DE1864872U

DE1864872U - Vorrichtung zum einhalten einer bestimmten luftfeuchte in pruefraeumen mit wechseltemperatur.

Info

Publication number: DE1864872U
Application number: DED18047U
Authority: DE
Original assignee: Deutsche Waggon & Maschf GmbH
Current assignee: Deutsche Waggon & Maschf GmbH
Priority date: 1959-03-26
Filing date: 1959-03-26
Publication date: 1963-01-03

Description

DR.-INQ. FRED MAYER

PATENTANWALT
B E RLIN-DA H LEM-HOTTEN WEq 15

Ruf: 7613 03-Te legramme: Consideration-Berlin -Postscheckkonto Berl in-We st 238 87 Berliner Bank AG., Depositenkasse 1, Berlin-Charlottenburg4, Bismarckstraße 81 Bank für Handel und Industrie AG., Dep.-Kasse 24, Berlin-Dahlem, Breitenbachplatz

Mein Zeichen:

782/6497 DE Ta₉= 29. September 1962

Gebrauclasmus t eranmel dung der Firma

Deutsehe Waggon- und Maschinenfabriken G.m.b.H.

Berlin-Bors igwalde Eichborndamm 129-139

"Vorrichtung zum Einhalten einer bestimmten Luftfeuchte in Prüfräumen mit Wechseltemperatur, ^w

In der Industrie werden für Forschung und Fertigung Prüfsehränke benutzt, um Werkstoffe und Geräte bei wechselndem Klima auf ihr Verhalten zu untersuchen· Es ist dabei bekannt, Temperaturen unter der Umgebungstemperatur mittels Kältemaschinen und Temperaturen über der Umgebungstemperatur durch elektrische Heizung herbeizuführen.

Schwierigkeiten entstehen bei dem Herstellen unterschiedlicher Luftfeuchtigkeit. Wenn man Wasser einspritzt, um

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der Luft die entsprechende Feuchte, zu geben, wird das eingespritzte Wasser nieht sofort von der Luft aufgenommen, so daß sich auf dem zu prüfenden Gegenstand sehr unerwünschte Wassertropfen absondern. Durch Einführen von Wasserdampf vermeidet man diesen Übelstand, benötigt jedoch einen Dampferzeuger, der je nach dem vorhandenen Wasser mehr oder weniger störanfällig ist· Besondere Schwierigkeiten treten auf, wenn bei hohen Temperaturen und hoher Feuchte auch noch die Prüflinge selbst Wärme abgeben, die abgeführt werden muß. Dabei wird durch dän Wärmeentzug f/asser infolge der Taupunkterniedrigung ausgeschieden, so daß der verlangte hohe Feuchtigkeitsgehalt von z.B. 95 ^ bei hohen Temperaturen nicht mehr eingehalten werden kann.

Die Erfindung soll die vorstehend geschilderten länge! beseitigen und ein betriebssicheres Arbeiten unter allen vorkommenden Bedingungen gewährleisten. Das geschieht dadurch, daß bei einer Vorrichtung zum Einhalten einer bestimmten Luftfeuchte in Prüfräumen mit Wechseltemperatur neuerungsgemäß Luftkanäle vorgesehen sind, durch die die im Gerät umlaufende Luft bei zu hoher Feuchtigkeit über die von der Kältemaschine gekühlten Flächen des Verdampfers und bei zu niedriger Feuchtigkeit über ein im Luftstrom hinter der Heizvorrichtung liegendes, Flüssigkeit abfangendes Sintermetall-Filter geführt wird, vor dem eine Zerstäuberdüse Wasser zuführt»

Weitere Einzelheiten der Neuerung ergeben sich aus der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt den Sehnitt durch einen Schrank für Klimaprüfungen nach der Erfindung. Das Gehäuse 1 steht auf

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vier angedeuteten Füßen 2 und hat vorn die Tür 5. An der Rückseite 4 des Sehrankes sind der Verdampfer 5 der Kältemaschine, der Ventilator 6 für die Luftumwälzung -and der Wärmetauscher 7 für das Arbeiten bei Eigenwärme entwicklung der zu prüfenden Geräte angebracht. Über den Zwischenwänden 8 und 9 liegen oben und unten Kanäle für die Luftführung. Unter dem Verdampfer 5 sind am Boden parallel zur Rückwand 4 glatte ffietallschienen 10 mit Unterbrechungen an der Unterkante angebracht, die das vom Verdampfer 5 abfliessende Kondenswasser ableiten, ohne daß es von der unter der Wand 9 entlang strömenden Luft wieder aufgenommen werden kann. Dadurch wird ein niedriger Trockehpunkt, d.h. der kl einstmögliche Wasserdampfanteil der Luft erreicht, so daß man mit niedriger relativer Feuchtigkeit arbeiten kann.

Zur Steigerung der Feuchtigkeit dient die in der Rückwand angeordnete Wasserzuleitung 11, in der ein Magnetventil eingebaut ist und auf die im Inneren des Sehrankes eine Hebeldüse 15 aufgeschraubt ist.

Die Luft tritt durch Öffnungen in der Rückwand des Prüfraumes zu dem Ventilator 6, vor dem eine Heizspirale 14 und eine Filterwand 15 aus Sintermetall eingesetzt sind. In dem Luftkanal über der Wand 8 liegen das trockene !Thermometer 16 und das feuchte Thermometer 17.

Die Temperatur im Prüfstand wird in bekannter Welse automatisch durch Einstellen der Kältemaschine bzw. Einstellen der elektrischen Heizung eingehalten. Soll die Feuchte erhöht werden, dann wird über die Wasserleitung 11 und das über die Regelung gesteuerte Magnetventil 12 Wasser der

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Düse 13 zugeführt, "beim Austritt aus der Düse vernebelt und durch den Ventilator mit der umlaufenden Luft gemischt. Selbst bei der besten Düse läßt es sich nicht vermeiden, daß Tröpfchen entstehen. Diese werden nun erfindungsgemäß in dem Sintermetall-Filter 15 festgehalten und durch die nächst römende, noch ungesättigte Luft aufgenommen. Hierdurch wird die Ablagerung von Tropfen auf dem Prüfling sicher verhindert und einwandfreie Wasseraufnahme der luft erreicht j man vermeidet den lästigen Dampf entwickler und die meist -unkontrollierbare Wärmezufuhr durch möglicherweise überhitzten Dampf.

Ist der Feuchteanteil der Luft höher als der für die Prüfung vorgeschriebene Sollwert, dann wird über die bekannte automatische Steueiang die Kältemaschine in Betrieb gesetzt, so daß am Verdampfer 5 Wasser ausgeschieden wirdj die Tropfen fallen zwischen die Metall schienen 10, können von der umlaufenden Luft nicht mehr aufgenommen werden und werden über einen Ablauf abgeführt.

Die Anlage kann auf diese Weise in einem vorgeschriebenen Klima, z.B. in einem Temperaturbereich von +5⁰G und +80⁰C bei einer relativen Feuchte von 10 bis 95 $ betrieben werden.

Die Verhältnisse ändern sich aber, wenn der Prüfling Eigenwärme entwickelt, z.B. von 400 Watt, und trotzdem das vorgeschriebene Klima, z.B. +65⁰C und 95?6 relative Feuchte aufrechterhalten werden sollen. Außer der Eigenwärme des Prüflings ist auch der Wärmewert der Ventilatorarbeit zu beachten.

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Bei diesen Betriebsbedingungen arbeitet zum Konstanthalten der Temperatur die automatisch, eingestellte Kältemaschine. Dabei wird aber am Verdampfer infolge der Erniedrigung des Taupunktes Wasser ausgeschieden, so daß die verlangte relative Feuchte von z.B. 95$ in der umlaufenden Luft nicht eingehalten wird.

Für die Arbeit unter diesen Bedingungen ist in den Prüfschrank ein Zusatzgerät eingebaut. Dieses besteht aus einem Wassererwärmer 18, der einem Wärmetauseher 7 über die Rohrleitung 19 und das Magnetventil 20 heißes lasser zuführt. In dem vorgenannten Beispiel wird der Wassererwärmer 19 über einen von Hand einzustellenden Thermostaten, z.B. auf +55⁰G gehalten.

Ein weiterer Thermostat 21, dessen Fühler an der Abflußleitung 22 des Wärmetauschers ? angebracht ist, steuert das Magnetventil 20 so, daß beim Ansteigen der Temperatur über den eingestellten Sollwert, hier im Beispiel bei +65⁰C, die Wasserzufuhr vom Wassererwärmer zum Wärmetauscher 7 weiter geöffnet und beim Absinken unter +65⁰C geschlossen wird.

Durch das Temperaturgefälle von +55⁰C bis +65⁰C wird über den Wärmetauscher die durch die Wärmeentwicklung des Prüflings zugeführte ?/ärme wieder abgeführt. Durch das niedrige Temperatur gefalle bejjn Abkühlen eines Teiles der Luft bis auf nur +55⁰C ist die ausgeschiedene Wassermenge gering; sie wird im unteren Teil des Wärmetauschers 7 teilweise wieder von der Luft aufgenommen, da hier der Temperaturunterschied gering ist. Es wird sich aber nicht vermeiden lassen, daß

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ein Teil der Luftfeuchtigkeit sich als Tröpfchen ausscheidet und auf den Verdampfer 5 herunterfällt. Hier wird von der durch die Luftführung 9 strömenden Luft ein Ieil dieses Wassers wieder aufgenommen, während der Rest durch den Abfluß fortfließt. Dann wird über die automatische Steuerung durch die Nebeldüse IJ eine entsprechende Wassermenge eingespritzt, die die Feuchtigkeit wieder auf 95 tfo bringt und gleichzeitig durch ihre Verdunstung Wärme entzieht.

Der angestrebte Zustand höherer Temperaturen und höherer Feuchte bei Eigenwärme-Entwicklung der Prüfgeräte wird durch diese Einrichtung einwandfrei erreicht.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung, die bei größerer Wärmeentwicklung des Prüflings angewendet werden kann, sei an der Bauart nach Fig. 2 erläutert. Diese zeigt schematiseh den Schnitt durch die Rückseite eines Prüfraumes. An der Rückwand 23 ist ein Wärmetauscher 24 angebracht, der von den beiden Seitenwänden begrenzt istj oder es müssen an den Seiten dichte Abgrenzungen von oben bis unten gezogen werden. Vor dem Verdampfer ist die Vorderwand 25 angebracht. Diese und die Seitenwinde umschließen den Wärmetauscher dicht, damit alle vom Ventilator 26 oben angesaugte Luft über den Wärmetauscher 24 geführt wird und unten an der Stelle 27 in den Prüf raum wieder eintritt. Über die Wasserzuleitung 28 wird kaltes fasser dem Wärmetauscher 24 zugeführt und läuft über die Abflußleitung 29 zurück. In der Abflußleitung ist ein Thermostat 30 angebracht, dessen Temperaturfühler an dem unteren Rohr des f/ärmetauschers angeordnet ist.

Soll nun, wie in dem oben gewählten Beispiel^ der Prüfkörper

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bei + 65⁰G und 95 $> Feuchtigkeit geprüft werden, trotz seiner eigenen Wärmeentwicklung, so wird die von ihm erwärmte Luft durch den Ventilator 26 über den Wärmeaustauscher 24 geführt, durch den das vom Thermostat 30 geöffnete Magnetventil 31 soviel kaltes Wasser durchläßt, bis die Austrittstemperatur des Wassers, in diesem Beispiel +68⁰G, erreicht ist. Somit hat der Wärmetauscher ein gleichmäßiges Temperaturgefälle von etwa + 15⁰C bis + 68⁰C.

Die oben am Wärmetauscher durch den Ventilator 26 eingedrückte Luft kühlt sich zu einem Teil an dem Wärmetauscher 24 stark ab und scheidet Wasser aus. Das Kühlwasser im Wärmetauscher erwärmt sich bis zur Ausgangsleitung z.B. auf +68⁰C. Das oben an den Rohren ausgeschiedene Wasser rieselt über die Rohre herunterj die Luft hat unten annähernd +68⁰G erreicht und nimmt nun das oben ausgeschiedene Wasser wieder auf. Diese "fiederbefeuchtung der Luft wird nicht restlos an den Rohren des Wärmetauschers möglich sein. Deshalb sind an den untersten Rohren wellenförmige Rieselbleche 32 angebracht, an denen das noch nicht wieder aufgenommene Wasser herunterrieselt und dabei von der Luft aufgenommen wird. Der verbleibende Raum 33 unter den Rieselblechen 32 wird mit Aluminiumwolle oder Sintermetallplatten ausgelegt, damit die von den Blechen noch abfallenden Wassertropfen von der durchströmenden Luft aufgenommen werden können. Schließlich kann man noch mit der bei dem Prüfschrank nach Fig. 1 beschriebenen Einrichtung soviel Wassernebel zusetzen, daß bei + 65⁰C die verlangte Feuchte von 95 ^ erreicht wird.

Mit der Einrichtung nach der Erfindung kann man im Prüfraum die gewünschte Feuchtigkeit genau einhalten, auch wenn der Prüfling erhebliche Wärmemengen bei der Prüfung abgibt.

Claims

: 782/6497 Dl

Gebfauehsmusteranmeldung
der Firma

Deutsche Waggon- und
Maschinenfabriken G.m.b.H.
Berlin-Bors igwalde
Eichborndamm 129-139

Schutzaηsprüche

1) Vorrichtung zum Einhalten einer bestimmten Luftfeuchte in Prüfräumen mit Wechseltemperatur, gekennzeichnet durch Luftkanäle, durch die die im Gerät umlaufende Luft bei zu hoher Feuchtigkeit über die von der Kältemaschine gekühlten Flächen des Verdampfers (5) und bei zu niedriger Feuchtigkeit über ein im Luftstrom hinter der Heizvorrichtung (14) liegendes, Flüssigkeit abfangendes Sintermetall-FiIter (15) geführt wird, vor dem eine Zerstäuberdüse (13) Wasser zuführt.

2) Vorrichtung nach .Anspruch 1, insbesondere für Prüflinge, die bei der Prüfung Wärme abgeben, gekennzeichnet durch einen Wärmetauscher (7, 24) für die im Gerät umlaufende Luft, der in einem solchen Temperaturgebiet arbeitet, daß die aus dem Wärmetauscher (7, 24) austretende Luft etwa die Prüftemperatur hat und das auf der Eintrittsseite des Wärmetauschers ausfallende Wasser auf seinem weiteren Weg wieder aufnimmt.

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5) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß außer der vor dem Heizkörper (14) liegenden Sprühdüse (15) für Wasser hinter dem Heizkörper (14) ein Sintermetall-Filter (15) angeordnet ist.

4) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet , daß in dem Weg der im Prüfschrank umlaufenden Luft ein Wärmeaustauscher (?) angeordnet ist, der mit vorgewärmtem Wasser so "beschickt wird, daß er in einem kleinen lemperaturgefälle arbeitet.

5) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet , daß in dem feg der im Prüfschrank umlaufenden Luft ein längerer Wärmeaustauscher (24) angeordnet ist, dessen Wasserzufluß so geregelt wird, daß das Wasser bei seinem Austritt etwa die Prüftemperatur angenommen hat·

6) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Wärmeaustauscher Rieselbleche (32) und/oder Aluminiumwollepolster (55) oder Sintermetallplatten angeordnet sind, die die ausgefallene Feuchtigkeit der umlaufenden Luft wieder zuführen.

KJnwels: Diese Unterlage (l'JH ' r.yisf die zuletei eingsreicbts; sie weicht von der Woff" fassung dsr ursprünqlich eingereioSicri -. >.>j ■. -.». Oi-j reohtfeivj 3,>?3«.'f;in^ dar Abweichung ist nicht geprüft! Die ursprungiich eingereichten (JnterKigei. .:ί-.:^« »!<::■! \.\ *.-,.-; «niisakisn. Sis kwmen >edeizaft ahtm Nachweis eirtes rechtlichen Interesses gebührenfrei eingsseneii v/ortLn. Auf Antrag sverden hiervon auch Fotokopien ader Filmnegative zu den üblichen Preisen geliefert. Deutsches Patentamt, GebrauchsmMeratelle.

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