Brevet FR2526139A1 — publié le 19831104

SECHOIR POUR MATERIAUX EN PLAQUES La présente invention concerne une installation de séchage pour matériaux en plaques, comprenant au moins trois zones de séchage en série, à travers lesquelles passent les produits pendant le processus de séchage ; un flux d'air e séchage balaie simultanément les produits, soit par un courant parallèle au sens de transport, soit en entre courant. Chaque zone comporte au moins une voie de retour afin de pouvoir renvoyer le flux d'air qui vient auparavant de balayer les produits t il est également prévu des dispositifs de renvoi et de rechauffage du flux d'air de retour. Les séchoirs de ce type, communément appelés séchoirs rotatifs, sont surtout destinés au séchage des panneaux de fibres de bois ou de fibres minérales ou encore des plaques de gypse. Ces séchoirs sont en fait des séchoirs à sections et ils sont en général équipés d'un certain nombre de sections standard, réparties en zones appropriées. Les plaques sont convoyées à travers le séchoir à l'aide de transporteurs à rouleaux, à transmission par chaînes, et chaque étage possède son propre transporteur. Jusqu'à présent, les modèles connus comportaient deux zones de séchage : dans une première zone les produits étaient chauffés et le séchage commençait et dans la dernière zone, la température était réglée en fonction des besoins du produit à sécher. Afin d'obtenir un bon rapport de pression, un flux d'air de séchage est insufflé à contre-courant dans la première zone et en courant parallèle dans la deuxième zone. La longueur des deux zones est établie en fonction des conditions exigées pour obtenir un produit final suffisamment sec. La vitesse du flux d'air à travers les zones ne doit pas dépasser un certain seuil, sinon les plaques risquent de décoller de leur support, d'être dérangées et de s'empiler les unes sur les autres, ce qui rendrait le séchage moins efficace et pourrait même occasionner un arrêt du transporteur. La température maximale du flux sera également déterminée en fonction du produit à sécher. Lors du séchage des plaques de gypse, par exemple, cette température est déterminée par la porosité du carton, c'est-à-dire par sa pénétrabilité à la vapeur d'eau et par le risque du surchauffage et la dégradation du noyau de gypse. Un carton à porosité élevée supporte une température de séchage plus élevée que les plaques à basse porosité. En négligeant d'ajuster la tenipérature de séchage en fonction de la porosité du carton on risque d'obtenir un carton trop séché, ce qui entraîne une moins grande perméabilité pour l'eau qui s'évapore du noyau de gypse. Un surchauffage du noyau de gypse implique que la capacité d'adhésion du carton au noyau de gypse diminue et le carton peut même se détacher du gypse. La baisse de température de l'air de séchage ne doit pas non plus être trop importante, car dans ce cas, on risque de voir se former une condensation à la sortie et à l'entrée du séchoir, à l'endroit où l'air de séchage entre en contact avec l'air ambiant. Il faut toujours veiller à maintenir une certaine différence minimale entre les températures sèche et humide de l'air de séchage. La longueur de la première zone est donc déterminée en fonction de la température de séchage maximale, de la porosité du carton et par la quantité d'air de séchage. L'air de séchage doit en outre contenir de l'eau en quantité élevée, afin d'empêcher un séchage superficiel du carton. Il sera maintenu une certaine différence entre les températures sèche et humide, ceci pour empêcher la condensation à l'entrée du séchoir. Dans cette première zone l'évaporation sera donc limitée à une certaine valeur maximale et la quantité d'eau toujours contenue dans les produits s'évaporera par conséquent dans la zone suivante. Comme nous l'avons déjà dit, lors du séchage des plaques de gypse, le carton pert sa capacité d'adhésion si la température de séchage est trop élevée pendant la dernière phase du séchage. La deuxième zone de séchage doit par conséquent être assez longue pour permettre une chute de la température de séchage et l'obtention d'un produit final de bonne qualité. Il apparaît donc impossible de maintenir une forte température de séchage dans la première partie de cette zone de déchage ; la production du séchoir en est évidemment affectée, car une plus basse température d'entrée implique une moins grande évaporation d'eau par m2 et par heure. Les besoins d'une capacité de production plus élevée a donc incité l'introduction d'une troisième zone, ce qui permet d'augmenter la température dans la deuxième zone considérable et ainsi accélérer l'évaporation. On règle la troisième zone afin d'obtenir la baisse de température voulue et de fournir une bonne température finale à l'air de séchage. Malheureusement, un séchoir à trois zones coûte cher à la construction et à l'exploitation, car ce modèle exige trois systèmes de circulation d'air séparés, trois dispositifs de rechauffage de l'air de retour, par exemple sous forme de brûleurs, ainsi que des équipements de réglage. L'invention ici présente se propose de mettre au point la construction d'un séchoir bénéficiant des mêmes avantages qu'un séchoir à trois zones, à un prix de construction bien plus avantageux, et occasionnant des frais d'exploitation nettement plus bas. Selon l'invention, cet objectif sera atteint par la construction de : deux zones de séchage succesives dont les flux d'air de séchage vont dans le même sens, équipées de voies de retour reliées entre elles, à travers lesquelles circule le flux d'air de retour de la sortie de la dernière zone de séchage vers l'entrée de la première zone ; un échangeur de chaleur est disposé entre ces deux zones de séchage ; le flux d'air de séchage venant de la première zone transfère dans l'échangeur une partie de sa chaleur au flux d'air de retour et peut ensuite passer à travers la dernière zone de séchage. Nous donnons ci-dessous quelques exemples de modèles classiques, ainsi qu'un exemple de notre invention ; référezvous aux illustrations la figure 1 montre un séchoir classique à deux zones, avec courbes de température et quotient d'humidité par rapport à la longueur du séchage, la figure 2 montre un séchoir classique à trois zones, ses variations de température et son quotient d'humidité, la figure 3 montre un séchoir conçu selon les principes de l'invention, ses courbes de température et son quotient d'humidité. La partie supérieure de la figure 1 représente un séchoir à deux zones, généralement construit comme un séchoir rotatif, destiné au séchage des matériaux en plaques. Les produits entrent par l'entrée 1 du séchoir, qui fait également fonction d'entrée de la première zone de séchage. Les produits sortent par la sortie 2 du séchoir, lequel fait également fonction de sortie de la deuxième zone. Dans la première zone la plaque est rechauffée t ce rechauffage est obtenue par la circulation à contre-courant du flux d'air de séchage à travers la zone, ce qui implique une température de l'air plus élevée à la sortie 3 et moins élevée à l'entrée 1. Au cours du processus de séchage, 11 air de séchage balaie donc les plaques de la première zone à contre-courant. La zone est équipée d'une voie de retour 4, comportant à son tour un ventilateur 5 pour la circulation de l'air et un brûleur 6 pour son rechauffage. La longueur de la première zone de séchage dépend de la température de séchage maximale ainsi que du flux de séchage. Il faut aussi veiller à ce que la différence entre les températures sèche et humide soit assez grande pour ne pas provoquer une condensation lorsque l'air de séchage entre en contact avec l'air ambiant. La zone 2 est construite de façon similaire, mais ici le flux d'air de séchage balaie les plaques par un courant parallèle, ce qui implique que la température de l'air atteint son point le plus élevé à la sortie 7 du séchoir et son niveau le plus bas à la sortie 2 de la zone, et du séchoir. La deuxième zone comporte également une voie de retour 8, un ventilateur 9 et un brûleur 10. Comme l'évaporation d'eau est limitée dans la première zone par les paramètres décrits ci-dessus, l'eau qui reste encore dans les plaques doit s'évaporer dans la deuxième zone de séchage. Comme nous l'avons déjà expliqué, en séchant des plaques de gypse, le carton perd sa capacité d'adhésion si la température de séchage est trop élevée dans la dernière partie du séchoir, ce qui implique que la deuxième zone de séchage reçoit une forme assez longue, afin d'amener la température de l'air à chuter de façon voulue et ainsi d'obtenir une bonne température finale. La différence de température entre les deux zones est donc assez élevée, comme l'indique par ailleurs la courbe de la figure 1. Ceci a évidemment une incidence sur la capacité de production du séchoir, puisque l'évaporation dans la zone 2 demeure relativement basse à cause des conditions requises pour obtenir un bon produit final. Afin d'augmenter la capacité de production de cette installation on peut donc choisir la solution décrite par la figure 2, c'est-à-dire un séchoir à trois zones. La première zone correspond en principe à la zone 1 de la figure 1, tandis que la température de l'air a considérablement augmenté dans la zone 2. Les plaques sont donc transportées à la sortie 1l de la zone 2 à l'entrée 12 de la zone 3, qui est construite de la même façon que la zone 2. C'est-à-dire qu'elle comporte une voie de retour 13, un brûleur 14 et un ventilateur 15, lequel force l'air de balayer les plaques par un courant parallèle comme dans la zone 2. Comme la température de l'air a5-nettesent augmenté dans la zone 2, l'évaporation s'est également accrue de façon visible, si on la compare au modèle de la figure 1.Dans la zone 3, la température de l'air est réglée pour obtenir une bonne température pendant la dernière phase du séchage. Par ce moyen on a réussi à considérablement augmenter la capacité du séchoir. Dans une installation de séchage construite selon les principes de l'invention, figure 3, la zone 1 correspond essentiellement à la zone 1 des deux autres modèles, figures 1 et 2. Dans les deux autres zones successives, 2 et 3, les voies de retour 13 et 8 sont pourtant reliées par un échangeur de chaleur 16, disposé pour permettre le passage du flux d'air de retour à travers les deux zones 2 et 3. Le flux d'air de séchage, après avoir traversé la zone 2, transfère dans l'échangeur une partie de sa chaleur au flux d'air de retour et passe ensuite à travers la troisième zone.La sortie il de la deuxième zone est conçue pour permettre le passage de l'air de séchage vers le haut à travers l'échangeur de chaleur 16, du côté aspirant du ventilateur 9 ; ce flux d'air retourne ensuite par l'échangeur 16 et entre par l'entrée 12 de la troisième zone. Comme l'indique la courbe de temprature, en passant par l'échangeur le flux d'air de séchage est refroidi à un niveau de température déterminé, afi dtadapter la baisse de température et, par là, la temperature finale aux valeurs propices à chaque produit.Lorsque l'air de séchage a traversé la troisième zone en courant parallèle, il est amené à travers la voie deretour 13 à l'échangeur de chaleur 16, où le flux d'air de retour est rechauffé. Ce flux est ensuite chauffé encore une fois à la température voulue, avant de revenir à l'entrée 7 de la deuxième zone de séchage par la voie de retour 8. En comparant le modèle de la figure 2 au modèle de l'invention, nous nous aperçevons que ce dernier a remplacé un brûleur 14 dans la troisième zone de séchage par un échangeur de chaleur 16. Un échangeur de chaleur est plus facile à l'entretien et moins cher à l'installation qu'un brûleur. L'échangeur de chaleur peut être installé selon la figure 3, ou bien sur le dessus du séchoir ou à côté de celuici sur une plate-forme. Hors le fuel, la vapeur, l'eau chaude ou le gaz peuvent être utilisés en tant que source de chaleur. Les échangeurs de chaleurs des séchoirs sont en général fabriqués en aluminium ou en acier inoxydable, car la chaleur est récupérée dans de l'air humide. Une condensation a donc lieu, si l'apport de chaleur est réalisé par chauffage direct de gaz ou de fuel dans le flux d'air de séchage, le produit de la condensation sera acide et corrosif. Si l'on place l'échangeur dans la zone d'air sec il peut être fabriqué en acier et son côut sera bien moins élevé. REVENDICATIONS 1. Installation de séchage pour matériaux en plaques, comportant au moins trois zones de séchage (1,2,3) en série, a travers lesquelles les produits passent au cours du séchage, en même temps que des flux d'air de séchage balaientles produits, soit à contre-courant, soit en courant parallèle par rapport au sens de transport des produits; chaque zone comporte au moins une voie de retour (4,8,13) pour le renvoi du flux d'air, qui vient de balayer les produits ; les zones comportent également des dispositifs de renvoi (5,9,10) et de réchauffage (6,10) du flux d'air de retour ; caractérisée par deux zones de séchage successives (2,3) dans lesquelles le flux d'air de séchage passe dans le même sens, comportant des voies de retour (8,13) reliées entre elles, a travers lesquelles le flux de retour passe de la sortie (2) de la dernière zone de séchage à l'entrée (7) de la précédente ; un échangeur de chaleur (16) est disposé entre ces deux zones de séchage afin de permettre le passage de l'air de séchage et de l'air de retour ; le flux d'air de séchage qui vient de traverser la première zone transfère dans l'échangeur (16) une partie de sa chaleur au flux d'air de retour et traverse ensuite la dernière zone de séchage (3). 2. Installation de séchage selon la revendication 1, caractérisée par la disposition d'un ventilateur, qui a pour but d'élever la pression de l'air qui traverse 1 'é- changeur de chaleur.