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Verfahren zur Herstellung von Austauschkörpern für Feuchtigkeit oder/und Wärme
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Austauschkörpern für Feuchtigkeit oder/und Wärme, die aus aneinanderliegenden, gefalteten oder gewellten Folien oder Schichten von Asbest oder einem gleichwertigen anorganischen, nichtmetallischen Fasermaterial zusammengesetzt sind und zwischen denselben durchgehende Kanäle enthalten ; von den aneinanderliegenden Folien ist mindestens jede zweite gefaltet oder gewellt, wobei die Kanäle durch die anliegenden Wellenscheitel begrenzt werden.
Derartige Austauschkörper werden vor allem zur Übertragung von Feuchtigkeit oder/und Wärme zwischen zwei Luftströmen verwendet ; der Austauschkörper kann z. B. als Rotor ausgebildet sein und zwischen zwei Durchlässen bewegt werden, die von je einem Luftstrom durchströmt werden. Die zum Aufbau dieser Körper verwendeten Asbestfolien sind zur rationellen Ausnützung ihrer Übertragungseigenschaften nur etwa 1/10 oder höchstens wenige 1/10 mm stark und müssen daher zur Erzielung einer ausreichenden Fe-
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- z.losefaser-zusammengehalten werden.
In Austauschkörpern aus derartigem Fasermaterial - z. B. aus Asbestfolie - können nun die organischen Bestandteile auch bei geringem Anteil eine so starke Verbrennung auslösen, dass das Material trotz seines verhältnismässig hohen Schmelzpunktes zerstört wird und die Asbestfasern zu feinem Pulver zerfallen. Ein derartiger Brand kann schon bei mässigem Erhitzen des Austauschkörpers ausbrechen : z. B. wenn dieser zur Übertragung von Feuchtigkeit benutzt und mittels eines erhitzten Gasstromes-z. B. Luftregeneriert wird.
Diese Verbrennung kann dann auch einige Zeit nach Abstellen des Regenerierstromes in dem noch warmen Fasermaterial einsetzen ; derartige Austauschkörper aus dünnsten Asbestfolien mit feinen Kanälen verhindern nämlich durch ihre hohe Wärmeisolation eine Ausstrahlung der zurückgebliebenen Wärme, so dass mangels jeglicher Abkühlung - wie etwa durch Luft- oder Gasumwälzung - die Temperatur bis zu einem Zündungswert ansteigt, wobei in dem warmen Fasermaterial durch die in den Kanälen vollkommen stationär gehaltene Luft eine Oxydation eintritt. Wenn nun das in den Asbestfasern enthaltene Kristallwasser bei Erreichung einer genügend hohen Temperatur ausgetrieben wird, dann zerfallen die Fasern zu Pulver ; diese kritische Temperatur liegt bei langen Erhitzungszeiten etwa bei 5000 C - bei z.
B. auf wenige Sekunden herabgedrückten Verbrennungszeiten durchaus auch höher.
Weiters sind auch Austauschkörper aus keramischem Material bekannt, bei deren Herstellung die Masse auf einem bandförmigen Träger aus brennbarem Werkstoff aufgetragen und dieser Träger schichtweise aufgewickelt wird. Dieser Träger, der während des Brennens der keramischen Masse die Formaltigkeit des Austauschkörpers bewirkt, wird bei diesen hohen Temperaturen zwar selbst verbrannt, ohne dass jedoch das keramische Material beschädigt oder gar zerstört wird.
Nach der Erfindung wird nun bei Herstellung von Austauschkörpern der eingangs beschriebenen Art aus anorganischem Fasermaterial eine während des Betriebes mögliche Entzündung der organischen Be- ; tandteile und darauffolgende Zerstörung dadurch vermieden, dass die Folien des Fasermateriales bzw.
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Ierpunkte der Verbrennung aus unschädlich gemacht bzw. neutralisiert werden.
Die im Fasermaterial enthaltenen organischen Bestandteile können nun zweckmässig durch eine ge-
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steuerte Verbrennung entfernt bzw. neutralisiert werden, wobei der Verbrennungsprozess so gelenkt wird, dass die für die Austreibung des im Fasermaterial etwa vorhandenen Kristallwassers kritische Temperatur nicht erreicht wird ; hiezu wird vorzugsweise ein ausreichend starker Gasstrom so schnell durch die Kanäle des Austauschkörpers geblasen, dass seine Kühlwirkung die Temperatur mit Sicherheit unter dem erwähn- ten kritischen Wert hält und dadurch die Austreibung des Kristallwassers verhindert.
Bei einer andern Variante des erfindungsgemässen Verfahrens wird die Verbrennung der organischen
Bestandteile des Fasermateriales in einer Atmosphäre von gegenüber normaler Luft geringerem, vorzug- weise steuerbarem Stauerstoffgehalt durchgeführt.
Die Oxydation kann so gesteuert werden, dass der Austauschkörper langsam auf etwa 4000 - 5000 C erwärmt wird und dabei nacheinander Destillationsprodukte gebildet werden bzw. aus dem Körper ent- weichen, so dass niemals eine direkte Entzündung eintritt ; auf diese Weise kann im Austauschkörper die
Oxydation ohne sichtbare Verbrennung, d. h. ohne Rotfärbung bzw. Flammenbildung, bis zur Unbrenn- barkeit des Fasermateriales vorangetrieben werden. Wird der Austauschkörper jedoch nicht allmählich, sondern unmittelbar der Endtemperatur von etwa 5000 C ausgesetzt, dann tritt auch sofort eine Verbren- nung unter Rauchbildung und Glutentwicklung ein.
In gewissen Fällen erweist sich eine Behandlung des Fasermateriales als vorteilhaft, bei der die vor- handenen organischen Bestandteile durch Pyrolyse zur Verkohlung gebracht werden ; der im Asbest ver- bleibende verkohlte Rückstand bildet dann keine Gefahr für eine Nachverbrennung mehr. Das Faserma- terial kann aber auch einer kombinierten Oxydation und Pyrolyse unterworfen werden, welche sich nicht selbst unterhält.
Weiters kann auch durch die Kanäle des Austauschkörpers ein Gas, vorzugsweise Luft, unter allmäh- licher Erhitzung hindurchgeführt und dadurch die im Fasermaterial vorhandenen organischen Bestandteile zur Vergasung gebracht werden.
Schliesslich ist vorgesehen, dass das Fasermaterial, zweckmässig der fertige Austauschkörper, als Er- satz für die Schwächung der Struktur mit einer Imprägnierung aus einer anorganischen Substanz versehen wird, u. zw. vorzugsweise vor Vergasung bzw. Verbrennung der organischen Bestandteile.
Nach der oben gegebenen Vorschrift behandelte Austauschkörper zeigen gegenüber bisher bekannten
Ausführungsformen der gleichen Bauart die überraschende Wirkung, dass sich in ihnen Luft bis zu einem erheblich niedrigeren Feuchtigkeitsgehalt trocknen lässt.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Durchführung der erfindungs- gemässen Behandlung von Austauschkörpern im Mittelschnitt und in Fig. 2 ein Ausschnitt aus dem Aus- tauschkörper in Draufsicht vergrössert dargestellt.
Der Ofen 10 aus wärmeisolierendem Werkstoff ist mit einem Einlass 12 und einem Auslass 14 - je mit einer Drosselklappe 16 bzw. 18 od. dgl. - versehen ; in diesem Ofen ist ein Blechgehäuse 20 angebracht, das eine Kammer 22 umschliesst, in der ein Gitter 24 eingesetzt ist, auf welchem der Austauschkörper 26 mit vertikal gerichteten Kanälen aufliegt, wobei der nicht bedeckte Teil des Gitters durch eine Blende 28 abgeschirmt ist und so die gesamte das Gitter durchströmende Luft durch denAustauschkörper26 hindurchgeführt wird ; ein unter dem Gitter 24 angebrachtes Siebblech 30 od. dgl. dient der gleichmässigen Verteilung des Luftstromes über den Querschnitt.
Ausserhalb der Kammer 22 befindet sich ein Heizkörper 32, über den die durch die Kammer 22 durch den Ventilator 34 aufwärts gesaugte Luft zurückgeführt wird ; der Ventilator wird vom Motor 36 über die Welle 38 angetrieben.
Wie in Fig. 2 veranschaulicht, ist der Austauschkörper 26 aus dünnen Asbestfolien 40 und 42 aufgebaut, deren jede zweite 42 durch Wellen, Falten od. dgl. so geformt ist, dass sie beim Aneinanderliegen zwischen den parallelen Berührungsstellen feine durchgehende Kanäle bilden ; bei Austauschkörpern zum Trocknen oder Temperieren eines Luftstromes mittels eines andern beträgt der Abstand zwischen den ebenen Folien 40 etwa 1-2 mm ; die Folien sind an den Berührungsstellen miteinander vorzugsweise durch ein anorganisches Bindemittel, z. B. durch Wasserglas, verbunden.
Die Asbestfolien sind aus gebündelten Fasern mit äusserst dünnen Einzelfäden unter Zufügung eines organischen Bindemittels, wie Stärke, hergestellt, denen im allgemeinen nodi eine geringe Menge Zellulosefasern wegen ihres grösseren Verfilzungsvermögens beigefügt ist.
Mittels des Heizkörpers 32 wird das im Ofen 10 umgewälzte gasförmige Mittel bis auf eine Temperatur zwischen 200 - 3000 C und 500 - 6000 C, oder mit andern Worten auf eine so hohe Temperatur erhitzt, dass in dem auf dem Gitter 24 aufgestellten Austauschkörper 26 die organischen Bestandteile unter gesteuerten Bedingungen oxydieren können. Das Mittel erhält hiebei Sauerstoff in einer Menge, die durch die Zufuhr von Verbrennungsluft zu dem im Ofen umgewälzten Kreis durch den Einlass 12 geregelt werden kann, wobei eine entsprechende Menge des Mittels durch den Auslass 14 ausströmen kann.
Ferner
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wird die Umwälzgeschwindigkeit in den Kanälen des Austauschkörpers so abgeglichen, dass die Verbren- nung bei einer Temperatur unterhalb derjenigen, bei welcher der Asbest schädlich beeinflusst wird, vor sich geht. Man erhält eine Verbrennungszone, die in regelbarer Weise durch den Austauschkörper wan- dert, und dieser wird dadurch von seinem Gehalt an brennbarer Substanz befreit.
Falls das Ausbrennen des Austauschkörpers dadurch erfolgt, dass ein Luft- oder Gasstrom allmählich erhitzt wird, während er durch die Kanäle des Körpers hindurchgeht, kann die Unschädlichmachung bzw.
Beseitigung der brennbaren Substanzen ohne sichtbare Verbrennung durchgeführt werden. Leichter flüch- tige, bei der Erhitzung vergaste Produkte entweichen hiebei an einer niedrigeren Temperaturschwelle als schwerer flüchtige Produkte, bis schliesslich eine Oxydation eines nichtflüchtigen Restes (Kohle) bei der höchsten Temperatur stattfinden kann.
Es ist nicht notwendig, die organischen Bestandteile gänzlich zu entfernen, vorausgesetzt, dass sie in einen solchen Zustand gebracht werden, dass sie vom Gesichtspunkt der Verbrennung ungefährlich sind, wenn der Austauschkörper seiner Zweckbestimmung gemäss angewendet wird.
Durch das Entfernen des organischen Bindemittels aus dem Austauschkörper verschlechtert sich in entsprechendem Ausmass die Festigkeit des Folienmateriales. Dadurch, dass die Folien miteinander ver- bunden sind, erhält die Struktur dennoch in vielen Fällen eine gute Festigkeit. Diese kann, insbesondere wenn es sich darum handelt, die Folien widerstandskräftig gegen Feuchtigkeit zu machen, noch dadurch verbessert werden, dass man sie mit anorganischen Mitteln imprägniert, beispielsweise mit Wasserglas und
Kalziumchlorid, die zusammen einen Niederschlag von Kalziumsilikat auf den Folien zu bilden vermö- gen. Die Imprägnierung mit diesen Mitttln kann zweckmässig nach dem Aufbau des Körpers, jedoch vor der Behandlung gemäss der vorliegenden Erfindung bewerkstelligt werden.
Falls der Austauschkörper zum Trocknen eines Luftstromes verwendet werden soll, werden die Folien mit einer hygroskopischen Substanz, wie einem Salz, z. B. Lithiumchlorid, imprägniert Diese Imprä- gnierung kann nach der Behandlung gemäss der Erfindung durchgeführt werden.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die geschilderte Ausführungsform begrenzt, sondern kann in mancher Hinsicht abgewandelt werden, ohne dadurch von dem ihr zugrundeliegenden Leitgedan- ken abzuweichen. So können die organischen Bestandteile des Fasermateriales z. B. auch auf chemischem
Wege in Kombination mit einer Verbrennung oder Oxydation unschädlich gemacht werden.
Die Erfindung kann auch für andere Kontaktkörper Anwendung finden, z. B. bei Kühltürmen, in denen eine Flüssigkeit (Wasser) und ein Gas (Luft) in unmittelbare Berührung miteinander gebracht werden.
Es ist vorteilhaft, zuerst den Austauschkörper herzustellen, ehe die gesteuerte Verbrennung durchgeführt wird, weil die Folien dann einander stützen bzw. miteinander verbunden sind und dadurch zusätzliche Festigkeit als Ausgleich für den Wegfall des organischen Bindemittels besitzen. Die Asbestfolien können mit einer Metallfolie umhüllt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Austauschkörpern für Feuchtigkeit oder/und Wärme, die aus aneinanderliegenden, gefalteten oder gewellten Folien oder Schichten von Asbest oder einem gleichwertigen anorganischen, nichtmetallischenFasermaterial zusammengesetzt sind und zwischen denselben durchgehende Kanäle enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien bzw. der fertige Austauschkörper (26) vor Inbetriebnahme einer Behandlung unterworfen werden, durch welche im Fasermaterial vorhandene organische Bestandteile durch mindestens teilweise Vergasung vom Gesichtspunkte der Verbrennung aus unschädlich gemacht bzw. neutralisiert werden.