SE529916C2 - Kompakt lufttork - Google Patents

Description

25 30 35 529 916 lare 42, där luften värms. Systemet som visas i US-l-5 794 453 skiljer sig från teknikens ståndpunkt genom en ovanlig lösning för kylmedelskretsen; i stället för att växla värme (heta) (käl“ la) luften, sker en del av kylmedelskondensationen i värme- växlaren 42 luften).

I US-A-5 727 623 beskrivs en lufttork inhyst i form av ett rör försett med en primärvärmeväxlare i ena änden, mellan den inkommande luften och den utgående (vilken, såsom nämnts, skall värma den utgående en sekundärvärmeväxlare i andra änden och en kondensfälla placerad däremellan. Ett rör är anordnat mellan primär- och sekundärvärmeväxlarna och leder luft mellan dessa. tid är lufttorken som beskrivs i US-A-5 727 623 ej försedd med något kondensfàngande medium.

I WO-A-2004/070302 beskrivs en lufttork med en helt annan konstruktion; i lufttorken enligt WO-A-2004/070302 används bara värmeväxlarplattor med ett mycket ovanligt pressmönster för att få till funktionen.

Emeller- l patentlitteraturen finns flera olika lösningar för att torka tryckluft, se exempelvis GB-A-2 353 229, US-A-4 638 852, US-A-5 lO7 919, US-A-3 722 583 samt WO-A-01/17665.

Alla dessa lösningar har en sak gemensamt; de är alla sammansatta av diskreta komponenter, vilka är sammankoppla- de medelst rörverk. Detta gör systemen utrymmeskrävande och kostnadsineffektiva.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning löser ovannämnda oc andr pro- blem genom minst ett i kondensfällan anordnat kondensfàng- ande medium, varvid den avkylda gasen som lämnar sekundär- värmeväxlaren tvingas uppåt genom det kondensfångande medi- et mot en öppning belägen i en övre del av kondensfällan. 10 15 20 25 30 35 529 916 KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Nedan kommer föreliggande uppfinning att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, varvid Fig l är en sprängd perspektivvy som visar en luft- tork enligt föreliggande uppfinning, Fig 2 är en spräng perspektivvy som visar en primär luft/luftvärmeväxlare som utgör en komponent hos lufttorken enligt föreliggande uppfinning, Fig 3 är en sprängskiss som visar en sekundär kylme- del/luftvärmeväxlare som utgör en komponent hos lufttorken enligt föreliggande uppfinning och Fig 4 är en sprängskiss som visar en exemplifierande utföringsform av en kondensfälla enligt föreliggande upp- finning.

BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER I följande beskrivning kallas anordningen enligt upp- finningen en lufttork. Det är emellertid uppenbart för en person med kunskaper inom området att anordningen enligt uppfinningen skulle kunna användas för att separera vilket kondenserbart material som helst från vilket gasformigt me- dium som helst med en högre kondenseringstemperatur.

I Fig l visar en lufttork 100, innefattande en pri- märvärmeväxlare 200, en sekundärvärmeväxlare 300 samt en kondensfälla 400 i en sprängd perspektivvy. Såsom visas in- nefattar primär- och sekundärvärmeväxlarna 200 resp 300 ett antal värmeväxlarplattor 210 resp 310. Antalet värmeväxlar- plattor kan varieras beroende på den värmeväxlarkapacitet som krävs, men ett föredraget antal värmeväxlarplåtar kan vara från exempelvis 4 plåtar till 200 plåtar, vis 8 till 100 plåtar. Mellan alla plattor finns skikt (inte visade) av ett hårdlödningsmaterial, exempelvis kop- par eller nickel. företrädes- lO 15 20 25 30 35 529 916 Kondensfällan 400 innefattar ett fàngmedie. I den vi- sade utföringsformen visas två olika fångmedier, ett primärt medie 410 och ett sekundärt medie 420. sekundärmedierna skulle exempelvis kunna bestå av trådull.

Primär- och Nedan kommer lufttorkens funktion att förklaras ut- förligare. Förklaringen är baserad på banan för en luftatom som färdas genom lufttorken; sålunda kallas den första vär- meväxlare den inkommande luftatomen stöter på "primärvärme- växlaren", trots att denna värmeväxlare också är den sista värmeväxlare samma luftatom passerar innan den lämnar luft- torken.

Primärvärmeväxlaren 200 har ett inlopp 220 (se Fig 2) för att släppa in varm, kontaminerad luft. Kontamineringen är företrädesvis en kondenserbar kontaminering; för icke kondenserbart material har föreliggande lufttork liten el- ler ingen effekt. Den varma kontaminerade luften kyls av genom att växla värme med utgående kall och torr luft. Ef- ter att ha passerat genom primärvärmeväxlaren leds luften genom ett inre rör 200-300 till sekundärvärmeväxlaren 300, i vilken luftens temperatur sänks medelst en värmeväxling med ett kylmedel. Den låga temperaturen kondenserar konden- serbart material, exempelvis vatten eller kolväten. Från sekundärvarmeväxlaren 300 leds luften till kondensfällan 400, där det kondenserade materialet separeras från luft- strömmen och släpps ut från systemet genom ett dränerings- hál 430.

Efter passagen genom kondensfällan passerar den kalla och torra luften primärvärmeväxlaren igen, för att växla värme med den inkommande heta kontaminerade luften.

Efter denna kortfattade introduktion till lufttorkens funktion hänvisas ånyo till Fig 2. I Fig 2 visas en schema- tisk vy av primärvärmeväxlaren 200. Den heta kontaminerade luften kommer in i inloppet 220, som är placerat i en täck- plåt 230 och flödar in i gångar såsom visas med en streckad linje 240 mot en öppning 245. Under värmeväxlarpassagen l0 15 20 25 30 35 529 916 kommer den kontaminerade luften att växla värme med kall torr luft som kommer in i värmeväxlaren 200 vid ett sekun- där inlopp 250. Ursprunget för denna kalla torra luft kom- mer att förklaras senare.

Den kontaminerade luften lämnar värmeväxlaren 200 och kommer in i röret 200-300 (Fig 1), vilket sammankopplar primärvärmeväxlaren 200 och sekundärvärmeväxlaren 300.

(Fig 3) kontaminerade luften att färdas i en bana som visas av prickstreckade linjer, från ett inlopp 320 till ett utlopp 330. Samtidigt kommer ett kylmedel eller annat kallt medium in i värmeväxlaren genom ett kylmedelsinlopp 340 och flödar I sekundärvärmeväxlaren kommer den inkommande i en motsatt riktning jämfört med det kontaminerade luft- flödet, mot ett köldmedelsutlopp 350 såsom visas med hel- dragna linjer. Köldmediet är på något sätt kopplat till en extern kylkälla; exempelvis skulle köldmediet kunna vara en HFC, ammoniak eller ett kolväte och kylkällan skulle kunna vara en kompressor kombinerat med en extern kondensor (inte visad) eller liknande.

Den nu kalla kontaminerade luften kommer att lämna sekundärvärmeväxlaren genom utloppet 300 och komma in i ett nedre parti hos kondensfällan 400 (Fig 4) 440 i en första sidoplàt 450 såsom visas i Fig 4. Inuti genom en öppning kondensfällan 400 mynnar öppningen 440 i ett tomt utrymme avgränsat av en botten och två sidoväggar hos ett kondens- fällehus 460, en sidoplåt 470, fångmediet 410. sidoplåten 450 och primär- Primärfångmediet är fäst vid innerytan hos kondensfällan 400 på så sätt att ingen luft kan passera mellan de inre ytorna och primärfàngmediet 410.

Sålunda kommer all kall luft att passera genom fång- mediet 410. Mediets funktion är att tillåta små kondensera- de droppar att agglomerera till droppar som är stora nog att inte följa med luftströmmen, och sålunda falla till botten av huset 460, där det kondenserbara materialet kom- mer att dräneras genom dräneringshålet 430. 10 15 20 25 30 35 529 916 Efter primärfàngmediet 410 kommer luften att fortsät- ta uppåt till sekundärfàngmediet 420, vilket är fäst vid de inre ytorna på samma sätt som primärfångmediet 410. I se- kundärmediet kommer ytterligare kondenserbart material att agglomerera till droppar som är stora nog att falla mot hu-~ sets 460 botten och dränera genom dräneringshàlet 430.

Luften kommer att lämna kondensfällan 400 genom en öppning 475 och komma in i primärvärmeväxlaren 200 genom det sekundära inloppet 250 (Fig 2). Inuti primärvärmeväxla- ren kommer den kalla luften att följa en väg som visas av de heldragna linjerna i Fig 2, från det sekundära inloppet 250 till ett utlopp 260 och växla värme med den inkommande varma kontaminerade luften.

Den slutliga värmeväxlaren resulterar i en tempera- turökning hos den utgående torra luften; detta minskar ris- ken att rör som leder från lufttorken till en luftförbruka- re täcks med vatten som kondenserar från omgivande luft.

Vidare ökar effektiviteten hos lufttorken, eftersom tempe- raturen hos den heta, kontaminerade luften som kommer in i sekundärvärmeväxlaren minskar, vilket innebär att en lägre kyleffekt kan användas i sekundärvärmeväxlaren 300.

Lufttorken enligt föreliggande uppfinning är företrä- desvis hàrdlödd i ett stycke, enligt en process som kommer att beskrivas nedan: I ett första tillverkningssteg staplas ett önskat an- tal identiska värmeväxlarplattor 210 på varandra för att bilda primärvärmeväxlaren 200, varvid skikt av ett hårdlöd- ningsmaterial placeras mellan värmeväxlarplattorna; vid stapling av plattorna är det viktigt att varannan platta vrids 180 grader jämfört med de angränsande plattorna. Det- ta säkerställer riktiga vägar för luften som skall värme- växlas, och är en metod som är väl känd av fackmän inom om- rådet värmeväxlare.

I ett andra tillverkningssteg staplas sidoplattorna 450, 470, huset 460, fàngmedierna 410, 420 och röret 200- 10 15 20 25 30 35 529 916 300 hos kondensfällan 400 pà värmeväxlarplåtarna 210. Där det bedöms nödvändigt, skall mellanliggande skikt av hård- lödningsmaterial placeras mellan nämnda komponenter.

I ett tredje tillverkningssteg staplas ett önskat an- tal identiska värmeväxlarplattor 310 pà de tidigare nämnda komponenterna för kondensfällan 400 för att bilda sekundär- värmeväxlaren 300, på samma sätt som tidigare nämnda värme- växlarplattor 210 bildar primärvärmeväxlaren 200. Även här placeras skikt med hårdlödningsmaterial mellan plattorna 310. Under detta steg är det nödvändigt att röret 200-300 sträcker sig över gapet mellan primär- och sekundärvärme- växlarna 200 och 300 (egentligen gapet mellan öppningen 320 och öppningen 245).

I ett sista tillverkningssteg placeras de staplade komponenterna med mellanliggande skikt av hàrdlödningsmate- rial i en ugn som evakueras och värms. Alternativt skulle ugnen kunna fyllas med inert gas; detta skulle kunna vara önskvärt beroende på det faktum att detta skulle möjliggöra en snabbare tillverkning, eftersom det inte skulle vara nödvändigt att evakuera hårdlödningsugnen före hàrdlödning- en. Beroende på värmen kommer hårdlödningsmaterialet hård- löda komponenterna samman för att bilda en enda enhet som innehåller alla nödvändiga funktioner för att kondensera kondenserbart material i en ström av tryckluft.

I den föredragna utföringsformen är kondensfällan placerad mellan primär- och sekundärvärmeväxlarna. Detta är fördelaktigt beroende på temperaturskillnaden mellan pri- mär- och sekundärvärmeväxlarna; det är fördelaktigt med värmeöverföringsisolering mellan primär- och sekundärvärme- växlarna, och kondensfällan kommer i någon utsträckning att fungera som en sådan isolering.

Såsom är uppenbart för en fackman inom området är be- skrivningen endast att se som ett exempel på hur förelig- gande uppfinning kan utövas. Exempelvis är det inte nödvän- digt att ha mellanliggande skikt av hárdlödningsmaterial 10 15 529 916 mellan värmeväxlarplattorna. I stället skulle hàrdlödnings- pasta, eller till och med ett lim, DIMENSIONER kunna användas.

I en föredragen form av uppfinningen används åtta värmeväxlarplattor 310 för att bilda sekundärvärmeväxlaren 300 och åtta värmeväxlarplattor 210 används för att bilda primärvärmeväxlaren 200. Företrädesvis är värmeväxlarplat- torna ungefär 70-120 mm breda och 190-290 mm höga. Platt- tjockleken är företrädesvis 0,3-0,4 mm. Ett föredraget ma- terial för värmeväxlarplattorna 210, 310, huset 460, sido- plàtarna 450, 470 och fàngmedierna 412, 420 är rostfritt stål, exempelvis av den typ som kallas AISI 304 eller AISI 316.

Fàngmedierna 410, 420 är företrädesvis tillverkade av en rostfri stàlull med en densitet på ungefär 226 kg/m3- I en föredragen utföringsform är tràddiametern hos fàngmedi- erna 410, 420 ungefär 0,28 mm.

Claims (2)

1. 0 15 20 25 30 35 529 916 PATENTKRAV l. Lufttork (100), innefattande en prirnärvärmeväxlare (200) anordnad att växla värme mellan en inkommande ström av varm, kontaminerad gas och en ström av utgående torr, kall gas, en sekundärvärmeväxlare (3 00) anordnad att växla värme mellan inkommande kall gas från primärvärmeväxlaren (200) och ett kölclmedium, samt en kondensfalla (400) som fångar kondenserbart material ur avkyld gas som lämnar sekundärvärrneväxlaren (300), efter vilket den torra avkylda gasen växlar värme med gas som kommer in i primärvärrneväxlaren (200), varvid ett rör (200-300) är anordnat att leda luft från primärvärmeväxlaren (200) till sekundärvärmeväxlaren (300) och varvid röret (200-300) löper genom kondensfállan, vilken är anordnad mellan primärvärmeväxlaren (200) och sekundärvärmeväxlaren (300), kännetecknad av minst ett i kondensfallan (400) anordnat kondensfångande medium (410, 420), varvid den avkylda gasen som lämnar sekundärvärmeväxlaren (300) tvingas uppåt genom det kondensfångande mediet (410, 420) mot en öppning (475) belägen i en övre del av kondensfallan.

2. Lufttorken (100) enligt patentkravet 1, varvid lufttorken hårdlödd i ett stycke. 4. Lufttorken (100) enligt någotdera av föregående patentkrav, varvid hårdlödningsmaterialet är koppar eller nickel. 5. Lufttorken (100) enligt någotdera av föregående patentkrav, varvid primär- och sekundärvärrneväxlarna (200, 300) är tillverkade av ett antal identiska värmeväxlarplåtar (210, 310). 6. Lufttorken (100) enligt patentkravet 5, varvid värrneväxlarplattorna (210, 310) är tillverkade av rostfritt stål. 7. Lufttorken (100) enligt någotdera av föregående patentkrav, varvid det i kondensfallan (400) minst ett anordnade mediet (410, 420) är en ull av rostfritt stål. 8. Lufttorken (100) enligt patentkravet 7, varvid en trådtjocklek hos ullen utgörande det i kondensfallan (400) minst ett anordnade mediet (410, 420) har en trådtjocklek på 0.28 mm. 529 916 10 9. Lufttorkeli (l 00) enligt patentkravet 7 eller 8, varvid ullen utgörande det i kondensfállan (400) minst ett anordnade mediet (410, 420) har en densitet på ungefär 226 kg/mß.