tvar, jak je znázorněný na obr. 4B. Takovýto obdélníkový výpustní výstup 39 může být konstruován pro pokrytí celé šířky rouna 60 nebo alternativně jakékoli části šířky rouna 60.

Obrázky 10 a 11 znázorňují rozvodný plynový systém 30, který obsahuje množství vyfukovacích boxů 36, každý zakončený spodním plátem 37, který obsahuje množství výpustních výstupů 39. Výpustní výstupy 39 mohou být vytvořeny jako perforace skrze spodní plát 37, jakýmkoli jiným způsobem známým ve stavu techniky. Na obr. 10, vyfukovací box 36 vykazuje obecně lichoběžníkový tvar, ale mělo by být porozuměno, že jsou také možné jiné tvary vyfukovacího boxu 36. Podobně, zatímco vyfukovací box znázorněný na obrázku 10 vykazuje v podstatě rovný spodní plát 37, bylo vypozorováno, že nerovný nebo zakřivený tvar spodní plát 37 je též možný a i vhodný. Například, obr. 12 znázorňuje vyfukovací box 36, který vykazuje konvexní spodní plát 37; a obr. 14 znázorňuje vyfukovací box 36, který vykazuje konkávní spodní plát 37 . Bylo shledáno, že konvexní tvar spodního plátu 37 poskytuje vyšší teploty oscilačního plynu v oblasti dopadu, oproti rovnému spodnímu plátu 37, obr. 13A. Zároveň konkávní tvar spodního plátu 37 poskytuje mnohem jednotnější distribuci teploty plynu po celé ploše dopadu rouna 60, oproti distribuci teploty poskytnuté rovným spodním plátem, všechny jiné charakteristiky způsobu a zařízení jsou stejné, obr. 14A.

Μ • « • · • ·

Zatímco obr. 12 znázorňuje spodní plát 37, který je konvexní a je zakřivený v řezu, obr. 13, znázorňuje jiné provedení obecně konvexního spodního plátu 37, vytvořeného množstvím sekcí. Obr. 13 schematicky znázorňuje spodní plát 37, který obsahuje tři sekce: první sekci 31, druhou sekci 32 a třetí sekci 33. Ve znázornění řezu, sekce 31, 32 a 33 vytváří mezi sebou úhly, čímž ve znázorněném řezu vytváří lomenou čáru. Samozřejmě, že počet sekcí a stejně tak i jejich tvar se mohou lišit od těch, které jsou znázorněné na obr. 13. Například, každá ze sekcí 31, 32 a 33 znázorněných na obr. 13, vykazuje v podstatě v řezu rovnou konfiguraci. Nicméně, každá ze sekcí 31, 32 a 33 může být samostatně zakřivená (není znázorněno) obdobně jako spodní plát 37 znázorněný na obr. 12.

Osoba obeznámená se stavem techniky by si měla uvědomit, že v souvislosti se spodním plátem 37, který vykazuje konvexní tvar (zda je nebo není zakřiven), vzdálenost dopadu Z, definovaná výše, se může různit mezi jednotlivými výpustními výstupy 39. Tudíž, jak je zde použito, vzdálenost Z v kontextu konvexního spodního plátu 37 je aritmetický průměr jednotlivých vzdáleností Zl, Z2, Z3 atd. dopadu (obrázky 12 a 13) mezi kontaktním povrchem rouna unašeče rouna 70 a příslušným výpustním výstupem 39, příslušnou plochu A otvoru a příslušným počtem výpustních výstupů 39 na jednotku plochy dopadu rouna 60. Například, obr. 13 znázorňuje spodní plát 37, který vykazuje, v řezu, tři výpustní výstupy 39 (v sekci 32) , vykazující vzdálenost dopadu Z3, dva výpustní výstupy 39 (každý v sekci 31a druhý v sekci 33) , které vykazují vzdálenost dopadu Z2 a dva výpustní výstupy 39 (jeden v sekci 31 a druhý v 33) vykazující vzdálenost dopadu Z2. Poté sečtením těchto všech výpustních výstupů 39, kteří vykazují vzájemně stejné plochy A otvorů, vzdálenost dopadu pro celý spodní plát je vypočítána jako (Z3x3+Zlx2+Z2x2)/7. Jestliže výpustní výstupy 39 vykazují nestejné plochy A otvoru, různé plochy A by měly být zahrnuty do rovnice, pro započítání různého přínosu jednotlivých výpustních výstupů 39. Jednotlivé vzdálenosti dopadu Zl, Z2, Z3 atd., jsou měřeny od bodu v kterém geometrická osa výpustního výstupu 39 kříží pomyslnou čáru vytvořenou čelním povrchem obráceným k rounu spodního plátu 37 . Stejný způsob počítání vzdálenosti Z dopadu může být aplikován, pokud je to vhodné, v kontextu s unašečem 70 rouna, který obsahuje sušící válec 80, obrázky 7, 7A a 8 (IV), což si osoba obeznámená se stavem techniky uvědomí.

Jiné konstrukce a obměny rozvodného plynového systému 30 zahrnující výpustní výstupy 39 jsou také v předloženém vynálezu uvažovány. Například, množství otvorů v plátech 37 může obsahovat obdélníkové štěrbinovité otvory rozmístěné v předem určeném rastru, jak je schematicky znázorněno na obr. 9A. Podobně, kombinace (není znázorněna) kruhových výpustních výstupů 39 a štěrbinovitých výpustních výstupů 39 může být použita, pokud je to požadováno, v zařízení 10 podle předloženého vynálezu.

• «

Věří se, že úhlová aplikace oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu může být užitečně použita v předloženém vynálezu. Úhlovou aplikací je myšleno, že kladný směr proudu oscilačního vzduchu nebo plynu a povrch dotýkající se rouna unašeče 70 rouna vytváří mezi sebou ostrý úhel. Obrázky 12 a 13 ilustrují takovouto úhlovou aplikaci dopadající oscilačního vzduchu nebo plynu. Mělo by být pečlivě poznamenáno, nicméně, že úhlová aplikace oscilačního vzduchu nebo plynu není nezbytně důsledná konvexnímu, konkávnímu nebo jinak zakřivenému (nebo lomenému) tvaru spodního plátu 37 . Jinými slovy, zakřivený nebo zalomený spodní plát 37 může být lehce konstruován pro poskytnutí neúhlového (to jest kolmému k unašeči 7 0 rouna) aplikaci oscilačního vzduchu nebo plynu, jak je nejlépe znázorněno na obr. 13. Podobně může rovný spodní plát 37 obsahovat výpustní výstupy 39 konstruované pro poskytnutí úhlové aplikace oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu (není znázorněno). Samozřejmě, úhlová aplikace oscilačního vzduchu nebo plynu může být poskytnuta pomocí jiných prostředků než vyfukovacího boxu 36, například množstvím jednotlivých trubek, každé zakončené výpustním výstupem 39 a bez vyfukovacího boxu 36. Zatímco zamítnutí je omezeno teorií, přihlašovatel věří, že výhody odvodňování rouna poskytnuté úhlovou aplikací oscilačního vzduchu nebo plynu mohou být přisuzovány faktu, že stírací efekt úhlových proudů oscilačního vzduchu nebo plynu je usnadněno existencí ostrého úhlu (úhlů) mezi proudem (proudy) vzduchu a povrchem rouna 60.

Na obr. 12A označuje symbol λ všeobecný úhel vytvořený mezi obecným, nebo makroskopicky monoplanárním, povrchem unašeče 70 rouna a kladným směrem oscilačního proudu vzduchu nebo plynu skrze výpustní výstupy 3 9. Zde použité termíny obecný povrch (nebo půdorys) a makroskopicky monoplanární povrch oba označují průmět unašeče 70 rouna, když je unašeč 70 rouna viděn jako celek, bez ohledu na strukturální detaily. Samozřejmě že může být tolerována mírná odchylka od absolutní rovnosti, nicméně není vhodná. Mělo by být zřejmé, že úhlová aplikace oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu může být realizovatelná vzhledem k příčnému strojnímu směru (obr. 12), vzhledem k podélnému strojnímu směru (není znázorněn), a vzhledem k oběma směrům, to je jak k podélnému strojnímu směru, tak i k příčnému strojnímu směru (není znázorněn). Podle předloženého vynálezu je úhel λ od téměř 0° do 90°. Také jednotlivé úhly λ (λΐ, λ2, λ3) mohou (a v některých provedeních vhodně jsou) se mezi sebou lišit, jak je nejlépe znázorněno na obr. 12a Χ1>λ2>λ3. Osoba obeznámená se stavem techniky si uvědomí, že výše uvedené poznatky vzhledem k úhlu λ mohou být také analogicky aplikovatelné na konkávní spodní plát 37, znázorněný na obr. 14.

Obr. 15 schematicky znázorňuje provedeni způsobu podle předloženého vynálezu, u kterého je použito množství rozvodných plynových systémů 30 (30a, 30b a 30c) přes celou šířku rouna 60.

•c ·· «· · · ·»

Toto uspořádání umožňuje větší flexibilitu řízení podmínek procesu odvodnění rouna po celé šířce rouna 60 a tudíž řízení relativní vlhkosti a/nebo odvodňovacích rychlostí různých (pravděpodobně v příčném strojním směru) částí rouna 60. Například takové uspořádání umožňuje stejné řízení vzdálenosti Z dopadu individuálně pro jednotlivé části rouna 60. Na obr. 15 rozvodný plynový systém 30a vykazuje vzdálenost Za dopadu , rozvodný plynový systém 30b vykazuje vzdálenost Zb dopadu a rozvodný plynový systém 30c vykazuje vzdálenost Zc dopadu. Každá ze vzdáleností Za, Zb, Zc dopadu může být samostatně přizpůsobitelná, nezávisle na jiné. Mohou být poskytnuty prostředky 95 pro řízení vzdálenosti Z dopadu. Zatímco obr. 15 znázorňuje tři generátory 20 impulsů, každý má svůj vlastní rozvodný plynový systém 30, mělo by být porozuměno, že v jiných provedeních samotný generátor 20 impulsů může vykazovat množství rozvodných plynových systémů 30, každý vykazuje prostředky pro individuální přizpůsobení vzdálenosti Z dopadu.

V provedeních způsobu podle předloženého vynálezu, obsahují dvě nebo více impulsní spalovací komory 21, pár impulsních spalovacích komor 21 může vhodně fungovat v tandemové konfiguraci, v těsné blízkosti. Toto uspořádání (není znázorněno) může mít za následek 180° fázi mezery mezi hořením tandemu impulsních spalovacích komor 21, která by mohla vyrábět dodatečný užitek redukcí emisí hluku. Toto uspořádání může také vytvářet vyšší stupně dynamického tlaku uvnitř impulsní spalovací komory, což na oplátku, způsobí větší kruhovou rychlost Vc dopadajících oscilačních plynů reverzního proudu opouštějící výpustní výstupy 39 rezonančního systému 30. Větší kruhová rychlost Vc zvětšuje účinnost odvodňování.

Podle předloženého vynálezu, může být použito oscilační pole oscilačního proudu dopadajícího plynu v kombinaci s ustáleným proudem dopadajícího plynu. Zvláště vhodný mód činnosti obsahuje následně se střídající aplikace oscilačního reverzního proudu plynu a ustáleného proudu plynu. Obr. 6 schematicky znázorňuje nejdůležitšjší uspořádání takovéhoto provedení způsobu. Na obr.

rozvodný plynový systém 30 dodává dopadající oscilační reverzní proud plynu skrze trubice 15, které vykazují výpustní výstupy 39; a ustálený proud dodává rozvodný distribuční systém 55 skrze trubice 55 vykazující výpustní výstupy 59. Na obr. 6 směrové šipky Vs schematicky označují rychlost (nebo pohyb) ustáleného proudu plynů a směrové šipky Vc schematicky označují kruhovou rychlost (nebo oscilační pohyb) oscilačního reverzního proudu plynů. Jak rouno 60 putuje v podélném strojním směru MD, oscilační reverzní proudu plynu a ustálený proud (neoscilačního) plynu následně dopadá na rouno 60. Toto pořadí úpravy může být opakováno několikrát po celém rozměru stroje, jak rouno 60 putuje v podélném strojním směru. Má se za to, že pole oscilačního proudu drhne zbylou vodní páru, obsahující okrajovou vrstvu, mimo sušící povrch rouna 60, čímž usnadňuje odstranění vody

ustáleným proudem dopadajícího plynu. Tato kombinace zvyšuje výkon sušení systémem nárazového sušení s ustáleným proudem. Mělo by být zřejmé, že u způsobu, který obsahuje aplikaci kombinace ustáleného proudu plynu a oscilačního reverzního proudu plynu je zvažována v předloženém vynálezu úhlová aplikace dopadajícího plynu. V této instanci, jeden nebo oba, oscilační plyn a ustálený proud plynu mohou obsahovat tryskové proudění, která vykazují polohu pod úhlem vzhledem k unašeči 70 rouna, jak je vysvětleno detailněji výše.

Na obr. 6, jsou schematicky znázorněny prostředky pro vytváření oscilačního a ustáleného proudu dopadajícího plynu kterak oba obsahují ten samý generátor 20 impulsů. V této instanci může být řízení teploty ustáleného proudu plynu nutné k předejití tepelného poškození rouna 60 nebo pro řízení rychlosti odstraňování vody. Mělo by být porozuměno, že oddělený generátor ustáleného proudu (nebo generátory) mohou být poskytnuty, který je (jsou) nezávislý na generátoru 20 impulsů. Pozdější uspořádání je v rozsahu znalosti osoby obeznámené se stavem techniky a tudíž není ilustrována.

Vstříknutí ředidel během spalovacího cyklu impulsní spalovací komory buď kontinuálně, nebo periodicky pro přizpůsobení provozní frekvence spalovací komory je též uvažováno v předloženém vynálezu. Zde použitý termín ředidla zahrnuje kapalné nebo plynné substance, které mohou být přidány do spalovací komory 13 impulsní spalovací komory 21 pro vytváření dodatečné plynné hmoty, čímž narůstá rychlost V spalovacích plynů. Dodání čistícího plynu může být též použito pro nárůst rychlosti V pole oscilačního proudu vytvářeného impulsní spalovací komorou 21. Vyšší rychlost V bude, na oplátku, měnit charakteristiky reverzního proudu pole oscilačního proudu po celém rozsahu. Toto je výhodou v poskytnutí dodatečného řízení charakteristiky pole oscilačního proud, odděleně od řízení stejného pomocí konfigurace rozvodného plynového systému 30, charakteristiky aerodynamického vstupního ventilu 11a vzduchu a tepelným poměrem výpalu impulsní spalovací komory 21. Dále, jestliže je použit ředící plyn, jako například oxid uhličitý (CO2) , vyšší hodnota tepelného rozsahu ( to jest tepelný obsah) může být prospěšná pro nárůst celkového tepelného toku pole oscilačního proudu dopadajícího na rouno 60. Nárůst rychlosti V také napomáhá konvekčnímu přenosu hmoty, což na oplátku zvyšuje účinnost odstraňování vody tohoto způsobu.

Spalování vedlejšího produktu vytvořeného v impulsní spalovací komoře typu Helmholtz funguje na přírodních plynech typicky obsahující 10-15 % vodních par. Voda vystupuje jako přehřátá pára díky vysoké operační teplotě impulsní spalovací komory a výsledný spalovací plyn. Vstřikování dodatečné vody nebo páry do spalovací komory 21 je uvažováno ve způsobu a zařízení 10 předloženého vynálezu. Toto vstříknutí může vytvářet dodatečné přehřáté páry, na místě, bez potřeby dodatečného vybavení vytváře31

jící páru. Dodání přehřáté páry do oscilačního pole reverzního proudu dopadajícího plynu může být účinné v nárůstu výsledného tepelného toku dodaného na papírové rouno 60.

Impulsní spalovací komora 21 předloženého vynálezu může také zahrnovat prostředky pro zrychlení vzduchu do spalovací komory 13, pro nárůst intenzity spalování. V této instanci, nejprve, vyšší odpor proudění zvyšuje amplitudu dynamického tlaku v rezonátoru typu Helmholtz. Za druhé, použití stlačeného vzduchu má tendenci přeplnit spalovací komoru 21 pro vyšší spalovací rychlosti než ty, které jsou získané při atmosférických sacích podmínkách. Použití přetlaku vzduchu, zvýšený tlak, nebo přeplnění jsou uvažovány v předloženém vynálezu.

Obr. 8 schematicky znázorňuje několik nejdůležitějších umístění (I, II, III, IV a V) oblastí dopadu v celém papírenském procesu. Mělo by být porozuměno, že znázorněná umístění nejsou určeny, aby byly výlučné, ale určené k jednoduché ilustraci některého z možných uspořádání sušícího zařízení 10 ve spojení s konkrétní fází celého papírenského procesu. Mělo by být porozuměno, že zatímco obr. 8 schematicky znázorňuje způsob vysoušení vzduchem, zařízení 10 předloženého vynálezu je stejně aplikovatelné na jiné papírenské procesy, jako například konvenční procesy (nejsou znázorněny). Osoba obeznámená se stavem techniky rozpozná, několik fází papírenského procesu znázorněných na obr. 8 zahrnuje: vytvoření (oblast I), vlhký přenos (oblast II), předsušení (oblast III), sušící válec (jako například Yankee) sušení (oblast IV) a pozdější sušení (oblast V). Jak bylo poukazováno výše, charakteristiky způsobu předloženého vynálezu, zahrnují fyzikální charakteristiky dopadajících plynů jsou určeny mnoha faktory, zahrnující obsah vlhkosti rouna 60 při konkrétní fázi papírenského procesu.

Jedná vhodná oblast oblasti dopadu je oblast mezi sušícím válcem 80 a sušícím příklopem 81 postaveným vedle sušícího válce 80 jak je znázorněno na obrázcích 7, 7A a 8 (oblast IV) . Pole oscilačního reverzního proudu dopadajícího plynu zlepšuje jak konvekční přenos tepla tak i konvekční přenos hmoty plynu použitého v sušícím příklopu 81. Toto může mít za následek rychlosti odstranění vody, které jsou srovnané s konvenčními příklopy ustáleného dopadajícího proudu a umožňuje vyšší rychlosti papírenských strojů. Jak je znázorněno na obr. 8 (oblast IV) působící příklop může být umístěn na vlhkém konci válcového sušiče. Čas sušení může být řízen kombinací zahalení příklopu okolo sušícího válce a rychlostí stroje. Způsob je zejména použitelný v eliminaci vlhkostních gradientů přítomných v různě hustých papírových rounech vytvořených přihlašovatelem, jak bude detailněji vysvětleno níže.

Typicky, způsoby vysoušení vzduchem dosavadního stavu techniky používají pro tekutinu propustný unašeč 70 rouna obsahující nekonečné papírenské pásy v plném rozsahu průmyslové aplikace. Obrázky 16-19 schematicky znázorňují dvě příkladná provedení unašeče rouna propustného pro tekutinu obsahující nekonečný papírenský pás použitý přihlašovatelem u způsobů vysoušení vzduchem. Unašeč 70 rouna znázorněný na obrázcích 16-19 vykazuje povrch 71 stýkající se s rounem a zadní povrch 72 opačný povrchu 71, který se stýká s rounem. Unašeč 70 rouna dále obsahuje kostru 73 spojenou s vyztužující strukturou 74 a množství tekutinu propouštějících ohybových průchodů 75 táhnoucí se mezi povrchem 71 stýkajícím se s rounem a zadním povrchem 72. Konstrukce 73 může obsahovat v podstatě kontinuální strukturu, jak je nejlépe znázorněno na obr. 17. V této instanci, povrch 71 stýkající se s rounem obsahuje v podstatě souvislou síť. Jinak nebo dodatečně, konstrukce 73 může obsahovat množství oddělených výčnělků jak je znázorněno na obrázcích 18 a 19. Vhodněji kostra 73 obsahuje tvrzenou polymerní fotosenzitivní pryskyřici. Povrch 71 stýkající se s rounem se dotýká rouna 70 jím neseného. Vhodněji kostra 73 určuje předurčený vzor na povrchu 71 stýkající se s rounem. Během papírenského procesu vhodně povrch 71 stýkající se s rounem vtiskne vzor do rouna 60. Jestliže je pro kostru 73 vybrán vhodný rastr (obr. 17), samostatné ohybové průchody 75 jsou po celém rozmístěny a obklopeny kostrou 7 3. Jestliže je vybrána síť s rastrem obsahující samostatné výčnělky (obr. 19), množství ohybových průchodů zahrnuje v podstatě kontinuální průchod 75, který obklopuje jednotlivé výčnělky 7 3. Je možné provedení, v kterém jednotlivé výčnělky mají ohybové průchody 75a uvnitř, jak je znázorněno na obr. 18 a 19. Vyztužující struktura 74 je primárně umístěna mezi vzájemně protilehlé povrchy 71 a 72 a může vykazovat povrch, který je povrch, který je současný se zadním povrchem 72 unašeče rouna 7 0. Vyztužující struktura 74 poskytuje výztuhu pro kostru 7 3. Vyztužující struktura 74 je typicky tkaná a části vyztužující struktury 7 4 zanesený s ohybovými průchody 75 aby se předešlo papírovým vláknům projít celkově skrze ohybové průchody 7 5. Pokud si nepřejeme použití tkané textilie pro vyztužující strukturu 7 4, netkaný prvek jako například děrovaný plech, síťovina nebo plát vykazující množství otvorů skrz může poskytnout odpovídající pevnost a vyztužení pro kostru 73.

Unašeč 70 rouna, který je propustný pro tekutinu a určený pro použití v kombinaci s předloženým vynálezem může být vytvořený podle kteréhokoliv z následně uvedených a běžně dostupných patentových dokumentů: US 4 514 345, vydaný 30.dubna 1985, původce Johnson a spol.; US 4 528 239, vydaný 9.července 1985, původce Trokhan; US 5 098 522, vydaný 24. března 1992; US 5 260 171, vydaný 9. listopadu 1993, původce Smurkoski a spol.; US 5 275 700, vydaný 4. ledna 1994, původce Trokhan;

US	5	328	565,	vydaný	12.	července 1994, původce Rasch a	spol.;
US	5	334	289,	vydaný	2.	srpna 1994, původce Trokhan a	spol.;
US	5	431	786,	vydaný	11.	července 1995, původce Rasch a	spol.;
US	5	496	624,	vydaný	5.	března 1996, původce Stelljes,	Jr. a

-34--

spol.;	US	5	500	277,	vydaný	19.	března	1996,	původce	Trokhan	a
spol.;	US	5	514	523,	vydaný	7.	května	1996,	původce	Trokhan	a
spol.;	US	5	554	467,	vydaný	10	září	1996,	původce	Trokhan	a
spol.;	US	5	566	724,	vydaný	22.	října	1996,	původce	Trokhan	a
spol.;	US	5	624	790,	vydaný	29.	dubna	1997,	původce	Trokhan	a
spol.;	US	5	628	876,	vydaný	13	května 1997,	, původce Ayers	a
spol.;	US	5	679	222,	vydaný	21	října	1997,	původce Rasch	a
spol.;	a	US	5 714 041, vydaný	3. února 1998	, původce Ayers	a
spol.,	přičemž popis	každého	z nich se tímto zařazuje	do odvolá

vek předloženého vynálezu. Unašeč rouna 70 může také obsahovat vysoušeči textilní pás podle patentového dokumentu US 5 672 248, vydaného 30.září 1997, původce Wendt a spol., jehož majitelem je firma Kimberly-Clark Worldwide, Inc. of Neenah, Wisconsin, nebo podle patentového dokumentu US 5 429 686, vydaný 4.července 1995, původce Chiu a spol., jehož majitelem je firma Lindsey Wire, Inc. of Florence, Mississippi.

Strukturovaná rouna vytvářená současným přihlašovatelem, využívající unašeč rouna propustný pro tekutiny popsaný výše, obsahují oblasti s různou hustotou. Viz obrázky 16 a 18, během papírenského procesu takové rouno 60 vykazuje dvě primární části. První část 61 odpovídá a je v kontaktu s kostrou 73 obsahuje takzvané kolena; a druhá část 62 vytvořená vlákny prohnutými do ohybových vedení 74 obsahuje takzvané polštáře. Během papírenského procesu, první část, která obecně odpovídá v konfiguraci vzoru konstrukce 73 je vtisknuta proti konstrukci 73 unašeče 70 rouna. V závěru výroby rouna je vhodná, v podstatě kontinuální síť první oblasti (vytvořené z kolen první části 61) vytvořena na značně kontinuální konstrukci 73 unašeče 70 rouna. V této instanci finální druhá oblast výrobku (vytvořená z polštářů druhé části 62) obsahuje množství vyboulení rozptýlených skrze vtisknutou síť první oblasti a prodlužující se odtud. Vyboulení finálního výrobku rouna jsou vytvořeny z polštářů a jako takové obecně odpovídají v konfiguraci, a během papírenského procesu v pozici, ohybovým vedením 75 unašeče 70 rouna. Rouno 60 může být vytvořeno podle kteréhokoliv z následně uvedených a běžně dostupných patentových dokumentů: US 4 529 480, vydaný 16. července 1985, původce Trokhan; US 4 637 859, vydaný 20. ledna 1987, původce Trokhan; US 5 364 504, vydaný 15.listopadu 1994, původce Smurkoski a spol.; US 5 529 664, vydaný 25.června 1996, původce Trokhan a spol.; a US 5 679 222, vydaný 21.října 1997, původce Rash a spol., kteréžto všechny dokumenty se zahrnují do odvolávek předloženého vynálezu.

Přihlašovatel věří, aniž by byl zavázán teorií, že hustota druhé části 62 (to jest polštářů) je nižší než hustota první části 61 (to jest kloubů)-kvůli faktu, že vlákna obsahující polštáře jsou ohnuta do vedení 75. Mimoto, první oblast 61 může později být vtisknuta například, na sušící válec (například Yankee sušící buben). Takovéto vtisknutí dále zvýší hustotu první • * — · · ·

• · ·· · · ·· části 61, vzhledem k druhé části 62 rouna 60.

Způsoby vysoušení vzduchem stavu techniky nejsou schopné odvodnění jak částí 61 a 62 jednoduchou aplikací vzduchu na rouno skrze unašeč 7 0 rouna. Typicky, při kroku aplikace proudu vzduchu na rouno může být pouze druhá část 62 odvodněna aplikací vakuového tlaku, zatímco první část 61 zůstává zvlhčena. Obvykle je první část 61 sušena tak, že je přichycena a ohřána sušícím válcem, jakým je například Yankee sušící buben.

Nyní se věří, že použití způsobu a zařízení 10 podle předloženého vynálezu, zdali nebo ne v kombinaci s vysoušením vzduchem, zahrnující aplikaci vakuového tlaku, první může současně odstranit vlhkost z jak první části 61 tak i z druhé části 62 rouna 60. Tudíž se věří, že způsob podle předloženého vynálezu, buď sám nebo v kombinaci s vysušování vzduchem může eliminovat aplikaci sušícího válce jako kroku v papírenském procesu. Jedna z vhodných aplikací způsobu podle předloženého vynálezu, nicméně je v kombinaci s vysoušení vzduchem. Bylo shledáno, že zařízení 10 podle předloženého vynálezu může být vhodně použito v kombinaci s vakuovým přístrojem 43 (obr. 8, oblast III), v kteréžto instanci unašeč 70 rouna je vhodně propustný po tekutiny a ještě vhodněji je typu znázorněného na obrázcích 16-19 a popsaných výše. Použitý termín vakuový přístroj je obecně použitelný a týká se buď jednoho nebo obou, vakuového nabývání a vakuového boxu, dobře známých ve stavu techniky. Má se za to, že oscilační reverzní proud plynu vytvářený generátorem 20 impulsů a vakuový tlak vytvářený vakuovým přístrojem 43 mohou výhodně spolupracovat, čímž významně narůstá účinnost kombinovaného odvodňovacího procesu vzhledem k individuálním procesům. Některá data náležící kombinaci odvodňování dopadajícím reverzním proudem ilustrují tabulky 2-5 níže.

Mimoto je shledáno, že odvodňovací charakteristika procesu oscilačního reverzního proudu je závislá na významně menším stupněm, pokud vůbec, na rozdílech v hustotě rouna které je odvodňováno, v porovnání se stavem techniky konvenčních procesů používajících sušící válec nebo způsob vysoušení vzduchem. Proto, proces předloženého vynálezu efektivně rozděluje charakteristiky odvodňovacího procesu-- nejdůležitěji rychlosti odstraňování vody-od rozdílech v relativních hustotách různých částí rouna které je odvodňováno. To má za následek zvýšený příkon zatížení a - na oplátku - zvýšenou produkci stroje pro způsoby s rouny, která vykazují různou hustotou.

Obr. 7A částečně znázorňuje zařízení 10 obsahující zakřivený unašeč 70^z rouna (například sušící válec 80) a rozvodný plynový systém 30, který vykazuje množství výstupů 39. Rouno 60 je umístěno na sušícím válci 80 a neseno na něm v podélném strojním směru MD. Jestliže je rouno 60 přenášeno na sušící válec 80 z unašeče 70 rouna typu, který je znázorněn na obrázcích 16-19,

jak bylo vysvětleno výše, rouno 60 obsahuje klouby 61 a polštáře 62. Klouby 61 jsou v přímém kontaktu s (a vhodně jsou přichyceny k) sušícímu válci 80, zatímco polštáře 62 se rozprostírají mimo, kvůli konfiguraci unašeče 7 0 rouna, schematicky znázorněno na obrázcích 16-19. Výsledkem je, že jsou vytvořeny vzduchové mezery 63 mezi polštáři 62 a povrchem sušícího válce 80. Tyto vzduchové mezery 63 značně omezují tepelný přenos ze sušícího válce 80 na polštáře 62, čímž předchází efektivnímu sušení polštářů 62. Zařízení 10 a způsob podle předloženého vynálezu eliminují tento problém tím, že jsou schopny působit horkým oscilačním plynem přímo na rouno 7 0, zahrnující polštářové části 62. Tudíž, zařízení 10 a způsob podle předloženého vynálezu vytváří podmínky pro eliminaci kroku vysoušení vzduchem sušení polštářků z celého papírenského procesu, čímž potencionálně redukuje cenu vybavení a zvyšuje úsporu energie.

Obr. 7B znázorňuje rouno 60 vtisknuté mezi sušící válec 80' a unašeč 70 rouna zahrnující papírenský pás propustný pro tekutiny, jako například ten znázorněný na obrázcích 16-19. Sušící válec 80' je pokryt mikroporézním médiem 8 0a. Uvedený typ sušícího válce 80' je popsán především v následně uvedených a běžně dostupných patentových dokumentech: US 5 274 930, vydaný 4.ledna 1994; US 5 437 107, vydaný 1.srpna 1995; US 5 539 996, vydaný 30.července 1996; US 5 581 906, vydaný 10.prosince 1996; US 5 584 126, vydaný 17.prosince 1996; US 5 584 128, vydaný 17.prosince 1996; kde původcem všech těchto patentových dokumentů je Ensign a spol., a tyto se začleňují do odvolávek předloženého vynálezu. Věří se, že kombinace dopadajícího oscilačního reverzního proudu a procesu popsaného v předcházejících patentech může být výhodně použita k nárůstu rychlostí odstraňování vody z vláknitého rouna 60. Na obrázcích 7A a 7B směrové šipky označené jako Vc schematicky označují pohyb oscilačního reverzního proudu plynu.

Věří se, že vyšší rychlosti odstraňování vody způsobu podle předloženého vynálezu mohou být přisuzovány charakteru oscilačního reverzního proudu dopadajícího plynu. Normálně během procesu odstraňování vody podle dosavadního stavu techniky, odpařování vody z rouna vytváří okrajovou vrstvu v oblasti sousedně k vystavenému povrchu rouna. Věří se, že tato okrajová vrstva má tendenci bránit penetraci rouna dopadajícími plyny. Charakter reverzního proudu oscilačního dopadajícího vzduchu nebo plynu předloženého vynálezu vytváří rušivý čistící efekt na okrajové vrstvě odpařující vody, což má za následek ztenčení (nebo zeslabení) okrajové vrstvy. Věří se, že toto ztenčení okrajové vrstvy redukuje odpor okrajové vrstvy vůči oscilačnímu vzduchu nebo plynu, aby penetroval hluboko do rouna. Toto má za následek větší uniformitu ohřívání rouna bez ohledu na různé hustoty rouna .

Mimoto, oscilační pole reverzního proudu plynu vytvořené

generátorem 20 impulsů typu Helmholtz má za následek vysoký tepelný tok, díky vysokým koeficientům konvekčního přenosu tepla charakteristik reverzního proudu oscilačního plynu. Je shledáno, že oscilační pole reverzního proudu nemá pouze za následek vysoké odvodňovací rychlosti, ale spíše překvapivě, má také za následek relativně nízké teploty povrchu rouna, v porovnání s ustáleným dopadajícím proudem dosavadního stavu techniky, při stejných podmínkách. Nesvázán teorií přihlašovatel věří, že povaha oscilačního reverzního proudu dopadajícího plynu vytváří velice vysoké odpařovací chladící účinky, díky tomuto smíšení okolního množství vzduchu na sušící povrch rouna 60. To okamžitě chladí povrch rouna 60 a usnadňuje odstranění okrajové vrstvy odpařené vody. Tato kombinace cyklické aplikace ohřevu střídající se s cyklickým ochlazováním povrchu a čištěním okrajové vrstvy dramaticky zvyšuje rychlosti odstraňování vody způsobu podle předloženého vynálezu vzhledem k ustálenému dopadajícímu proudu dosavadního stavu techniky při porovnatelných podmínkách. Kvůli této tendenci rouna 60 udržovat nízkou teplotu povrchu rouna vzhledem k teplotě oscilačního reverzního proudu plynu působící na povrch rouna může být teplota oscilačního reverzního proudu plynu značně zvýšena bez vytváření nepříznivého dopadu na rouno 60. Takovéto teploty podstatně zvyšují poměry odstraňování vody v porovnání s ustáleným dopadajícím proudem dosavadního stavu techniky. Například maximální teploty ustáleného dopadajícího proudu 1000-1200 °F jsou typicky použity v komerčním vysokorychlostním Yankee sušícím gestoru. Oscilační reverzní proud plynu ve shodě s předloženým vynálezem umožňuje použít teploty dopadu překračující 2000 °F aniž by došlo k poškození rouna 60.

Následující Tabulka 1 a Tabulka 2 znázorňují některé charakteristiky příkladného způsobu a zařízení 10 předloženého vynálezu. V tabulce 1 jsou prezentovány parametry zařízení 10. Propanová spalovací komora 21 hlavně znázorněná na obr. 4 vykazující následující rozměry a funkční charakteristiky byla použita pro určení, ve shodě s předloženým vynálezem, rychlostí sušení papíru.

Tabulka 1

Plocha v řezu vyfukovací trubice	-0,05 stopy²
Kombinovaná délka vyfukovací trubice a vyfukovacího boxu (L)	6,19 stop
Objem vyfukovací trubice (Wt)	0,30 stopy³
Objem spalovací komory (Wr)	0,21 stopy³
Frekvence (F)	8 6 Hz
Teplota uvnitř spalovací komory	-2800 °F
Akustický tlak uvnitř spalovací komory	(165-179) dB
Průměr výpustního výstupu (D)	0,25 palce
Oblast dopadu (E)	1,00 stopa²
Poměr ΣΑ/Ε	0,05
Poměr Z/D	4,0-6,3

Teplota plynu při výpustních výstupech	(1852-2037) °F
Čas setrvání	(0,087-0,257) sec.

Experimenty jsou vedeny ve shodě s článkem o názvu An Apparatus For Evaluation Of Web Heating Technologies - Development, Capabilities, Preliminary Results, and Potential Uses, autor Timothy Patterson a kolektiv, vydaný v TAPPI JOURNAL, VOL. 79: NO 3, Březen 1996. V podstatě samotný arch je hnán při rychlosti v typickém průmyslovém stroji při ohřátém oscilačním poli reverzního proudu plynu, jak je popsáno. Toto vystavení archu přibližně stejným termodynamickým a aerodynamickým podmínkám, kterým by rouno bylo vystaveno v průmyslovém papírenské procesu. Rychlosti odstraňování vody jsou měřeny na základě rozdílů váhy archu před a po vystavení ohřátému oscilačnímu proudu, po řízenou dobu setrvání. Doba setrvání je měřena dvěma foto buňkami na spodním přívodu, jak je popsáno v odkazu na článek Patterson a spol. Koeficient odchylky experimentálního času setrvání je asi 5 %.

Zvlhčený arch vykazuje rozměry osm (8) palců krát 8 (8) palců. Vzorek je nesen nosným plátem o rozměrech 7,5x7,5 umístěný na vrchu buď slídového unašeče nebo unašeče tvořeného děrovaným plechem. Celá sestava je připevněna k držáku na motorizovaném přívodu a vybavena pro měření teploty. Termočlánky připevněné na vrch a na dno archu jsou vzorkovány při 1000 Hz/kanál digitálním systémem pro sběr dat, který je spuštěn v momentě kdy držák vzorku vstoupí do sušící oblasti (to jest oblasti v které je vzorek podroben odstraňování vody podle předloženého vynálezu) .

Akustický tlak P a frekvence F jsou měřeny detektorem akustického tlaku, užívající osciloskop typu Kistler instrument Company Model 5004 Duál Mode Amplifier a osciloskop typu Tektronix Model 453A. Akustický tlak P je použit pro vypočítání kruhové rychlosti Vc, jako Vc=P.Gc/dt.C, kde Gc je gravitační konstanta, dt je hustota plynu a C je rychlost zvuku, vše vyhodnoceno při teplotě na výstupu výpustních výstupů.

Rychlost V je spočítána z měřeného spalování paliva generátorem impulsů, předpokládající že nedochází k úniku vzduchu a k úplnému spalování. Aktuální odečítání paliva, převedené na standardní jednotky krychlové stopy za hodinu jsou použita k vypočítání celkového množství toku spalovacích produktů. Rychlost V je poté spočítána vydělením množství toku spalovacích produktů plochou příčného průřezu výfuku a upravením pro teplotu výstupu trysky. Palivo použité v impulsní spalovací komoře 20 je v rozmezí od 165 do 180 SCFH (standardní krychlové stopy za hodinu). Akustický tlak P uvnitř spalovací komory 13, který je měřen ve všech experimentech, dosahoval 175 RMS (střední kvadratická hodnota) dB.

'38

• · • ·

Tabulka 2 shrnuje výsledky několika testů vedených ve shodě s předloženým vynálezem. Zařízení 10 vykazuje rozvodný plynový systém 30, který obsahuje lichoběžníkový vyfukovací box 36 schematicky znázorněný na obr. 14 a popsaný výše. Konkávní perforovaný spodní plát 37 vykazuje rozměry 12x12 palců, tloušťku 1/8 palce a obsahuje 144 výpustních výstupů 39 rozmístěných zde v nenahodilém střídavém uspořádání, každý výstup 39 vykazuje průměr D 1/4 palce. Výpustní výstupy poskytují úhlovou aplikaci proudů oscilačního reverzního proudu plynu pomocí přednosti konvexního tvaru spodního plátu 37 . Úhly λ jsou v rozmezí od 90 stupňů (výstupy 39 přiléhající ke středové ose vyfukovacího boxu 36) do 42 stupňů (obvodových výstupů 39) . Vzdálenost Z dopadu (sloupec 4) je označena a spočítána ve shodě s předloženým vynálezem. Unašeč rouna označený v tabulce 2 jako plát (sloupec 3) obsahuje pevný slídový plát nesoucí zvlhčený vzorek. Mříž je 20-mesh síto (vykazující čisté otvory 0,0328 palce) podle Tyler Standard Screen scale. Počáteční konzistence vlákna (sloupec 5) a základní váha (sloupec 6) jsou měřeny za využití standardních průmyslových způsobů. Počáteční konzistence vlákna znamená konzistenci vlákna měřenou právě před testy odstraňování vody vedenými podle předloženého vynálezu. Kruhová rychlost Vc (sloupec 7) a rychlost V (sloupec 8) jsou spočítány podle dříve popsaných procedur. Teplota plynu (sloupec 9) je měřena termočlánkem s rychlou odpovědí při výstupu z výpustních výstupů 39. Čas setrvání (sloupec 10) je měřen jak je popsáno výše.

Pro manipulační ztráty jsou provedeny přizpůsobení. Kontrolní zkouška je spuštěna pro každou experimentální podmínku bez dopadajícího oscilačního proudu, aby se určily experimentální ztráty vody kvůli manipulaci se vzorkem a pohánění vzorku na motorizovaném přívodu. Rychlosti odstraňování vody (sloupec 11) jsou spočítány odečtením změny váhy kontrolního běhu od experimentální změny váhy, a poté vydělením výsledku plochou rouna a časem setrvání, jak osoba obeznámená se stavem techniky bude jistě předpokládat. Koeficient vypařování experimentálních poměrů odstraňování vody je 15 %. Pro každý vzorek (sloupec 1) je provedeno několik zkoušení (sloupec 2) a výsledky jsou zprůměrňovány, podle obvyklých způsobů známých ve stavu techniky.

Tabulka 2

1	2	3	4	Rouno	7	8	9	10	11
Příklad	Počet zkoušek	Unašeč rouna	Vzdálenost Z dopadu (palce)	Počáteční konzistence vlákna {%)	Základní váha (gsm)	Kruhová rychlost Vc {st/min)	Rychlost V (st/min)	Teplota plynu (°F)	Čas setrvání (s)	Rychlost odstra- ňování vody (lb/st² .hod)
1	8	plát	1,2	28	21	23400	4900	1852	0, 102	39, 9
2	6	plát	1,2	35	21	23400	4800	1874	0,219	47,4
3	5	plát	1,2	45	21	23700	5900	1987	0,109	45,2
4	5	plát	1,2	28	21	28000	7100	2004	0, 125	63,0
5	6	plát	1, 6	28	205	28000	7200	2002	0, 132	59,3

• · • · · ·

6	5	plát	1,2	28	21	25800	6700	1977	0,127	51,3
7	7	Děr.plech	1,2	28	21	23600	5500	1964	0, 123	63, 1
8	6	Děr.plech	1,2	28	21	23600	5800	1938	0,257	50, 9
9	4	Děr.plech	1,2	35	21	23600	5800	1945	0,124	70, 8
10	3	Děr.plech	i—1	45	21	23500	5500	1925	0,107	71,0

Tabulka 3 (uspořádaná podobně jako tabulka 2) znázorňuje data příslušející rozvodnému plynovému systému 30 obsahující vyfukovací box 36 vykazující konvexní spodní plát 37 schematicky znázorněný na obr. 12. Jak znázorňuje tabulka 2 a tabulka 3, rychlosti odvodňování (sloupec 11) dosažené s vyfukovacím boxem 36, který vykazuje konvexní spodní plát 37 jsou významně vyšší než ty dosažené s vyfukovacím boxem 36, který vykazuje plochý spodní plát 37 přestože čas setrvání pro vyfukovací box s plochým plátem 37 je obecně větší než ten příslušný pro vyfukovací box s konvexním spodním plátem. Například porovnání vzorku 2 v tabulce 2 se vzorky 8 a 11 v tabulce 3 znázorňuje, že sušící rychlost v tabulce 3 je asi dvakrát vyšší než v tabulce 2, přestože vzdálenost Z dopadu a čas setrvání se jeví, že je výhodnější pro odvodňovací rychlost v tabulce 2, zatímco teplota plynu a rychlost V se jeví být výhodnější pro odvodňovací rychlosti v tabulce 3. Spíše překvapivě, vzorky papírového rouna sušené/odvodňované při podmínkách znázorněných v tabulce 2 a tabulce 3 nevykázaly žádný důkaz spálení nebo odbarvení. To bylo neočekávaně dáno vysokou teplotou oscilačního dopadajícího plynu použitého v předloženém vynálezu a omezeních dosavadního stavu techniky na vysoušení vzduchem a teploty ustáleného proudu dopadajícího plynu.

Tabulka 3

1	2	3	4	Rouno	7	8	9	10	11
Příklad	Počet zkoušek	Unašeč rouna	Vzdálenost Z dopadu (palce)	Počáteční konzistence vlákna (%)	Základní váha (gsm)	Kruhová rychlost Vc (st/min)	Rychlost V (st/min)	Teplota plynu (°F)	Čas setrvání (s)	Rychlost odstra- ňování vody (lb/st²) .hod)
1	7	plát	1,0	28	21	23600	7000	1977	0,090	96,8
2	6	plát	1,0	28	21	23600	7200	1949	0,087	88,5
3	7	plát	1,3	28	21	23600	7200	1933	0,089	81,9
4	7	plát	1,0	28	45	23700	7400	1984	0,097	113,7
5	5	plát	1,3	35	45	23700	6900	2016	0,098	104,5
6	6	plát	1,0	35	21	23700	7200	1987	0,087	103,2
7	6	plát	1,0	35	21	23700	7200	1988	0,092	110, 9
8	7	plát	1,3	35	21	23600	7200	1955	0,093	102,0
9	5	Děr.plech	O 1—1	35	21	23700	7400	2011	0,091	126, 0
10	5	plát	1,0	35	21	23800	7500	2037	0,093	127,3
11	7	plát	1,3	35	21	23600	6900	1954	0,099	98,8
12	5	Děr.plech	1,0	35	21	23600	7600	1966	0, 104	128, 1

Pro porovnání, tabulka 5 znázorňuje výsledky experimentů vedených za použití zařízení 10 obsahující rozvodný plynový systém 30, který vykazuje jeden výfuk 15 štěpící se do šedesáti čtyř individuálních trubic vycházejících z něho, každá vykazuje výpustní výstup 39. Těchto šedesát čtyři trubic je rovnoměrně rozděleno do dvou sad výpustních výstupů k určení dvou oddělených návazných oblastí dopadu, každá vykazuje rozměry 5x12 palců. Každá ze sad výpustních výstupů 39 obsahuje nenahodile střídavě uspořádané pole. Tyto oblasti výfuku se prostřídávají s oblastmi dopadu. Celková plocha výfukových oblastí je 14x12 palců. Každý výstup 39 vykazuje průměr D 0,375 palce. Jak výfuk 15 tak i samostatné trubice jsou chlazeny vzduchem za účelem redukce teploty plynu vystupujícího z výpustních výstupů 39. Další detaily experimentálních zařízení jsou poskytnuty v tabulce 4.

Tabulka 4

Plocha v řezu vyfukovací trubice	~0,05 stopy²
Kombinovaná délka vyfukovací trubice a vyfukovacího boxu (L)	6,19 stopy
Objem vyfukovací trubice (Wt)	0,30 stopy³
Objem spalovací komory (Wr)	0,21 stopy³
Frekvence (F)	86 Hz
Teplota uvnitř spalovací komory	-2800 °F
Akustický tlak uvnitř spalovací komory	(165-174) dB
Průměr výpustního výstupu (D)	0,375 palce
Oblast dopadu (E)	0,83 stopy²
Poměr ΣΆ/Ε	0,025
Poměr Z/D	2,7-4,0
Teplota plynu při výpustních výstupech	(698-1116) °F
Čas setrvání	(0,161-0,738) sec.

Tabulka 5

1	2	3	4	Rouno	7	8	9	10	11
Příklad	Počet zkoušek	Unašeč rouna	Vzdálenost Z dopadu (palce)	Počáteční konzistence vlákna {%)	Základní váha (gsm)	Kruhová rychlost Vc (st/min)	Rychlost V (st/min)	Teplota plynu (°F)	Čas setrvání (s)	Rychlost odstra- ňování vody (lb/st². hod
1	5	plát	1,5	28	21	11000	3200	700	0,172	24,7
2	6	plát	1,5	28	21	6900	1900	698	0,179	26, 4
3	5	plát	1,5	28	21	7400	2000	892	0, 176	32, 4
4	6	plát	1,5	28	21	14100	3500	888	0, 182	43,7
5	6	plát	1,5	28	21	14100	4100	1049	0,171	61,4
6	8	plát	_L ι,θ	28	21	15900	4100	1106	0,272	4 6,6
7	10	plát	O , i—1	28	21	15900	3900	1107	0,513	50, 6
8	7	plát	1,0	28	21	15800	4300	1072	0,738	50, 4
9	10	plát	1,0	45	21	15100	4400	1091	0,416	58,8
10	6	plát	1,0	28	42	15100	4600	1100	0,161	81,8
11	7	plát	1,0	28	21	15100	4400	1090	0,346	69,4

• ·

12	7	děr.plech	O i—1	28	21	15100	4500	1091	0,164	100,6
13	6	děr.plech	1,0	28	21	15200	4300	1117	0,530	75, 8
14	8	plát	1,0	28	21	15900	4100	1106	0,503	4 6,6
15	6	plát	1,0	28	21	15200	4100	1113	0,207	63, 6
16	6	plát	1,0	28	21	15200	3900	1116	0, 341	65, 3
17	8	plát	1,0	28	21	15900	4100	1106	0,272	46,6

Jak bylo vysvětleno výše, věří se, že oscilační reverzní proudy plynů jsou dopadající na rouno 60 v kladných cyklech odcházejí z rouna 60 v záporných cyklech, čímž vynášejí vlhkost obsaženou v rounu 60. Vlhkost vynášená z rouna 60 se typicky akumuluje v okrajové vrstvě sousedně k povrchu rouna 60. Proto může být žádoucí redukce, nebo i prevence, hromadění se vlhkosti v okrajové vrstvě a oblasti k sousedních. Ve shodě s předloženým vynálezem tedy zařízení 10 může vykazovat pomocné prostředky £0 pro odstraňování vlhkosti z oblasti dopadu zahrnující okrajovou vrstvu a oblast obklopující oblast dopadu. Na obr. 1 jsou takovéto pomocné prostředky 40 znázorněny jak obsahují štěrbiny 42 v plynné komunikaci s vnější plochou vykazující atmosférický tlak. Eventuálně nebo dodatečně mohou pomocné prostředky 40 obsahovat vakuový zdroj 41. V pozdější instanci vakuové štěrbiny 42 se mohou táhnout z oblasti dopadu a/nebo oblasti sousedně k oblasti dopadu k vakuovému zdroji 41 čímž zajistí plynnou komunikaci.

Způsob podle předloženého vynálezu může být použit v kombinaci s aplikací ultrazvukové energie. Aplikace ultrazvukové energie je popsána v běžně dostupné patentové přihlášce US 09/065 655, podané 23.dubna 1998, původce Trokhan a Senepati, kterážto přihláška se zařazuje do odvolávek vynálezu.

Claims

1. Způsob odstraňování vody z vláknitého rouna, kterýžto způsob zahrnuje následující kroky:

(a) poskytnutí vláknitého rouna vykazujícího obsah vlhkosti v rozmezí od 10 % do 90 %;

(b) poskytnutí oscilačního reverzního proudu plynu, který vykazuje předem určenou frekvenci;

(c) poskytnutí rozvodného plynového systému konstruovaného pro dodávání oscilačního reverzního proudu plynu na předem určenou část rouna vymezující oblast dopadu rouna, kterýžto rozvodný plynový systém obsahuje množství výpustních výstupů výhodně rozmístěných v nenahodilém střídavém uspořádaní; a (d) působení oscilačního reverzního proudu plynu na rouno skrze množství výpustních výstupů tak, že každý z výpustních výstupů vydává proud oscilačního reverzního proudu dopadajícího plynu, který vykazuje oscilační sekvenci kladných cyklů a záporných cyklů při frekvenci s výhodou v rozmezí od 15 Hz do 1500 Hz, teplotu s výhodou v rozmezí od 500 °F do 2500 °F, a kruhovou rychlost s výhodou v rozmezí od 1000 stop/min do 50000 stop/min, kde kladné cykly vykazují kladnou amplitudu a záporné cykly vykazují zápornou amplitudu, která je menší než kladná amplituda, kruhová rychlost obsahuje kladnou rychlost orientovanou v kladném směru vzhledem k rounu během kladných cyklů, a zápornou rychlost orientovanou v záporném směru vzhledem ke kladnému směru během záporných cyklů s tím, že kladná rychlost je větší než záporná rychlost, přičemž oscilační reverzní proud plynu během kladných cyklů alespoň částečně penetruje rouno, a během záporných cyklů odtahuje vodu z rouna a z oblasti k němu přilehlé za odstraňování vlhkosti z tohoto rouna.

2. Způsob podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že oscilační reverzní proud plynu se vrhá na rouno tak, že je zajištěna v podstatě rovnoměrná distribuce oscilačního reverzního proudu plynu po celé oblasti dopadu rouna.

3. Způsob podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že oscilační reverzní proud plynu se vrhá na rouno tak, že je zajištěna nerovnoměrná distribuce oscilačního reverzního proudu plynu po celé oblasti dopadu rouna, což umožňuje řídit vlhkostní profily rouna.

4. Způsob podle patentových nároků 1, 2, a 3, vyznačující se tím, že kladný směr alespoň některého z proudů dopadajícího plynu a oblast dopadu rouna vytváří mezi sebou ostré úhly.

5. Způsob odstraňování vody z vláknitého rouna, kterýžto způsob zahrnuje následující kroky:

(a) poskytnutí vláknitého rouna s obsahem vlhkosti od 10 % do 90 % a neseného unašečem rouna vykazujícím podélný strojní směr a příčný strojní směr kolmý k podélnému strojnímu směru, kterýžto unašeč rouna dále vykazuje povrch stýkající se s rounem, přiřazený vláknitému rounu, a zadní stranu uspořádanou proti povrchu, který se stýká s rounem;

(b) poskytnutí prostředků pro posouvání unašeče rouna s na něm se nacházejícím rounem v podélném strojním směru;

(c) poskytnutí generátoru impulsů konstruovaného k vytváření a vypouštění oscilačního reverzního proudu plynu, který vykazuje frekvenci od 15 Hz do 1500 Hz;

(d) poskytnutí rozvodného plynového systému v plynném spojení s generátorem impulsů a zakončený množstvím výpustních výstupů, z nichž každý vykazuje ekvivalentní průměr D a plochu otvoru, skrze kterou se oscilační reverzní proud dopadajícího plynu vypouští, přičemž uvedené množství výpustních výstupů vykazuje výslednou otevřenou plochu;

(e) umístění unašeče rouna s na něm se nacházejícím rounem v předem určené vzdálenosti Z dopadu od množství výpustních výstupů, což vymezuje oblast dopadu mezi výpustními výstupy a unašečem rouna, přičemž rastr uspořádání výpustních výstupů dále určuje odpovídající oblast dopadu rouna, a výsledná otevřená plocha množství výpustních výstupů představuje 0,5 % až 20 % oblasti dopadu a zahrnuje poměr Z/D v rozmezí od 1 do 10;

(f) posouvání unašeče rouna s na něm se nacházejícím rounem v podélném strojním směru při rychlosti od 100 stop za minutu do 10000 stop za minutu; a (g) uvádění generátoru impulsů do činnosti a vypouštění oscilačního reverzního proudu plynu skrze výpustní výstupy na rouno za odstraňování vlhkosti z tohoto rouna.

6. Způsob podle patentového nároku 5, vyznačující se tím, že v kroku (a) poskytnutý unašeč rouna obsahuje nekonečný pás nebo řemen propustný pro tekutinu, a s výhodou tento unašeč rouna obsahuje kostru a množství žlábků propustných pro tekutinu rozkládajících se mezi povrchem stýkajícím se s rounem a povrchem zadní strany unašeče rouna, kde uvedená kostra dále s výhodou obsahuje v podstatě kontinuální strukturu obklopující množství žlábků a vytvářející v podstatě kontinuální síť tvořící povrch, který se stýká s rounem nacházejícím se na unašeč!.

7. Způsob podle patentového nároku 5, vyznačující se tím, že v kroku (a) poskytnutý unašeč rouna zahrnuje povrch sušícího válce.

• Μ ·· »· ·· ·· • · * » ί · · · ·

8. Způsob podle nároků 5, 6 a 7, vyznačující se tím, že dále obsahuje krok poskytnutí pomocných prostředků pro odstraňování vlhkosti z oblasti dopadu mezi výpustními výstupy a unašečem rouna, kteréžto pomocné prostředky s výhodou obsahují vakuový zdroj a alespoň jeden vakuový blok rozkládající se od vakuového zdroje k oblasti dopadu, který zajišťuje jejich vzájemné plynné propojení.

9. Způsob podle nároků 5,6,7 a 8 vyznačujíc se tím, že dále obsahuje kroky poskytnutí prostředků pro vytváření neoscilačního a v podstatě ustáleného proudu dopadajícího plynu a dopadání neoscilačního plynu na rouno s tím, že v kroku (e) jsou oscilační reverzní proud plynu a neoscilační plyn s výhodou vrhány na rouno následně po sobě.

10. Způsob podle nároků 5, 6, 7, 8 a 9, vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky poskytnutí vakuového zařízení, uspořádaného ve vyrovnání se zadní stranou unašeče rouna, a uvádění vakuového zařízení do činnosti za odstraňování vlhkosti z rouna skrze tekutinu propouštějící unašeč rouna.

11. Zařízení pro odstraňování vody papírenským způsobem, vykazující podélný strojní směr a příčný strojní směr kolmý k podélnému strojnímu směru, kteréžto zařízení obsahuje:

unašeč rouna konstruovaný pro přijímání vláknitého rouna a unášení vláknitého rouna v podélném strojním směru; alespoň jeden generátor impulsů konstruovaný k vytváření a vypouštění oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu, který vykazuje předem určenou frekvenci pohybující se v rozmezí od 15 Hz do 1500 Hz; a alespoň jeden rozvodný plynový systém v plynném spojení s alespoň jedním generátorem impulsů pro dodávání oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu do předem určené oblasti rouna, kterýžto rozvodný plynový systém je zakončený množstvím výpustních výstupů umístěných ve vzájemném vyrovnání s unašečem rouna tak, že unašeč rouna a výpustní' výstupy vytváří oblast dopadu mezi definovanou vzdáleností dopadu pohybující se s výhodou v rozmezí od asi 0,25 palce do asi 6,00 palců, množství výpustních výstupů tvoří předem určený rastr vymezující odpovídající oblast dopadu rouna, kde každý z množství výpustních výstupů vykazuje ekvivalentní průměr a plochu otvoru, skrze kterou se vypouští proud oscilačního dopadajícího plynu, a poměr vzdálenosti dopadu k ekvivalentnímu průměru je s výhodou 1 do 10, a kde množství výpustních výstupů rozvodného plynového systému vykazuje výslednou otevřenou plochu vytvořenou z jednotlivých ploch otvorů výpustních výstupů dohromady, přičemž tato výsledná otevřená plocha představuje s výhodou 0,5 % až 20 % plochy dopadu rouna.

• · • · • ·

12. Zařízení podle patentového nároku 11, vyznačující se tím, že dále obsahuje prostředky pro řízení vzdálenosti dopadu .

13. Zařízení podle patentových nároků 11 a 12, vyznačující se tím, že rastr množství výpustních výstupů zahrnuje nenahodilé uspořádání konstruované pro poskytnutí v podstatě rovnoměrné distribuce teploty dopadajících plynů v alespoň jednom z podélného strojního směru a příčném strojního směru po celé oblasti dopadu rouna.

14. Zařízení podle patentových nároků 11, 12 a 13, vyznačující se tím, že alespoň jeden generátor impulsů obsahuje impulsní spalovací komoru vytvářející oscilační reverzní proud plynu s frekvencí pohybující se v rozmezí od 75 Hz do 250 Hz a kde každý z množství výpustních výstupů vypouští proud oscilačního reverzního proudu plynu vykazujícího při pouštění výpustních výstupů s výhodou teplotu pohybující se v rozmezí od 500 °F do 2500 °F, a kruhovou rychlost pohybující se v rozmezí od 1000 stop/min do 50000 stop/min.

15. Zařízení podle patentových nároků 11, 12, 13 a 14 vyznačující se tím, že alespoň jeden generátor impulsů obsahuje infrazvukové zařízení pro vytváření oscilačního reverzního proudu vzduchu s frekvencí pohybující se v rozmezí od 15 Hz do 100 Hz.

16. Zařízení podle patentových nároků 11, 12, 13, 14 a 15, vyznačující se tím, že unašeč rouna zahrnuje povrch sušícího válce.

17. Zařízení podle patentových nároků 11, 12, 13, 14, 15 a 16, vyznačující se tím, že dále obsahuje pomocné prostředky pro odstraňování vlhkosti z oblasti dopadu vytvořeného mezi výpustními výstupy a unašečem rouna, kteréžto pomocné prostředky vhodně obsahují vakuový zdroj a alespoň jeden vakuový blok rozkládající se od vakuového zdroje k oblasti dopadu, který zajišťuje plynné propojení mezi oblastí dopadu a vakuovým zdrojem.

18. Zařízení podle patentových nároků 11, 12, 13, 14, 15, 16, a

17, vyznačující se tím, že dále obsahuje prostředky pro vytváření a vrhání neoscilačního a v podstatě ustáleného proudu plynu na rouno s tím, že oscilační reverzní proud plynu a neoscilační a v podstatě ustálený proud plynu jsou na rouno vrhány s výhodou ve střídavém pořadí následně po sobě.

19. Zařízení podle patentových nároků 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, a 18, vyznačující se tím, že dále obsahuje vakuové zařízení uspořádané ve vyrovnání s povrchem zadní strany una46 • · • · • · · · · · seče rouna pro odstraňování vlhkosti z rouna skrze tekutinu propouštějící unašeč rouna.

20. Zařízení pro odstraňování vody papírenským způsobem, vykazující podélný strojní směr a příčný strojní směr kolmý k podélnému strojnímu směru, kteréžto zařízení obsahuje:

pro tekutinu propustný unašeč rouna konstruovaný pro přijímání a nesení rouna v podélném strojním směru; generátor impulsů konstruovaný pro vytváření oscilačního vzduchu nebo plynu s frekvencí pohybující se v rozmezí od 15 Hz do 250 Hz;

rozvodný plynový systém v plynném propojení s generátorem impulsů, kterýžto rozvodný plynový systém je zakončený množstvím výpustních výstupů uspořádaných ve vyrovnání s unašečem rouna pro dodávání oscilačního reverzního proudu vzduchu nebo plynu na rouno umístěné na unašeči rouna s tím, že unašeč rouna a výpustní výstupy mezi sebou tvoří vzdálenost Z dopadu, množství výpustních výstupů tvoří předem určený rastr vymezující odpovídající plochu dopadu rouna, množství výpustních výstupů poskytuje v podstatě rovnoměrné oscilační pole reverzního proudu plynu mezi plochou dopadu a výpustními výstupy; a prostředky pro vytváření neoscilačního a v podstatě ustáleného proudu plynu a působení neoscilačního plynu na plochu dopadu rouna.