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Kontinuierlich arbeitendes Entfeuchtungsgerät für
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Gase Die Erfindung betrifft ein kontinuierlich arbeitendes Entfeuchtungsgerät
für Gase, bestehend aus einem Strömungskanal für das zu trocknende Gas, in dem eine
Filtereinrichtung angeordnet ist, die dem zu trocknenden Gas Feuchtigkeit entzieht,
aus einem Regenerationskreis, der durch einen Teil der Filtereinrichtung verläuft
und in dem ein vorzugsweise erhitztes Regenerationsgas entweder in Richtung des
zu trocknenden Gasstromes oder in Gegenstromrichtung strömt, und aus wenigstens
einer Gebläseeinrichtung zur Erzeugung der Strömungen durch die Filtereinrichtung.
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Derartige kontinuierlich arbeitende Enteuchtungsgeräte sind bereits
bekannt. Das Entfeuchtungsprinzip derartiger Entfeuchtungsgeräte oder Trockner beruht
auf dem chemophysikalischen Verhalten stark hygroskopischer Stanze wie z.B.
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Salze, die bei niedrigen Temperaturen Feuchtigkeit binden und bei
hohen Temperaturen diese Feuchtigkeit wieder abgeben.
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Bei diesen Geräten wird der zu trocknende Luft- bzw.
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Gasstrom durch ein mit einem solchen hygroskopischen Salz imprägnierten
Filter geleitet und gibt hierbei den Wasserdampf ab. Die liegenerierung des feuchtigkeitsgesättigten
Filters erfolgt durch einen Heißluft-bzw.
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Heißgasstrom, welcher den ausgetriebenen Wasserdampf abführt. Im Falle
von Gastrocknung wird das #egenerationsgas im Kreislauf geführt und die Feuchtigkeit
in einem luft- oder wassergekühlten Kondensator abgeschieden.
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Eine bekannte Konstruktion eines Entfeuchtungsgerätes besteht im wesentlichen
aus einer wabenartigen Keramik-Filterscheibe sowie den auf beiden Seiten des Filters
gleitend angeordneten Regenerationssektoren. Das zu entfeuchtende Gas wird durch
den von den Sektoren nicht abgedeckten Teil der Filterscheibe gedrückt, während
das Regenerationsgas im Gegenstrom über die langsam um die zentrale Achse rotierenden,
gekoppelten Sektoren gesaugt wird. Diese bekannten Entfeuchtungsgeräte sind jedoch
mit einer Reihe von Nachteilen behaftet. Im Bereich der rotierenden Regenerationsgassektoren
ergeben sich Abdichtprobleme zwischen Regenerationsgas und dem zu trocknenden Gas,
da die dabei verwendeten Filterscheiben keine ideale Dichtfläche für die Regenerationsgassektoren
bilden.
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Um ein Vermischen des Regenerationsgases mit dem zu trocknenden Gas
möglichst gering zu halten, muß das Regeneratiolsgas im Regenerationskreis auf dem
selben Druck gehalten ~erden wie das zu trocknende Gas und außerdem müssen di Regenerationsgassektoren
mit aufwendigen Dichtungseinrichtungen ausgestattet werden.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein kontinuierlich
arbeitendes Entfeuchtungsgerät für
Gase der eingangs definierten
Art zu schaffen, welches insbesondere im Bereich der Filtereinrichtung eine sichere
und vollständige Trennung von Regenerationsgas und dem zu trocknenden Gas gewährleistet
und welches in Modulbauweise ausgerührt wrden kann, so daß das Entfeuchtungsgerät
der jeweils erforderlichen Kapazität angepasst werden kann.
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Ausgehend von dem Entfeuchtungsgerät der eingangs definierten Art
wird diese Aufgabe erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß die Filtereinrichtung aus
wenigstens einer Lochscheibe und aus mehreren Filterpatronen besteht, die in der
Lochscheibe, insbesondere in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet gehaltert
sind, wobei wenigstens eine der Filterpatronen im Regenerationskreis liegt.
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Durch die Verwendung einzelner Filtrpatronen, die in Lochscheiben
angeordnet sind, lassen sich Regenerationsgassektoren in idealer Weise um eine jeweilige
Filterpatrone herum im Zusammenwirken mit der Lochscheibe abdichten, so daß der
Regenerationsgaskreislauf vollständig von dem Kreislauf mit de6Utrocknende»bas isoliert
wird. Bei dem erfindungsgemäßen Entfeuchtungsgerät ist es daher auch möglich, mit
unterschiedlichen Gasdrücken zwischen Regenerationsseite und Adsorptionsseite zu
arbeiten. Mit anderen Worten sind zwischen Regenerationsseite und Adsorptionsseite
hohe Differenzdrücke möglich, so daß die Regeneration einer jeweiligen Filterpatrone
mit sehr viel höherem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann als vergleichsweise
bei den bekannten Entfeuchtungsgeräten.
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Auch ist das erfindungsgemäße Entfeuchtungsgerät nicht an bestimmte
Filtermaterialien gebunden, d.h. es können beispielsweise auch nicht gebundene körnige
Trocknungsmittel
als Filter verwendet werden oder Filterpatronen,
die mit Silikagel gefüllt sind, wodurch sich hohe Entfeuchtungsleistungen erzielen
lassen.
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Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung
erfahren, daß der Regenerationskreis über wenigstens eine Rohrleitung oder Haube
mit der wenigstens einen Lochscheibe bzw. einer zu regenerierenden Filterpatrone
verbunden ist. Dabei kann die wenigstens eine Lochscheibe auf einer oder auf beiden
ihrer Hauptflächen als Dichtfläche für die Haube oder die Rohrleitung ausgebildet
sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform läßt sich die Rohrleitung
bzw. Haube auf der wenigstens einen Lochscheibe von einer Filterpatrone über die
nächstfolgende Filterpatrone entsprechend einer Schrittbewegung weiterschalten.
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Dadurch wird sichergestellt, daß jede Filterpatrone in der Lochscheibe
in einer Aufeinanderfolge in den Regenerationskreis gelangt und vollständig regeneriert
werden kann.
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Die Haube, welche einem Regenerationsgassektor bei der bekannten Konstruktion
entspricht, kann zweckmäßigerweise aus einer an ihrem Ende erweiterten Rohrleitung
bestehen.
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Eine beso-aders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht ferner
darin, daß der Winkelabstand der Filterpatronen in der wenigstens einen Lochscheibe
und die Breite der Rohrleitung oder der Haube so aufeinander abgestimmt sind, daß
bei der Weiterbewegung der Haube bzw. der Rohrleitung von einer Filterpatrone zur
nächstfolgenden Filterpatrone keine Strömungsüberbrückung zweier Filterpatronen
durch die Haube bzw. durch die Rohrleitung erfolgen kann.
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Dadurch wird auch während des Weiterschaltens von einer
Filterpatrone
auf die nächstfolgende ein Vermischen von dem zu entfeuchtenden Gas mit dem Regenerationsgas
vermieden.
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Gemäß einer weiteren wusführungsform ist die Rohrleitung bzw. Haube
ortsfest angeordnet, während die Lochscheiben um ihre Mittelachse drehbar bzw. weiter
schaltbar angeordnet sind.
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Um während des Umschaltvorganges von einer Filterpatrone auf die nächstfolgende
eine Unterbrechung der Strömung is Regenerationskreis zu vermeiden, kann weiter
vorgesehen sein, daß jeweils zwischen zwei mit Filterpatronen belegten Bohrungen
in der Lochscheibe eine Zusatzbohrung für den ungehinderten Durchtritt des Regenerationsgases
ausgebildet ist.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion der Filtereinrichtung
ergibt sich der weitere Vorteil, daß mehrere mit Filterpatronen bestückte Lochscheiben
gruppenweise zusammengefaßt werden können, wobei jede Lochscheibe mit einer eigenen
Haube bzw. Rohrleitung ausgestattet ist. Das Entfeuchtungsgerät nach der Erfindung
kann daher bevorzugt nach dem Baukastenprinzip erweitert wrden bzw. in Modulbauweise
ausgeführt werden, so daß eine Anpassung an die jeweils geforderte Leistung möglich
ist.
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Ausgezeichnete Isoliereigenschaften und eine für die Dichtigkeit zwischen
Regenerationsseite und Adsorptionsseite wichtige absolut plane Gleitfläche läßt
sich dann realisieren, wenn die Lochscheiben aus gepresstem Melaminharz hergestellt
sind. Eine solche Lochscheibe kann in einem einzigen Arbeitsgang gepresst werden
und benötigt auch keine Nachbearbeitung.
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Außerdem ist sie bis zu ca 2500C temperaturfest.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 15.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter
Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische
schematische Darstellung eines kontinuierlich arbeitenden ßntfeuchtungsgerätes mit
Merkmalen nach der Erfindung, Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie I-I
in Fig. 1, Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Filtereinrichtung; und Fig. 4
eine Draufsicht einer in Modulbauweise zusammengesetzten Filtereinrichtung nach
der Erfindung.
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In Fig. 1 ist ein kontinuierlich arbeitendes Entfeuchtungsgerät für
Gase mit Merkmalen nach der Erfindung veranschaulicht. Ein zu trocknendes Gas wird
mit Hilfe einer Gebläseeinrichtung 2 in Richtung des Pfeiles A in einen ersten Raum
1 eingesaugt und gelangt von dort in einen zweiten Raum 3, in dem eine Filtereinrichtung
angeordnet ist. Die Filtereinrichtung besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
aus einer Lochscheibe 8, die mit Filterpatronen 7 bestückte bohrungen aufweist.
Auf der einen Hauptfläche der Lochscheibe 8 ist eine Rohrleitung 5 mit einer Haube
6 angeordnet,
die beispielsweise im Uhrzeigersinn schrittweise
so um die zentrale Längsmittelachse der Anordnung gedreht werden kann, daß die Haube
6 aufeinanderfolgend jeweils überein Filterpatrone 7 zu liegen kommt. Auf der gegenüberliegenden
Seite der Lochscheibe 8 ist eine gleichartige Anordnung aus Rohrleitung 9 und Haube
6' angeordnet, die synchron mit der Haube 6 mitgedreht wird. Die Rohrleitungen 5
und 9 liegen in einem Regenerationskreis, der eine Filter- und Heizeinrichtung 13
in einem Raum 12 enthält. Das Regenerationsgas (beispielsweisiLuft) wird mit Hilfe
eines GeSEses 15 zunächst in Richtung des Pfeiles C angesaugt, wobe#5durch die Filter-
und Heizeinrichtung 13 hindurch gelangt. Das so gereinigte und erhitzte Gas gelangt
dann in den Kanal 10 und von dort über die Rohrleitung 9 in die Haube 6'. Da die
Haube 6' wie auch die Haube 6 an der Lochscheibe abgedichtet ist, was beispielsweise
mit Hilfe einer Dichtlippe 6a erfolgen kann, strömt das Regenerationsgas durch die
unter den zwei Hauben 6 und 6' gelegene Filterpatrone, deren Filtermaterial dadurch
regeneriert wird. Das Regenerationsgas strömt dann durch die Rohrleitung 5 in die
Leitung 4 und wird dann schließlich in Richtung des Pfeiles D abgegeben. Das erhitzte
und feuchte Regenerationsgas kann anschließend in eine Kühleinrichtung oder eine
Einrichtung wie beispielsweise Wärmepumpe geleitet werden, um die Wärmeenergie des
Regenerationsgases wieder zurück zu gewinnen.
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Das zu trocknende Gas strömt jedoch gemäß dem gezeigten Ausführunsbeispiel
durch drei Filterpatronen 7 hindurch und verläßt schließlich nach Durchtritt durch
die Filterpatronen das Gerät in Richtung des Pfeiles B.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die gezeigte
Gestalt der Haube 6 beschränkt ist, sondern daß diese Haube auch durch anders gestaltete
Regenerationsgassektoren ersetzt werden kann oder auch aus einem erweiterten Rohrende
bestehen kann.
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Auch ist für den Fachmann offenaichtlich, daß anstelle einer schrittweisen
Weiterdrehung der Rohrleitungen 5, 9 bzw.
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der Hauben 6, 6' diese letzteren Elemente ortsfest angeordnet werden
können, während die Lochscheibe 8 mit den Filterpatronen 7 drehbar angeordnet ist.
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Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung gemäß der Linie I-I in Fig. 1.
Die Lochscheibe 8 besteht in bevorzugterweise aus einem gepressten Melaminharz und
hat somit ausgezeichnete Isoliereigenschaften und eine für die Dichtigkeit zwischen
Regenerationsseite und Adsorptionsseite wichtige absolut plane Gleitfläche 16. Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich die Haube 6 gerade über einer Filterpatrone
7'. Die Filterpatrone 7' ist ersichtlicherweise vollständig gegenüber den anderen
ilterpatronen 7 isoliert, wenn sie sich im Regenerationskreis befindet. Bei dem
gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Haube 6 im Uhrzeigersinn schrittweise weitergedreht
werden, wobei die Haube 6 eine Zwischenstellung E erreicht, die mit strichlierter
Linie dargestellt ist. Die Breite der Haube und der Winkelabstand der einzelnen
Filterpatronen 7 ist so gewählt, daß bei der Weiterschaltung der Haube 6 keine dberbrückung
zweier benachbarter Filterpatronen 7 durch die Haube 6 möglich ist.
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Daher bleibt auch während des #eiterschaltens der Haube 6 die Regenerationsseite
gegenüber der Adsorptionsseite isoliert.
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Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Filtereinrichtung, die
zwei Lochscheiben 8a enthält. Die zwei Lochscheiben 8a sind auf Abstand zueinander
angeordnet, so daß zwischen ihnen ein Raum 17 entsteht. Durch diesen Raum 17 erstrecken
sich Filterpatronen 7a, die in entsprechende Bohrungen der Lochscheiben 8a mediumsdicht
eingesetzt sind.
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Da bei dieser Ausführungsform die Filterpatronen 7a eine sehr viel
größere Länge haben können als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, ist die Ausführungsform
gemäß Fig.3 für größere Leistungen geeignet. Auch bei dieser Ausführungsform könne
sich entweder die Hauben 6 und 6' bzw. Rohrleitungen 5 und 9 relativ zu den Lochscheiben
da drehen oder die Hauben 6, 6' und Rohrleitungen 5, 9 kennen ortsfest sein, während
die Lochscheiben 8a mit den Filterpatronen 7a schrittweise weitergedreht werden
können.
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Bei der AusfUhrungsform gemäß Fig. 4 sind mehrere Filterpatroneneinheiten
in einer einzigen Lochscheibe 8b zusammengefaßt. Jede Gruppe von Filterpatronen
7 ist mit einer eigenen Rohrleitung 5 und einer eigenen Haube 6 ausgestattet, die
beispielsweise im Uhrzeigersinn synchron weiter geschaltet werden können.
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Gemäß einer weiteren Möglichkeit kann die Lochscheibe 8b jedoch aus
vier einzelnen Lochscheiben zusammengesetzt sein, die von einer gemeinsamen Antriebsquelle
in schrittweise Drehung versetzt werden, wobei dann die Rohrleitungen 5 und die
Hauben 6 ortsfest angeordnet sind.
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Es ist offensichtlich, daß die susführungsform gemäß Fig.4 nach dem
Prinzip gemäß Fig. 3 oder nach dem Prinzip gemäß Fig. 1 aufgebaut werden kann.
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Schließlich besteht auch die Möglichkeit, jede der Rohrleitungen 5
bzw. Hauben 6 mit einer weiteren Lochscheibe starr zu verbinden, die auf der jeweiligen
Lochscheibe 8, 8a oder db gleitet und mit Bohrungen entsprechend der Lage der Filterpatronen
7 ausgestattet ist. In den Lochscheiben 8, 8a oder 8b können zwischen jeweils zwei
benachbarten Filterpatronen 7 Bohrungen ausgebildet sein so daß bei liner einer
Weiterdrehung entweder der Lochschei der Haube der Regenerationskreis nicht unterbrochen
wird.
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Je mehr Filterpatronengruppen verwendet werden (bei größeren Gasmengen)
desto kürzer wird die Zwischenzeit für die Regeneration der Filterpatronen. Mit
zunehmender Zahl von Filterpatronen wird also der gesamte Vorgang von Regeneration
und Zurückführung der Filterpatronen in den Adsorptionskreis immer kontinuierlicher.
Sind es bei der kleinsten Einheit noch beispielsweise 11% Unregelmäßigkeit bei einem
75 Sekundentakt entsprechend einem 15 Minuten-Turnus, so sind es bei einer Trockeneinheit
für z.B. 3600 m3/h nur noch 2,896 im 19-Sekundentakt, d.h. ab ca. 3000 m3/h arbeitet
das Entfeuchtungsgerät nach der Erfindung absolut kontinuierlich.
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Aber auch bei der kleinsten Einheit ist die Fauchte-schwankung der
getrocineten Luft bzw. des getrocknenden Gases kaum noch meßbar.
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Auch hat sich herausgestellt, daß das Entfeuchtungsgerät nach der
Erfindung bol jeder gewünschten Leistungskapazität sehr viel energie sparsamer arbeitet
als bekannte derartige Geräte.
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Das Entfeuchtungsgerät nach der Erfindung kann einfach so aufgebaut
werden, daß jede beliebige Geräte größe im Baukastensystem mit handelsüblichen Elementen
aufgebaut werden
kann und eine Trockneranlage daher auf sehr einfache
Weise an die jeweils erforderliche Kapazität angepasst werden kann.
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Sämtliche in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen dargestellten
technischen Einzelheiten sind für die erfindung von Bedeutung.