DE202004004055U1 - Evaporator for air duct has spaced evaporator plates defining gap between them and with air permeable connectors - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdunstereinrichtung zur Abdeckung eines Strömungsquerschnitts eines Luftströmungskanals, wie sie im Oberbegriff des unabhängigen Schutzanspruchs 1 definiert ist.The present invention relates to an evaporator device to cover a flow cross-section an air flow channel, as in the generic term of the independent Protection claim 1 is defined.
Verdunstereinrichtungen werden insbesondere in Luftbefeuchtungsanlagen eingesetzt, welche einen Luftströmungskanal aufweisen, durch den Luft in einer Luftströmungsrichtung strömt. Um die Luft zu befeuchten, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können Düsen eingesetzt werden, die das ihnen zugeführte Wasser in die durchströmende Luft zerstäuben, wobei die Düsen sowohl in als auch gegen die Luftströmungsrichtung gerichtet sein können. Dabei wird das Wasser zu Aerosolen, d.h. schwebefähigen Wassertropfen, zerrissen, die zum Teil in den gasförmigen Zustand übergehen und von der Luft aufgenommen werden. Insbesondere in kurzen Luftströmungskanälen kann die Luft die Aerosole aber nicht immer schnell genug aufnehmen, so dass Wassertropfen verschiedener Grösse von der Luftströmung mitgerissen werden. Diese können nachfolgende Anlageteile benetzen, was zu Korrosionsschäden führen kann. Um solche Korrosionsschäden zu verhindern, werden Tropfenabscheideeinrichtungen und/oder Nachverdunstereinrichtungen eingesetzt, die die Wassertropfen möglichst vollständig aus der durchströmenden Luft entfernen.Evaporation devices in particular used in humidification systems that have an air flow channel through which air flows in an air flow direction. To the There are several ways to humidify air. For example can Nozzles used who are brought in to them Water in the air flowing through atomize, being the nozzles be directed both in and against the air flow direction can. The water becomes aerosols, i.e. floating water drops, torn, some of which change to the gaseous state and be absorbed by the air. Especially in short air flow channels the air does not always absorb the aerosols quickly enough, so that water droplets of different sizes are carried away by the air flow become. these can Wet the following parts of the system, which can lead to corrosion damage. To prevent such corrosion damage prevent droplet separators and / or post-evaporators used, the water drops as completely as possible the flowing through Remove air.
Solche Einrichtungen verschiedenster Art gehören zum Stand der Technik. In der CH-A-673 519 ist beispielsweise eine Einrichtung offenbart, die ein den Strömungsquerschnitt des Luftströmungskanals vollständig abdeckendes Nachverdunsterelement aus einem Material mit schwammartiger Struktur, wie etwa Keramik, umfasst. Die in der Luftströmung mitgeführten Wassertröpfchen werden beim Auftreffen auf solche Nachverdunsterelemente von der schwammartigen Struktur aufgenommen und von dieser teilweise verdunstet. Ein Nachteil dieser Einrichtung ist deren hoher Luftwiderstand und der damit verbundene Leistungsverlust. Um diesen Leistungsverlust auszugleichen, müssen grössere Luftbefeuchter mit höherem Energiebedarf eingesetzt werden.Such facilities of all kinds Kind of belong the state of the art. In CH-A-673 519 there is for example one Device discloses a the flow cross section of the air flow channel Completely covering post-evaporation element made of a material with sponge-like Structure, such as ceramics. The water droplets carried in the air flow become when encountering such post-evaporation elements from the sponge-like Structure absorbed and partially evaporated by it. A disadvantage this device is its high air resistance and the associated Power loss. To compensate for this loss of performance, larger humidifiers are required with higher Energy needs are used.
In der DE-C-100 35 881 ist eine Verdunstereinrichtung beschrieben, die zur Behebung dieses Nachteils entwickelt wurde und einen kleineren Luftwiderstand aufweist. Bei dieser Verdunstereinrichtung sind mindestens zwei den Strömungsquerschnitt des Luftströmungskanals jeweils vollständig abdeckende Platten aus hygroskopischem Material mit offenporiger Schaumstruktur in Luftströmungsrichtung voneinander beabstandet angeordnet. Die mindestens zwei Platten weisen jeweils eine Anzahl in Strömungsrichtung der Luft durchgehender Öffnungen auf, wobei die Öffnungen einer Platte gegenüber den Öffnungen einer benachbarten Platte versetzt sind. Dank dieser Öffnungen, durch die ein Teil der Luft strömt, wird der Druckverlust der Luftströmung durch die Verdunstereinrichtung erheblich reduziert. Auf der Rückseite der Platten können jedoch durch die Luftströmung Wassertropfen losgerissen werden, die zuvor durch die durchgehenden Öffnungen getrieben worden sind.DE-C-100 35 881 is an evaporator device described, which was developed to remedy this disadvantage and has a smaller air resistance. With this evaporator device are at least two the flow cross section of the air flow channel each completely covering Sheets made of hygroscopic material with an open-cell foam structure in the direction of air flow spaced from each other. The at least two plates each have a number of through openings in the flow direction of the air on, the openings opposite a plate the openings an adjacent plate are offset. Thanks to these openings, through which part of the air flows, becomes the pressure loss of the air flow through the evaporator significantly reduced. On the back side of the plates can however by the air flow Water droplets are torn away by the through openings have been driven.
Angesichts der Nachteile der bisher bekannten, oben beschriebenen Verdunstereinrichtungen liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zugrunde. Zu schaffen ist eine Verdunsterein richtung der eingangs erwähnten Art, die Wassertropfen aus durchströmender Luft entfernt und verdunstet, wobei bei optimaler Verdunstungsleistung der Druckverlust der Luftströmung möglichst gering sein soll.Given the disadvantages of so far known evaporator devices described above is the Invention based on the following object. An evaporation device is to be created the one mentioned at the beginning Type that removes and evaporates water droplets from flowing air, with optimal evaporation performance the pressure loss of the air flow is as possible should be low.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Vorrichtung gelöst, wie sie im unabhängigen Schutzanspruch 1 definiert ist. Vorteilhafte Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Vorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Schutzansprüchen.This object is achieved by the Device released, as in the independent protection claim 1 is defined. Advantageous design variants of the device according to the invention result themselves from the dependent Protection claims.
Das Wesen der Erfindung besteht im Folgenden: Eine Verdunstereinrichtung deckt einen Strömungsquerschnitt eines Luftströmungskanals ab, durch den in einer Luftströmungsrichtung Luft strömt, die Wasser in Tröpfchenform enthält. Die Verdunstereinrichtung weist mindestens zwei übereinander angeordnete, poröse, offenporige Verdunsterplatten auf. Diese Verdunsterplatten sind schräg zur Luftströmungsrichtung und so voneinander beabstandet angeordnet, dass zwei benachbarte übereinander angeordnete Verdunsterplatten sich jeweils in einem Überlappungsbereich berührungslos überlappen, so dass zwischen ihnen ein Durchgang durch die Verdunstereinrichtung vorhanden ist, der durch mindestens ein die beiden Verdunsterplatten verbindendes Verbindungselement abgedeckt ist.The essence of the invention is Following: An evaporator covers a flow cross-section an air flow channel down through which in an air flow direction Air flows that Water in droplet form contains. The evaporator device has at least two porous, open-pore ones arranged one above the other Evaporation plates on. These evaporator plates are oblique to the air flow direction and spaced from each other so that two adjacent one above the other arranged evaporator plates are each in an overlap area overlap without contact, so that between them a passage through the evaporator is present by at least one of the two evaporator plates connecting connecting element is covered.
Die Wassertröpfchen führende Luft strömt bei der erfindungsgemässen Verdunstereinrichtung zu einem Teil geradlinig durch die Verdunsterplatten, wodurch die Wassertröpfchen von den Verdunsterplatten zurückgehalten werden und in diesen zurückbleiben. Dieses zurückgebliebene Wasser wird in der nachfolgend durch die Verdunsterplatten strömenden Luft verdunstet oder fliesst nach unten ab.The air droplets flowing in the invention Evaporator device partly straight through the evaporator plates, thereby the water droplets held back by the evaporator plates and remain in it. This lagging Water becomes in the air that subsequently flows through the evaporator plates evaporates or flows down.
Zu einem anderen Teil strömt die Luft an der mindestens einen im Überlappungsbereich vorderen Verdunsterplatte unter Umlenkung vorbei. Die Trägheit der im Luftstrom geführten Wassertröpfchen bewirkt, dass sie aus der umgeleiteten Luft abgeschieden werden und auf die mindestens eine im Überlappungsbereich hintere Verdunsterplatte gelangen, wo sie wiederum verdunsten oder nach unten abfliessen.The air flows to another part at least one in the overlap area front evaporator plate under deflection past. The inertia of guided in the air flow water droplets causes them to be separated from the redirected air and the at least one in the overlap area reach the rear evaporator plate, where they in turn evaporate or drain down.
Durch die Überlappung der Verdunsterplatten wird die Plattenfläche vergrössert, was zu einer Erhöhung der Verdunstungsleistung führt, ohne dass der Druckverlust der Luftströmung zu stark ansteigt.Due to the overlap of the evaporator plates becomes the plate surface enlarged, resulting in an increase which leads to evaporation without the pressure loss of the air flow increasing too much.
Das mindestens eine Verbindungselement sorgt aufgrund seines Luftwiderstands dafür, dass im Vergleich zu einer Variante ohne Verbindungselement die hintere Verdunsterplatte im Überlappungsbereich besser durchströmt wird, da die Luftströmung zwischen den beiden übereinander angeordneten Verdunsterplatten und dem Verbindungselement gestaut wird, wodurch der Luftdruck erhöht wird.Due to its air resistance, the at least one connecting element ensures that, in comparison to a variant without a connecting element The rear evaporation plate is better flowed through in the overlap area, since the air flow between the two stacked evaporation plates and the connecting element is blocked, which increases the air pressure.
Ein weiterer Vorteil des mindestens einen Verbindungselements besteht darin, dass es nicht verdunstetes Wasser von einer oberen auf die direkt darunter angeordnete Verdunsterplatte leitet. Dies hat zur Folge, dass die untere Verdunsterplatte besser befeuchtet wird und von der oberen Platte vom Luftstrom kein bzw. zumindest weniger Wasser losgerissen wird.Another advantage of at least A connecting element is that it does not evaporate Water from an upper evaporator plate directly below passes. As a result, the lower evaporator plate is better is moistened and no air flow from the upper plate or at least less water is torn off.
Die erfindungsgemässe Verdunstereinrichtung erlaubt es also, den Strömungsquerschnitt des Luftströmungskanals abzudecken und damit die Wassertröpfchen des Luftstroms aus dem Luftstrom zu entfernen und mit optimaler Verdunstungsleistung zu verdunsten, ohne dass die Verdunstereinrichtung allzu grosse Druckverluste bewirkt.The evaporator device according to the invention allows it is the flow cross-section of the air flow channel to cover and thus the water droplets of the air flow from the Remove air flow and evaporate with optimal evaporation performance, without the evaporator device causing excessive pressure drops.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Verbindungselement für Wasser in Tröpfchenform undurchlässig. Dadurch ist sichergestellt, dass allfällige bei der Umleitung des Luftstroms nicht abgeschiedene Wassertröpfchen durch das mindestens eine Verbindungselement abgefangen werden.This is preferably at least one Fastener for Water in droplet form impermeable. This ensures that when redirecting the Airflow does not separate water droplets through the least a fastener can be intercepted.
Mit Vorteil ist das mindestens eine Verbindungselement luftdurchlässig, insbesondere porös und offenporig. Dies hat zur Folge, dass ein Teil der umgelenkten Luft durch das mindestens eine Verbindungselement hindurchströmt. Auf diese Weise wird der Druckverlust der gesamten Verdunstereinrichtung verringert.Advantageously, that is at least one Connection element permeable to air, especially porous and open-pored. As a result, part of the redirected air flows through the at least one connecting element. On this way the pressure loss of the entire evaporator device reduced.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das mindestens eine Verbindungselement luftdurchlässiger als die Verdunsterplatten. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Verbindungselement dünner oder mit mehr oder grösseren Poren versehen ausgebildet wird. Dadurch wird erreicht, dass der Druckverlust der Luftströmung über das Verbindungselement geringer ist.In a preferred embodiment variant the at least one connecting element is more air permeable than the evaporator plates. This can be achieved, for example be that the connecting element is thinner or with more or larger pores is provided provided. This ensures that the pressure drop the air flow over the Connection element is less.
Bei einer alternativen vorteilhaften Ausführungsvariante ist das mindestens eine Verbindungselement luftdicht. Die ganze umgeleitete Luft strömt dann durch die im Überlappungsbereich hintere Verdunsterplatte, wodurch diese optimal durchströmt wird.In an alternative advantageous variant the at least one connecting element is airtight. The whole redirected air then flows through in the overlap area rear evaporator plate, through which it flows optimally.
Vorzugsweise ist im Überlappungsbereich einer oberen Verdunsterplatte und einer unteren Verdunsterplatte die obere Ver dunsterplatte in Luftströmungsrichtung vor der unteren Verdunsterplatte angeordnet. Das von den Verdunsterplatten zurückgehaltene Wasser, welches nicht in den Luftstrom verdunstet wird, fliesst bei einer solchen ziegeldachförmigen Anordnung von Verdunsterplatten durch die Schwerkraft und den Luftstrom in den Verdunsterplatten zunächst zu deren unteren hinteren Kanten, wird von dort abgerissen und trifft im Überlappungsbereich auf die unteren benachbarten Verdunsterplatten auf, so dass keine Wassertröpfchen in den Bereich des Luftströmungskanals hinter der Verdunstereinrichtung gelangen. Auch gewährleistet eine solche Anordnung eine ausreichende Umlenkung des Anteils des Luftstroms, welcher umgelenkt wird.There is preferably one in the overlap region upper evaporator plate and a lower evaporator plate the upper Evaporator plate in the direction of air flow arranged in front of the lower evaporator plate. That from the evaporator plates retained Water that does not evaporate into the airflow flows in such a tile roof-shaped Arrangement of evaporator plates by gravity and air flow in the evaporator plates first to their lower rear edges, is torn off from there and hits in the overlap area on the lower neighboring evaporator plates so that none water droplets in the area of the air flow channel get behind the evaporator. Also guaranteed such an arrangement a sufficient redirection of the share of Air flow, which is deflected.
Mit Vorteil überlappen sich horizontal benachbarte Verdunsterplatten jeweils in einem Überlappungsbereich. Die horizontale Überlappung benachbarter Verdunsterplatten kann je nach Luftströmungskanal variieren, was es ermöglicht, mit Standard-Verdunsterplatten verschiedene Breiten von Luftströmungskanälen abzudecken.Advantageously, horizontally adjacent ones overlap Evaporation plates each in an overlap area. The horizontal overlap Adjacent evaporator plates can vary depending on the air flow channel vary what enables Cover different widths of air flow channels with standard evaporator plates.
Vorzugsweise sind zumindest einige der Verdunsterplatten jeweils nach unten hin verjüngt ausgestaltet, sodass der der Luftströmung entgegengesetzte Querschnitt der Verdunsterplatten nach unten hin abnimmt. Damit kann das von den Verdunsterplatten zurückgehaltene Wasser, welches nicht in den Luftstrom verdunstet wird, verbessert geordnet von oberen auf untere Verdunsterplatten gelangen. Insbesondere kann damit verhindert werden, dass dieses Wasser seitlich der hinteren Verdunsterplatten vorbeiströmt.At least some are preferred the evaporator plates are each tapered towards the bottom, so that of the air flow opposite cross section of the evaporator plates towards the bottom decreases. This means that the evaporation plates can hold back Water that does not evaporate into the airflow improves move in an orderly manner from the upper to the lower evaporator plates. In particular can be prevented from this water to the side of the rear Evaporator plates flow past.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante bestehen die Ver dunsterplatten und das mindestens eine Verbindungselement aus einem keramischen Material. Geeignete Keramikplatten, die zum Stand der Technik gehören, saugen einen Teil der auftreffenden Wassertropfen auf und verdunsten sie wieder in die durchströmende Luft.In a preferred embodiment there are the Ver darkening plates and the at least one connecting element made of a ceramic material. Suitable ceramic plates for State of the art include absorb some of the water drops and evaporate they flow back into the Air.
Vorzugsweise umfasst die Verdunstereinrichtung einen Rahmen, der vertikal angeordnete Tragleisten aufweist, in welche die Verdunsterplatten eingesteckt sind, so dass jede Verdunsterplatte von zwei Tragleisten getragen ist. Ein solcher Rahmen kann modular aufgebaut sein und ermöglicht ein einfaches Montieren der Verdunstereinrichtung vor Ort.The evaporator device preferably comprises a frame, which has vertically arranged support strips, in which the evaporator plates are plugged in so that each evaporator plate is carried by two support strips. Such a framework can be modular be built and enabled a simple assembly of the evaporator device on site.
Mit Vorteil ist das mindestens eine Verbindungselement nur auf die zugehörigen Verdunsterplatten aufgesetzt oder zwischen diesen eingeklemmt. Dies ermöglicht ein rasches Montieren. Advantageously, that is at least one Connection element only placed on the associated evaporator plates or pinched between them. This enables quick assembly.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die Verdunstereinrichtung ein flächiges Luftleitelement zum Umlenken der neben den äussersten Verdunsterplatten auftreffenden Luft auf die Verdunsterplatten auf. Mit einem solchen Luftleitelement kann im Randbereich der Verdunstereinrichtung eine strömungsberuhigte Zone geschaffen werden, von der die Luft auf die Verdunsterplatten geleitet wird. Dadurch ist gewährleistet, dass keine Wassertröpfchen enthaltende Luft zwischen dem Rand der Verdunsterplatten und der Luftströmungskanalwand durchströmt.In a preferred embodiment variant the evaporator device a flat Air guiding element for deflecting the next to the outermost evaporator plates impinging air on the evaporator plates. With one Air guiding element can be a flow-calmed in the edge region of the evaporator device Zone are created from which the air to the evaporator plates is directed. This ensures that no water droplets containing air between the edge of the evaporator plates and the Airflow channel wall flows through.
Mit Vorteil umfasst die Verdunstereinrichtung eine unterhalb der untersten Verdunsterplatten und/oder zwischen Verdunsterplatten angeordnete Sammelrinne. Über eine solche Sammelrinne bzw. solche Sammelrinnen kann das von den Verdunsterplatten nach unten geleitete Wasser gesammelt und abgeführt werden, unabhängig von der Ausbildung des Bodens des Luftströmungskanals.The evaporator device advantageously comprises one below the lowest evaporator plates and / or between evaporator plates arranged gutter. about Such a collecting trough or such collecting troughs can be used by the Evaporation plates are collected and drained water drained away, independently from the formation of the bottom of the air flow channel.
Im Folgenden wird die erfindungsgemässe Verdunstereinrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen detaillierter beschrieben. Es zeigen:The evaporator device according to the invention is described below with reference to the attached Drawings based on exemplary embodiments described in more detail. Show it:
Auf beiden Seiten jeder Reihe
Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugszeichen enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erwähnt, so wird auf deren Erläuterung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen.For the following description applies throughout the description. are in a figure for the purpose of clarity of drawing reference numerals included, but not in the directly associated description text mentioned, so is on their explanation in previous descriptions of figures.
Die Verdunsterplatten
Im Betrieb trifft der Luftstrom beispielsweise von
der in
In
In
In den
Das Verbindungselement
Das Verbindungselement
In
Die
In den
Zu den vorbeschriebenen erfindungsgemässen Verdunstereinrichtungen
sind weitere konstruktive Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt sei
noch, dass eine Sammelrinne anstatt unterhalb der untersten Verdunsterplatten
Claims (12)
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WO2020094400A1 (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-14 | Condair Group Ag | Air humidification device |
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2004
- 2004-03-12 DE DE200420004055 patent/DE202004004055U1/en not_active Expired - Lifetime
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WO2020094400A1 (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-14 | Condair Group Ag | Air humidification device |
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---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
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