DE133383C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist ein neues Verfahren sowie eine Vorrichtung für das an sich bekannte Trocknen von Luft durch Abkühlung, wie es z. B. in der amerikanischen Patentschrift 527844 beschrieben ist.

Von diesem bekannten Verfahren unterscheidet sich das neue Verfahren dadurch, daß die von einer Gebläsemaschine angesaugte Luft gezwungen wird, über die Kühlflächen in Unterbrechungen hinwegzustreichen, indem sie abwechselnd in Ruhe und in Bewegunggesetzt wird.

Fig\ ι und 2 zeigen in Seitenansicht und Grundriß eine Anlage zum Trocknen der zur Speisung eines Hochofens und einer Bessemerbirne bestimmten Luft. Fig. 3 zeigt im senkrechten Schnitt und Ansicht (größerer Maßstab) eine der doppelten Kühlkammern in Fig. i; Fig. 4 zeigt im senkrechten Schnitt und in Ansicht eine einzige Kammer. Bei der Kühlvorrichtung nach Fig. 5 und 6 sind die Röhren durch Gitter ersetzt. Bei der Kühlkammer nach Fig. 7 sind die Lufteinlässe von kleinerer Querschnittsfläche als der Auslaß.

Fig. 8 und 9 zeigen im Grundriß und in Ansicht drei Gruppen von hinter einander geschalteten Kühlkammern.

Wie schon angedeutet, besteht das Trockenverfahren für Luft nach der Erfindung in einer Reihe von unterbrochenen Arbeitsvorgängen, von denen ein jeder eine Erniedrigung der Temperatur hervorruft, wobei die Abkühlung durch Berührung der Luft mit gekühlten Flächen vor sich geht, wenn die Luft abwechselnd in Bewegung und in Ruhe ist.

In Fig. i, 2 und 3 ist das Gebläse 2 in Verbindung mit einer Birne, einem Winderhitzer und einem Hochofen dargestellt. Die Luftleitungen 3 und 4 führen von den Kühlkammern 5,6,7,8,9 tmd 10 nach der Maschine. Diese Kammern sind zwei- oder mehrtheilig und liegen über einander oder neben einander. Zur Erzielung einer möglichst großen Berührung mit der Luft sind in diese Kammern Rohrschlangen 11 eingesetzt, durch die ein Kühlmittel hindurchgeleitet wird. Jede Kammer ist außen mit einer isolierenden Schicht bekleidet oder· mit einem von Kühlflüssigkeit durchströmten Zwischenraum 12 ummantelt. Die Kühlflüssigkeit tritt bei 13 ein, streicht nach oben um jede der unteren Kammern 6, 8, 10, tritt durch die Röhren 14 um die oberen Kammern 5, 7, 9 und entweicht durch ein Rohr 15. Jede obere Kammer ist mit der unteren Kammer durch einen Rohrstutzen 16 mit Schieber 17 verbunden, der von der Maschine aus, beispielsweise durch eine Schubstange 18, bewegt wird. Auf der oberen Kammer sitzt ein Rohr 19 mit Schieber 20, dessen Bewegung von der Bewegung des Schiebers 17 abgeleitet werden kann. Rohr 19 kann entweder unmittelbar mit der Außenluft oder mit anderen Kammern (Fig. 8 und 9) in Verbindung stehen. Am Boden der unteren Kammer 6 sitzt ein Rohr 21 zur Abführung des Niederschlagswassers. Der Rohrstutzen 16 (Fig. 3) steht über den Boden der oberen Kammer 5 vor, so daß das Niederschlagswasser aus dieser nicht in die untere Kammer fließen kann, sondern durch ein Rohr 22 ab-

(2. Auflage, ausgegeben ain 2g. September igoS.)

geleitet wird. In die Leitungsröhren 3 und 4 sind Gitter 23 zum Niederschlagen der etwa aus den Kühlkammern entweichenden Nebel eingesetzt. Das durch Niederschlag gebildete Wasser kann durch das Rohr 21 oder durch besondere, in die Leitungen eingesetzte Rohre

24 abgeleitet werden.

Gemäß Fig. 2 führt das Rohr 3 nach den unteren Kammern 6 und 8 und das Rohr 4 nach den Kammern 8 und 10. In diese Rohre sind Ventile 30, 31, 32 und 33 zum Abschalten der Kammern eingesetzt.

Als Reservekammern sind die Kammern 7, 8 für gewöhnlich von den Leitungen getrennt; sie können aber auch regelmäßig in der nachbeschriebenen Weise abwechselnd mit den beiden anderen Kammern in Wirksamkeit treten.

In die in den Leitungsröhren vorgesehenen und durch Deckel abschließbaren Oeffnungen

25 können Feuchtigkeitsmesser zur Prüfung der Entfeuchtung der aus den Kammern austretenden Luft eingesetzt werden.

Die Entfeuchtung oder Trocknung der Luft in der Anlage geschieht folgendermaßen:

Die Luft kann nach dem Gebläse durch zwei oder mehrere Kammern S und 6 mit geöffneten Schiebern 17 und 20 hindurchgesogen ■werden, um mit Abkühlung allein zu arbeiten; diese Schieber können aber auch bewegt werden, um die Luftverdünnung als Mittel zur Kühlung beim Niederschlagen von Feuchtigkeit zu verwenden. Beim Aufwärtsgange des Kolbens im Luftcylinder der Maschine 2 nach Fig. i, 2 und 3 wird diesem durch Leitung 3 Luft aus der einen Kammer 5, 6 zugeführt, während beim Niedergange des Kolbens der Cylinder Luft durch die Leitung 4 aus einer anderen Kammer 9, 10 erhält. Hierdurch wird eine Unterbrechung in dem Durchströmen von Luft durch jede Kammer der Reihe nach hervorgerufen, wobei die Luft in der Kammer während eines ganzen Kolbenhubes in beständiger Berührung mit den Kühlrohren und Kühlflächen in der Kammer ist. Durch diese Unterbrechung des Luftstromes wird ihm die Wärme viel schneller und wirkungsvoller entzogen als bei dauernder Bewegung der Luft. Bei fortgesetztem Gange der Maschine wird hierdurch die Luft bei ihremDurchgang durch die Kammer nicht nur während einer einzigen Periode, sondern während einer großen Anzahl von Perioden in Ruhe und in Berührung mit Kühlflächen gehalten.

Diese Reihenfolge häufigerBewegungs- und Ruheperioden der Luft bei ihrer Kühlung wird durch selbsttätig \virkende Schieber hervorgerufen.

Bei Bildung einer jeden Kammer aus zwei Verbundkammern 5 und 6 oder 9 und 10 empfiehlt sich folgender Arbeitsvorgang: Der aufwärts gehende Kolben saugt Luft durch die Leitung" 3 aus der unteren Kammer 6 an; bei geschlossenem Schieber 17 wird ein Theil der Luft in Kammer 6 in den Gebläsecylinder der Maschine eingesogen, wobei die Luft in der Kammer nach Maßgabe der weggeleiteten Luftmenge verdünnt wird. Die Kammer isf viel größer als der Innenraum des Gebläsecylinders, so daß bei einmaligem Hub nur ein Theil der in der Kammer enthaltenen Luft abgesaugt wird. Während des Kolbenaufganges ist Schieber 20 geöffnet, um der oberen Kammer 5 Luft zuzuführen. Beim Kolbenniedergang, für welchen die Luft einer anderen Doppelkammer 9, 10 mit in gleicher Weise be- \vegten Schiebern entnommen wird, ist der Einlaßschieber 20 für die Kammer 5 abgesperrt und Schieber 17 geöffnet, wodurch sich der Luftdruck in den Kammern durch Zutritt von Luft in die Kammer 6 aus der oberen Kammer 5 ausgleicht, so daß in beiden Kammern die Luft auf denselben Druck gelangt. Hierdurch wird die verdünnte Luft während des vollen Kolbenniederganges in diesen Kammern in Ruhe und in Berührung mit gekühlten Flächen gehalten. Beim nächsten Kolbenaufgang, wobei Schieber 20 offen und Schieber 17 geschlossen ist, wird die Luft in Kammer 6 weiter verdünnt und die Kammer 5 von Neuem mit Luft gefüllt. Die Luft in der mit der Gebläsemaschine in Verbindung stehenden Kammer6 wird hierdurch bei jedem Kolbenaufwärtsgang· immer mehr verdünnt; durch Vermischung nach jedem Kolbenniedergang mit der Luft in der oberen Kammer wird ein Ausgleich der Luftspannung in bei-' den Kammern herbeigeführt. Die Luft darf nur durch die Rohre 19 und 16 zugeleitet werden. Die Bewegung der Schieber 17 und 20 wird so geregelt, daß der eine offen, wenn der andere geschlossen ist, und umgekehrt.

Die Wirkungsweise der Kammern 5, 6 und 9, 10 ist die gleiche, indem bei jedem Kolbenaufgang die Luft aus Kammer 5, 6 und bei jedem Niedergang aus Kammer 9, 10 gesogen wird oder umgekehrt. Entsprechend wird bei jedem Kolbenniedergang durch Oeffnen des Schiebers 17 der Druck in den Kammern 5, 6 ausgeglichen, während bei jedem Aufwärtsgang der Einlaßschieber 20 nach der Kammer 5 geöffnet und der Schieber 17 geschlossen ist. Gleiche Wirkungen treten in der Kammer 9, 10 bei entsprechend wechselnden Kolbenhüben der Maschine auf.

Durch diese Betriebsweise steht die Luft in dem einen Theil der Kammer 5, 6 (der oberen Kammer 5) abwechselnd unter atmosphärischem Druck und unter Verdünnung, während in der anderen Kammer 6 abwechselnd unter mehr oder weniger \^erdünnung eine fortschreitende Luftverdünnung erzielt wird. Es können der einen Gruppe mehr Kammern zu-

gefügt werden, indem man jede Kammer 5, 6, 9, 10 mehrfach statt nur doppelt anordnet und die Verdünnung aus der einen in die andere Kammer sich fortsetzen läßt.

Hierdurch erzielt Erfinder eine wirkliche Kühlung mit einer nur begrenzten Verwendung von Kühlmitteln, und kann eine Zuführung· von verdünnter Luft in die Kammern aufrecht erhalten, sowie die eine Kammer mit verdünnter Luft aus der anderen Kammer gespeist werden.

Das oben beschriebene Verfahren der Erzeugung trockner Luft durch Zuleiten verdünnter Luft in die eine Kammer und durch Ergänzung der abgeführten Luftmengen durch Luft aus einer anderen geschlossenen Kammer, zwecks Aufrechterhaltung der Verdünnung in der ersten Kammer, ist neu.

Die Verdünnung bei Erzeugung trockner Luft durch Kühlung ist ein gutes Hilfsmittel beim Herabdrücken der Luft auf eine niedere Temperatur, und läßt dieses Verfahren bei geringerem Aufwand für den Apparat und das Kühlmittel ausführen.

Beim Absaugen von Luft aus einer Kammer dehnt sich die verbleibende Luft aus, verrichtet Arbeit und wird kühl. Die Feuchtigkeit wird als Nebel niedergeschlagen, der beim Zutritt frischer Luftmengen verschwindet. Sind aber bei Bildung von Nebel gekühlte Flächen vorhanden, .so verdichtet sich der Nebel auf den Flächen und kann als Wasser abgesogen oder auf den kalten Flächen zu Eis verdichtet werden. Die Ablagerung von Nebel wird bei zunehmender Verdünnung vergrößert und die Temperatur vermindert.

Enthält die Luft weniger Feuchtigkeit, so ist es von Vortheil, den Eintritt in die Kammer 5 hoch über dem Erdboden anzuordnen, wofür das Rohr 19 verlängert werden kann. Man kann jedoch durch Umkehrung der Einrichtung" auch die Luft am Boden zutreten lassen und sie oben zur Speisung der Maschine abführen.

Beim Betrieb beider Kammern 5 und 6 kann der Schieber 20 offen stehen und sichert man hierdurch in nur einer Kammer (der unteren) die Vortheile des Kühlens mit der Verdünnung der Luft. Die Schieber 17, 20 können auch beide offen stehen, so daß in AVirklichkeit eine einzige, bei einfacher Kühlung der Luft betriebene Kammer entsteht ; das Durchströmen der Luft durch die Kammer wird jedoch durch die abwechselnden Ruhe- und Bewegungsperioden unterbrochen, die von dem Luftzug nach der Maschine abwechselnd durch die Leitungen 3 und 4 hindurch hervorgerufen werden.

Die Kammern 5, 6 können in ihrer Anlage verschieden ausgeführt werden. Durch Abänderung der Größe einer jeden einzelnen Kammer, durch geeignete Wahl der Größe der der Maschine zunächst liegenden Kammer im Verhältniß zum Gebläsecylinder, oder durch Hinzufügung mehrerer hinter einander liegender Kammern können verschiedene Verdünnungsgrade oder eine allmähliche Verdünnung, sowie eine niedere Temperatur erzielt werden. Hierbei sind die Verdünnungsgrade durch die Kosten zur Hervorrufung derselben im Verhältniß zur erzielten Nutzleistung begrenzt.

In Fig. 4 ist eine einzelne Kammer 26 mit kühlender oder isolierender Ummantelung, eingesetzten Rohrschlangen zum Umlauf der Kühlflüssigkeit und einem Schieber 20 am Lufteinlaß versehen, der beim Absaugen von Luft aus der Kammer während des Kolbenhubes geschlossen ist und ein theilweises Vacuum hervorruft. B'eim nächsten Kolbenhub wird Schieber 20 einen Augenblick geöffnet, um frischr Luft zu der in der Kammer schon vorhandenen Luft treten zu lassen; die Luft ist alsdann bis zum Ende dieses Kolbenhubes in ruhiger Berührung mit den kalten Röhren, wobei der Gebläsecylinder der Maschine Luft aus einer anderen, der Kammer 9, 10 ähnlichen Kammer erhält. Man kann hierdurch eine sehr niedrige Temperatur erzeugen und die Feuchtigkeit der Luft je nach dem geforderten Trockenheitsgrade in Form von Wasser öder Eis verdichten.

Bei der Kammer nach Fig. 5 und 6 strömt durch deren Ummantelung 12 eine Kühlflüssigkeit hindurch. Bei dieser Kammer kommt auch die Vorrichtung zum Unterbrechen des Luftstromes unter Anwendung zweier oder mehrerer durch Leitungen 3,4 mit der Maschine verbundener Kammern oder Kammergruppen zur Verwendung. Diese Kammer ist gegenüber dem Gebläsecylinder von solcher Größe, daß die Verdünnung unter Wegfall anderer Kühlmittel eine niedrige Temperatur nur durch die gekühlte Fläche der Ummantelung erzeugt. In die Kammer sind statt innerer Kühlrohre Roste 28 eingesetzt, auf denen die Feuchtigkeit niedergeschlagen und nach dem Boden der Kammer geleitet wird, um von hier weggeführt zu werden. Die Roste werden durch Berührung mit der kalten verdünnten Luft bald sehr kalt und bewirken ein Niederschlagen der Feuchtigkeit. Zur Abführung des Niederschlagswassers, das aus einer mit verdünnter Luft gefüllten Kammer in die Atmosphäre nicht übertritt, kann eine Barometerröhre (Fig. 5) dienen, indem das vom Boden der Kammer abgehende Rohr 21 mit seinem unteren Ende unter eine Flüssigkeit im Behälter 29 eintaucht. Die Länge des Rohres 21 wird je nach dem Grad der in der Kammer erzielten Verdünnung bestimmt.
Bei der Kammer nach Fig. 7 wird die Luft-

Claims (3)

Verdünnung ohne Anwendung eines Einlaßschiebers erzeugt. Hier ist das Einlaßrohr 19 kleiner als der Auslaß 3 nach der Maschine, und ist der Durchmesser des ersteren so gewählt, daß die Luft nicht so schnell in die Kammer eintritt, als sie aus letzterer abgeleitet wird, so daß eine Verdünnung erst bei jedem zweiten Kolbenhub eintritt, bei dem die Maschine Luft aus der Kammer absaugt. Ohne . Einlaßschieber kann immer nur derselbe Verdünnungsgrad bei jedem Hub erzielt werden. Es empfiehlt sich das Einsetzen einer Klappe 27 in das Rohr 19, die durch entsprechendes Einstellen eine Aenderung des Verdünnungsgrades ermöglicht, um einen größeren oder geringeren Unterschied zwischen dem Lufteinlaß und -auslaß hervorzurufen. Auch hier ist die Luft in Berührung mit kühlenden Flächen, während ihr Strom unterbrochen wird. Während für den Kolbenauf- und -niedergang in der Maschine zur Unterbrechung des Luftstromes zwei Kammern oder Gruppen von Kammern nötllig sind, ist auch eine Reservekammer empfehleriswerth, die bei Beschädigung irgend einer der Kammern benutzt werden kann. Wenn die Umwandlung des Wassers zu Eis in der Kammer die Unterbrechung ihrer Benutzung nöthig macht, um den Schnee zu entfernen, so wird eine dritte Kammer die Unterbrechung des Verfahrens verhindern. Die Anlage nach Fig. 8 und 9 mit zwei oder mehreren Kammergruppen läßt einen großen Spielraum im Betrieb zu. In Fig. 8 sind beispielsweise drei Gruppen von Kammern 5, 6, 35 ; 7; 8, 37 und 9, 10, 39 vorhanden, die in jeder Gruppe je nach den Verhältnissen in ihrer Größe abgeändert werden können. In die die Kammern mit einander verbindenden Rohre sind Ventile 17, 40, 20 eingesetzt, die von der Maschine durch eine Schubstange 18 beeinflußt werden. Weitere Ventile 30, 31, 32 und 33 sind in die Rohre zwischen den einzelnen Kammergruppen und den Leitungen 3,4 eingesetzt. Ist der Feuchtigkeitsgehalt der Luft nur gering, so können die Ventile 17 und 20 von der Schubstange 18 abgeschaltet werden und ständig offenstehen, so daß die Kammern 5, 6 sowie 7, 8 und 9, 10 als einzige Kammer wirken, in der die Luft verdünnt wird. Mit zunehmender Feuchtigkeit können die Einlaüschieber 20 angestellt werden, was den Vortheil bietet, daß die Luft z. B. vor ihrem Uebertritt in die Kammern 5 und 6 schon in Kammer35 verdünnt wird. Bei außergewöhnlich feuchter Luft können alle Ventile 17, 40 und 20 bewegt oder die Kammern 6 und 35 durch Oeffnen des Ventils 40 mit einander verbunden werden, wodurch man in der Kammer 5 die größte Verdünnung erzielt. Bei sehr niedriger Temperatur und entsprechend geringer Feuchtigkeit der Luft können alle Ventile 17, 40 und 20 offen stehen, so daß die Luft ohne Verdünnung durch die Kammern hindurch nach der Maschine übertritt, wobei schon die Kühlröhren und Kühlflächen zum Niederschlagen und Ansammeln der Feuchtigkeit genügen. Es kann dadurch die Anlage den verschiedenen Feuchtigkeitsverhältnissen der Luft unter Erzielung" einer viel größeren Wirkung angepaßt werden, als wenn immer nur eine oder zwei Kammern in Benutzung sind. In jeder dargestellten Ausführung der Anlage kann die Kühlwirkung durch ein Expansionsventil geregelt werden unter Regelung der Fleranführung der Kühlflüssigkeit (Ammoniak) an die Kühlflächen, wobei durch das Ventil die kühlende Wirkung je nach Bedarf größer oder kleiner gemacht werden kann. Paten τ-Ansprüche:

1. Verfahren zum Trocknen von Luft für hüttentechnische und andere Zwecke durch Abkühlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft vor ihrem Eintritt in die Gebläsemaschine durch eine oder mehrere unter einander verbundene und zeitweilig von einander zu trennende Kühlkammern in Unterbrechungen durchgesaugt wird, indem sie abwechselnd .in Ruhe und Bewegung gesetzt wird.

2. Eine Ausführungsform des Verfahrens zum Trocknen von Luft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft aus für den Hin- und Hergang des Kolbens der Gebläsemaschine getrennten Kammern angesaugtwird, in welchen eine stete Luftverdünnung und Abkühlung dadurch erzielt wird, daß die in jeder Kammer nach Beendigung" eines Kolbenhubes verbleibende Luftmenge mit nur so viel frischer Luft vermischt wird, daß der Druck in der Kammer den atmosphärischen Druck nicht erreicht.

3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens der Trocknung von Luft nach Anspruch ι und 2, gekennzeichnet durch eine Anzahl von über und neben einander liegenden, mit Kühlschlangen. (11) oder Rosten (28) ausgesetzten Kühlkammern (5 bis 10 etc.), die unter einander durch Rohrstutzen (16) und mit der Gebläsemaschine durch mit Gittern (23) ausgesetzte Rohre (3,4) derart in Verbindung stehen, daß immer je zwei über einander liegende Kammern durch von der Gebläsemaschine aus bewegte Gitterscliieber (17) zeitweilig mit einander verbunden und von einander getrennt werden, um die von der

Gebläsemaschine angesaugte Luft abwechselnd in Ruhe und in Bewegung zu setzen und durch Niederschlagen ihres Feuchtigkeitsgehaltes zu trocknen.
Ausführung der Trockenvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammern durch Rohre, in welche von der Gebläsemaschine aus bewegte Ventile eingesetzt sind, nur reihenweise hinter einander geschaltet sind,... um dem jewei-■ ligen Feuchtigkeitsgehalt der zu trocknenden Luft entsprechend, zwei oder mehrere Kammern einer oder mehrerer Reihen, unter Abschaltung der zwischen den betreffenden Kammern liegenden Ventile, von der Gebläsemaschine zu einer gemeinsamen Kammer zu verbinden, durch welche hindurch die zu trocknende Luft abwechselnd in Ruhe und Bewegung gesetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.