CH656808A5

CH656808A5 - Kontinuierlich arbeitendes entfeuchtungsgeraet fuer gase.

Info

Publication number: CH656808A5
Application number: CH15682A
Authority: CH
Inventors: Richard Scheuchl
Original assignee: Janetschek & Scheuchl
Priority date: 1981-01-13
Filing date: 1982-01-12
Publication date: 1986-07-31
Also published as: AT381242B; ATA537681A

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierlich arbeitendes Entfeuchtungsgerät für Gase, bestehend aus einem Strömungskanal für das zu trocknende Gas, in dem eine Filtereinrichtung in Form wenigstens einer feststehenden Lochscheibe mit mehreren in diese Lochscheibe eingesetzten Filterpatronen angeordnet ist, die dem zu trocknenden Gas Feuchtigkeit entzieht, aus einem Regenerationskreis, der durch eine der Filterpatronen verläuft und in dem ein vorzugsweise erhitztes Regenerationsgas entweder in Strömungsrichtung oder in Gegenstromrichtung des zu trocknenden Gases zu strömen bestimmt ist, und der eine mit der wenigstens einen Lochscheibe zusammenwirkende Haube enthält, um selektiv durch eine der Filterpatronen das Regenerationsgas zu leiten, wobei zwischen der Haube und der feststehenden Lochscheibe eine Dichtungseinrichtung angeordnet ist, und aus wenigstens einer Gebläseeinrichtung zur Erzeugung der Strömungen durch die Filtereinrichtung.

Derartige kontinuierlich arbeitende Entfeuchtungsgeräte sind bereits bekannt. Das Entfeuchtungsprinzip derartiger Entfeuchtungsgeräte oder Trockner beruht auf dem chemo-physikalischen Verhalten stark hygroskopischer Stoffe wie z.B. Salze, die bei niedrigen Temperaturen Feuchtigkeit binden und bei hohen Temperaturen diese Feuchtigkeit wieder abgeben. Bei diesen Geräten wird der zu trocknende Luft-bzw. Gasstrom durch ein mit einem solchen hygroskopischen Salz imprägnierten Filter geleitet und gibt hierbei den Wasserdampf ab. Die Regenerierung des feuchtigkeitsgesättigten Filters erfolgt durch einen Heissluft- bzw. Heissgas-strom, welcher den ausgetriebenen Wasserdampf abführt. Im Falle von Gastrocknung wird das Regenerationsgas im Kreislauf geführt und die Feuchtigkeit in einem luft- oder wassergekühlten Kondensator abgeschieden.

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 Regenerationssektoren ergeben sich Abdichtprobleme zwischen Regenerationsgas und dem zu trocknenden Gas, da die dabei verwendeten Filterscheiben keine ideale Dichtfläche für die Regenerationssektoren bilden. Um ein Vermischen des Regenerationsgases mit dem zu trocknenden Gas möglichst gering zu halten, muss das Regenerationsgas im Regenerationskreis auf dem selben Druck gehalten werden wie das zu trocknende Gas und ausserdem müssen die Regenerationssektoren mit aufwendigen Dichtungseinrichtungen ausgestattet werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein kontinuierlich arbeitendes Entfeuchtungsgerät für Gase der eingangs definierten Art zu schaffen, welches insbesondere im Bereich der Filtereinrichtungen eine sichere und vollständige Trennung von Regenerationsgas und dem zu trocknenden Gas gewährleistet und welches in Modulbauweise ausgeführt werden kann, so dass das Entfeuchtungsgerät der jeweils erforderlichen Kapazität angepasst werden kann.

Ausgehend von dem Entfeuchtungsgerät der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Dichtungseinrichtung aus einer weiteren Lochscheibe besteht, die mit Bohrungen entsprechend der Lage der Filterpatronen ausgestattet ist, die auf der wenigstens einen feststehenden Lochscheibe gleitend angeordnet ist und mit der Haube starr verbunden ist, und dass die Haube um die zentrale Längsmittelachse der Filteranordnung drehbar angeordnet ist.

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Durch die Verwendung einzelner Filterpatronen, die in Lochscheiben angeordnet sind, lassen sie Regenerationsgassektoren in idealer Weise um eine jeweilige Filterpatrone herum im Zusammenwirken mit der Lochscheibe abdichten, so dass der Regenerationsgaskreislauf vollständig von dem Kreislauf mit dem zu trocknenden Gas isoliert wird. Bei dem erfindungsgemässen Entfeuchtungsgerät ist es daher auch möglich, mit unterschiedlichen Gasdrücken zwischen Regenerationsseite und Adsörptionsseite 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.

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.

Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, dass die Haube mit der weiteren Lochscheibe von einer Filterpatrone über die nächstfolgende Filterpatrone entsprechend einer Schrittbewegung weiterschaltbar ist. Dadurch wird sichergestellt, dass jede Filterpatrone in der Lochscheibe in einer Aufeinanderfolge in den Regenerationskreis gelangt und vollständig regeneriert werden kann.

Die Haube, welche einem Regenerationsgassektor bei der bekannten Konstruktion entspricht, kann zweckmässigerweise aus einer an ihrem Ende erweiterten Rohrleitung bestehen.

Eine besonders zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung besteht ferner darin, dass der Winkelabstand der Filterpatronen in der wenigstens einen Lochscheibe, die Lage der den Filterpatronen zugeordneten Öffnungen in der weiteren Lochscheibe und die Breite der Haube so aufeinander abgestimmt sind, dass bei der Weiterbewegung der Haube und der weiteren Lochscheibe von einer Filterpatrone zur nächstfolgenden Filterpatrone keine Strömungsüber-brückung zweier Filterpatronen durch die Haube erfolgen kann. Dadurch wird auch während des Weiterschaltens von einer Filterpatrone auf die nächstfolgende ein Vermischen von dem zu entfeuchtenden Gas mit dem Regenerationsgas vermieden.

Um während des Umschaltvorganges von einer Filterpatrone auf die nächstfolgende eine Unterbrechung der Strömung im 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.

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 weiteren Lochscheibe mit Haube ausgestattet ist. Das Entfeuchtungsgerät nach der Erfindung kann daher bevorzugt nach dem Baukastenprinzip erweitert werden bzw. in Modulbauweise ausgeführt werden, so dass eine Anpassung an die jeweils geforderte Leistung möglich ist.

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

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Nachbearbeitung. Ausserdem ist sie bis ca. 250 °C temperaturfest.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 9.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische schematische Darstellung eines kontinuierlich arbeitenden Entfeuchtungsgeräts 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.

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 weitere Lochscheibe 6a mit einer Haube 5, 6 angeordnet, die beispielsweise im Uhrzeigersinn schrittweise so um die zentrale Längsmittelachse der Anordnung gedreht werden kann, dass die Haube 6 aufeinanderfolgend jeweils über einer Filterpatrone 7 zu liegen kommt. Auf der gegenüberliegenden Seite der Lochscheibe 8 ist eine gleichartige Anordnung aus einer weiteren Lochscheibe (nicht gezeigt) mit einer Haube 9,6' angeordnet, die synchron mit der Haube 6 mitgedreht wird. Die Hauben 6 und 6' liegen in einem Regenerationskreis, der eine Filter- und Heizeinrichtung 13 in einem Raum 12 enthält. Das Regenerationsgas (beispielsweise Luft) wird mit Hilfe eines Gebläses 15 zunächst in Richtung des Pfeiles C angesaugt, wobei es durch die Filter- und Heizeinrichtung 13 hindurchgelangt. Das so gereinigte und erhitzte Gas gelangt dann in einen Kanal 10 und von dort in die Haube 6'. Da die Haube 6' wie auch die Haube 6 in der geschilderten Weise an der Lochscheibe 8 abgedichtet ist, 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 Haube 5, 6 in eine 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 zurückzugewinnen.

Das zu trocknende Gas strömt jedoch gemäss dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch drei Filterpatronen 7 hindurch und verlässt schliesslich nach Durchtritt durch die Filterpatronen das Gerät in Richtung des Pfeiles B.

Es sei daraufhingewiesen, 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.

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

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befindet sich die Haube 6 gerade über einer Filterpatrone T. Die Filterpatrone T ist ersichtlicherweise vollständig gegenüber den anderen Filterpatronen 7 isoliert, wenn sie sich im Regenerationskreis befindet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Haube 6 zusammen mit der weiteren Lochscheibe 6a 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 bzw. der weiteren Lochscheibe 6a keine Überbrückung zweier benachbarter Filterpatronen 7 durch die Haube 6 möglich ist. Daher bleibt auch während des Weiterschaltens der Haube 6 die Regenerationsseite gegenüber der Adsorptionsseite isoliert und der Druck auf der Regenerationsseite kann stark von dem Druck der Adsorptionsseite abweichen.

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. 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 können sich die Hauben 5, 6 und 9, 6' mit den weiteren Lochscheiben 6a relativ zu den Lochscheiben 8a drehen.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 sind mehrere Filterpatroneneinheiten in einer einzigen Lochscheibe 8b zu-sammengefasst. Jede Gruppe von Filterpatronen 7 ist mit einer eigenen Haube 5,6 mit einer weiteren Lochscheibe ausgestattet, die beispielsweise im Uhrzeigersinn synchron weitergeschaltet werden können.

Gemäss einer weiteren Möglichkeit kann die Lochscheibe 8b jedoch aus vier einzelnen Lochscheiben zusammengesetzt sein.

Es ist offensichtlich, dass die Ausführungsform gemäss Fig. 4 nach dem Prinzip gemäss Fig. 3 oder nach dem Prinzip gemäss Fig. 1 aufgebaut werden kann.

Die Hauben 5,6 sind mit der weiteren Lochscheibe 6a starr verbunden, die auf der jeweiligen Lochscheibe 8, 8a oder 8b gleitet und mit Bohrungen entsprechend der Lage der Filterpatronen 7 ausgestattet ist. In den Lochscheiben 8, 8a oder 8b sind zwischen jeweils zwei benachbarten Filterpatronen 7 Bohrungen ausgebildet, so dass bei einer Weiterdrehung der Haube der Regenerationskreis nicht unterbrochen wird.

Je mehr Filterpatronen 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 2,8% im 19-Sekundentakt, d.h. ab ca. 3000 m3/h arbeitet das Entfeuchtungsgerät nach der Erfindung absolut kontinuierlich. Aber auch bei der kleinsten Einheit ist die Feuchteschwankung der getrockneten Luft bzw. des getrockneten Gases kaum noch messbar.

Auch hat sich herausgestellt, dass das Entfeuchtungsgerät nach der Erfindung bei jeder gewünschten Leistungskapazität sehr viel energiesparsamer arbeitet als bekannte derartige Geräte.

Das Entfeuchtungsgerät nach der Erfindung kann einfach so aufgebaut werden, dass jede beliebige Gerätegrösse im Baukastensystem mit handelsüblichen Elementen aufgebaut werden kann und eine Trockneranlage daher auf sehr einfache Weise an die jeweils erforderliche Kapazität ange-passt werden kann.

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1. Kontinuierlich arbeitendes Entfeuchtungsgerät für Gase, bestehend aus einem Strömungskanal für das zu trocknende Gas, in dem eine Filtereinrichtung in Form wenigstens einer feststehenden Lochscheibe mit mehreren in dieser Lochscheibe eingesetzten Filterpatronen angeordnet ist, die dem zu trocknenden Gas Feuchtigkeit entzieht, aus einem Regenerationskreis, der durch eine der Filterpatronen verläuft und in dem ein vorzugsweise erhitztes Regenerationsgas entweder in Strömungsrichtung oder in Gegen-stromrichtung des zu trocknenden Gases zu strömen bestimmt ist, und der eine mit der wenigstens einen Lochscheibe zusammenwirkende Haube enthält, um selektiv durch eine der Filterpatronen das Regenerationsgas zu leiten, wobei zwischen der Haube und der feststehenden Lochscheibe eine Dichtungseinrichtung angeordnet ist, und aus wenigstens einer Gebläseeinrichtung zur Erzeugung der Strömungen durch die Filtereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungseinrichtung aus einer weiteren Lochscheibe besteht, die mit Bohrungen entsprechend der Lage der Filterpatronen (7, T; 7a) ausgestattet ist, die auf der wenigstens einen feststehenden Lochscheibe (8,8a, 8b) gleitend angeordnet ist und mit der Haube (6, 6') starr verbunden ist, und dass die Haube (6,6') um die zentrale Längsmittelachse der Filtereinrichtung drehbar angeordnet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (6,6') mit der weiteren Lochscheibe von einer Filterpatrone über die nächstfolgende Filterpatrone entsprechend einer Schrittbewegung weiterschaltbar ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (6,6') aus einer an ihrem Ende erweiterten Rohrleitung besteht.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelabstand der Filterpatronen (7, 7') in der wenigstens einen Lochscheibe (8, 8a, 8b) und die Breite der Haube (6, 6') so aufeinander abgestimmt sind,

dass bei der Weiterbewegung der Haube (6,6') und der weiteren Lochscheibe von einer Filterpatrone zur nächstfolgenden Filterpatrone keine Strömungsüberbrückung zweier benachbarter Filterpatronen durch die Haube (6,6') erfolgt.

5. Gerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Filterpatronen (7') bestückte Lochscheiben (8a) gruppenweise zusammengefasst sind, wobei jede Lochscheibe mit einer eigenen weiteren Lochscheibe mit Haube (6,6') ausgestattet ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Lochscheiben mit den Hauben durch einen gemeinsamen Antriebsmotor schrittweise drehbar sind.

7. Gerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Filterpatronen bestückten Lochscheiben (8, 8a, 8b) aus gepresstem Melamin-harz bestehen.

8. Gerät nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (5,6,7, 8; 7a, 8a, 6', 9; 8b) in Modulbauweise ausgeführt ist und in einem Gehäuseabschnitt eines Gehäusesystems herausnehmbar eingesetzt ist, welches Gebläse, Heizregister, Kühler und Economizer enthält.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterpatronen in Winkelabständen von 90 ° in den Lochscheiben angeordnet sind.