DE2231804A1

DE2231804A1 - Vorrichtung zum befeuchten eines gases

Info

Publication number: DE2231804A1
Application number: DE2231804A
Authority: DE
Inventors: Alfred Erich Wibra Diepenbroek
Original assignee: Bronswerk Apparatenbouw BV
Current assignee: Bronswerk Apparatenbouw BV
Priority date: 1971-07-09
Filing date: 1972-06-29
Publication date: 1973-02-08
Also published as: DD101486A5; GB1362338A; NL7109489A; FR2145526B1; FR2145526A1; NL146283B; CS163281B2; US3804383A

Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwalt$akte: 39 joO/Ti-th Hans Dieter Gesthuysen

4300 Essen, den 27. Juni 1972

Theaterplatz 3

Patent- und
Gebrauohsmusterhilfsanmeldung

Bronswerk-Apparatenbouw N.V.

Stationsweg 22

Nijkerk - Holland

Vorrichtung zum Befeuchten eines Gases,

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Befeuchten eines Gases, insbesondere von Luft, mit einem Wassernebel, bestehend aus einem drehbar gelagerten Laufrad mit einer Anzahl von an einer Tragscheibe sitzenden und durch rechtwinklig zur Drehachse des Laufrades an dessen Umfang angeordnete Verbindungsringe mit scharfen Außenkanten untereinander verbundenen Schaufeln, einem Laufradantrieb, einem die Laufradschaufeln umgebenden, koaxial zum Laufrad angeordneten Käfig, einem Gaseinlaß an dem der Tragscheibe abgewandten Ende des Laufrades und wenigstens

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einer in den Gaseinlaß einmündenden Wasserspeiseleitung, wodurch das vom Laufrad durch den Gaseinlaß angesaugte Gas mit Wasser befeuchtet durch die Zwischenräume zwischen den Verbindungsringen abfUhrbar ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der holländischen Patentschrift 8j5 065 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung dient das Laufrad als Gebläserad für einen Zentrifugallüfter, welcher das befeuchtete Gas abliefert. Diese bekannte Vorrichtung ergibt eine Übersättigung von beispielsweise 4g Wasser/l kg Gas und wird insbesondere zur Luftbefeuchtung in Klimaanlagen verwendet. Im allgemeinen arbeitet diese bekannte Vorrichtung durchaus zufriedenstellend, doch hat sich herausgestellt, daß die Herstellungskosten und der Platzbedarf für eine derartige Vorrichtung unverhältnismäßig stark ansteigt, wenn große Mengen an befeuchtetem Gas erforderlich v/erden.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung der vorgenannten Art in der Weise auszubilden, daß diese Nachteile einwandfrei behoben werden und bei geringem Platzbedarf eine deutliche Senkung der Betriebskosten erzielbar ist.

Gekennzeichnet ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung der vorgenannten Art im wesentlichen dadurch, daß das Laufrad mit reichlich Seitenabstand in einem Rohrabschnitt angeordnet ist und zur Erzeugung eines den Rohrabschnitt durchfließenden Gasstromes ein Lüfter derart angeordnet ist, daß ein Teil des Gasstromes vom Laufrad ansaugbar und nach Befeuchtung mit Wasser dem das Laufrad umströmenden Gasstrom beimisohbar ist.

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Infolge dieser Ausbildung hat bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung das Laufrad nur einen geringen Einfluß auf den Druck des befeuchteten Gases, sodaß es mit hoher Drehzahl ,laufen kann, ohne daß dadurch der Druck wesentlich ansteigt, sodaß das Wasser effizient in den Gasstrom eingebracht wird. Infolgedessen ist die pro Zeiteinheit in den Gasstrom durch das Laufrad eingebrachte Wassermenge bei gegebenen Abmessungen wesentlich größer als bei der bisher bekannten Vorrichtung. .

Das Ausmaß der Übersättigung mit Wasser des in -das Laufrad eingesaugten Gases ist ein Vielfaches des geforderten Endwertes, da die geforderte Übersättigung von beispielsweise 4g Wasser/ lkg Gas durch Beimischung des übermäßig übersättigten Gases in den das Laufrad umströmenden Gasstrom erreicht wird.

Die Verwendung eines getrennten Lüfters durch die Zufuhr des Behandlungsgases zum Rohrabschnitt ermöglicht einen Betrieb dieses Lüfters mit optimaler aerodynamischer Effizienz, insbesondere wenn ein Axiallüfter verwendet wird, welcher bei einem relativ geringen Druck eine hohe Leistung besitzt. Auf diese Weise wird der Energieverbrauch stark herabgesetzt.

Vorzugsweise wird der Gaseinlaß zum Laufrad an dessen Rückseite in Richtung des Haupt-Gasstromes im Rohrabschnitt angeordnet. In diesem Fall kann der Lüfter in Richtung des Haupt-Gasstrornes im Rohrabschnitt vor dem Laufrad angeordnet werden. Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist in Richtung des Haupt-Gasstromes im Rohrabschnitt unmittelbar hinter dem Laufrad ein feststehender Gaseinlaßring angeordnet, in welchen wenigstens eine Wasserspeiseleitung einmündet.

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Bei einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist in Richtung des Haupt-Gasstromes im Rohrabschnitt ein feststehender Leitkonus vor dem Laufrad angeordnet, welcher sich zum Laufrad hin erweitert und unmittelbar bei diesem endet und dessen größter Durchmesser wenigstens gleich dem Außendurchmesser des das Laufrad umgebenden Käfigs ist.

Eine genauere Erläuterung der Erfindung ergibt slchais der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden Zeichnung; es zeigen:

Figur 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und

Figur 2 einen Schnitt durch Fig. 1 längs der Linie H-II.

Die in den Figuren dargestellte bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einbringen eines Wassernebels in ein gasförmiges Medium, insbesondere in Luft, zur Erzielung eines mit V/asser übersättigten Gases besitzt ein Laufrad 1 mit einer Leitfläche 2, an welcher eine geringe Anzahl von Schaufeln J5 befestigt sind, Diese Schaufeln 5 sind durch eine Anzahl von Verbindungsringen 4 mit scharfen Außenkanten untereinander verbunden, die rechtwinklig zur Drehachse des Laufrades 11 längs dessen Umfanges verlaufen und von den Schaufeln 5 abstehen. Ein feststehender Käfig 5, v/elcher aus Rundstäben zusammengesetzt sein kann und koaxial mit dem Laufrad 1 angeordnet ist, umgibt die Schaufeln 3·

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Das Laufrad 1 wird über eine Welle 6 mit einer Eimen- oder Seilscheibe 7, die mittels Riemen oder Seilen mit einer zweiten Riemen- oder Seilscheibe 8 verbunden ist, über einen Motor 9* auf dessen Triebwelle diese Riemen- oder Seilscheibe 8 befestigt ist, angetrieben.

Das Laufrad 1 ist in einem zylindrischen Rohrabschnitt 10 angeordnet, welcher mit dem Laufrad 1 koaxial verläuft und einen um das Mehrfache größeren Durchmesser als das Laufrad besitzt. Das zu behandelnde Gas wird in diesen Rohrabschnitt 10 mittels eines Axiallüfters 11 eingesaugt, welcher eine hohle Antriebswelle 12 besitzt, die die Antriebswelle β des Laufrades 1 umgibt. Diese hohle Antriebswelle 12 trägt eine Riemen- oder Seilscheibe Ij5j welche mittels Riemen oder Seilen mit 'einer Riemen- oder Seilscheibe 14 verbunden ist, die ihrerseits von einem zweiten Motor 15 angetrieben wird.

Auf der einen Seite des Axiallüfters 11 ist seine hohle Antriebswelle 12 in einem Lager 16 von Tragarmen 17 im Rohrabschnitt 10 abgestützt. Auf der anderen Seite des Axiallüfters 11 ist die hohle Antriebswelle 12 in einem Lager 18 auf einem feststehenden Leitkonus 19 gelagert, der sich aim Laufrad 1 hin erweitert und in unmittelbarer Nachbarschaft der Leitfläche 2 endet. Der größte Durchmesser des Leitkonus 19 ist wenigstens gleich dem, vorzugsweise etwas größer als der Außendurchmesser des Käfigs 5. Der Leitkonus 19 ist im Rohrabschnitt 10 durch Tragarme 20 abgestützt.

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Ein im Rohrabschnitt 10 durch Tragarme 22 abgestützter feststehender Gaseinlaßring 21 ist an der anderen Seite des Laufrades 1 angeordnet. In diesen Gaseinlaßring 21 mündet eine Anzahl von Wasserspeiseleitungen 23* welche mit in den Figuren nicht dargestellten Düsen bestückt sind, die teilweise radial, teilweise axial und teilweise tangential angeordnet sein können, um eine einwandfreie Wasserverteilung zu erreichen.

Das zu behandelnde Gas wird mit Hilfe des Axiallüfters 11 durch den Rohrabschnitt 10 in Richtung der Pfeile gefürdert. Infolgedessen ist der Gaseinlaßring 21 in der Hauptströmungsrichtung des, Gases durch den Rohrabschnitt 10 hinter dem Laufrad 1 angeordnet, während der Axiallüfter 11 und der Leitkonus 19 vor dem Laufrad 1 liegen. Ein Teil des am Laufrad 1 vorbei nach hinten strömenden Gases wird durch den Gaseinlaßring 21 in das Laufrad hineingesaugt und dabei im Gaseinlaßring mit Wasser besprüht. Diese Wassermenge wird durch den Gasstrom in das Laufrad 1 hineingeführt und mit Kraft durch die Verbindungsringe 4 nach außen geschleudert, sodaß es auf die Rundstäbe des das Laufrad umgebenden Käfigs 5 trifft und zu einem feinen Nebel versprüht wird.

Die gewünschte Übersättigung des Gasstromes nit V/asser wird dadurch erreicht, daß das mit V/asser angereichterte, das Laufrad 1 verlassende Gas dem Gasstrom beigemischt wird, v/elcher rund um das Laufrad durch den Rohrabschnitt 10 hindurchströmt.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der zylindrische Rohrabschnitt 10 hinter dem Laufrad 1 über ein Anschlußteil 24 an einen Auslaßkasten 25 mit rechteckigem Querschnitt an-

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geschlossen, welcher einen Tropfensammler 26 aufweist. Am Boden des rechteckigen Auslaßkastens 25 ist ein Wasserablaß 27 vorgesehen, durch Vielehen überschüssiges Wasser abgelassen werden kann.

Naturgemäß ist die Erfindung nicht auf das vorbeschriebene und in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann auf verschiedene Weise im Rahmen der Erfindung abgewandelt werden. So können beispielsweise das Laufrad 1 und der Axiallüfter 11 auf einer gemeinsamen Welle angeordnet werden und es kann für beide ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen werden.

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Claims

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Patentansprüche:

( lJ Vorrichtung zum Befeuchten eines Gases, insbesondere von Luft, mit einem Wassernebel, bestehend aus einem drehbar gelagerten Laufrad mit einer Anzahl von an einer Tragscheibe sitzenden und durch rechtwinklig zur Drehachse des Laufrades an dessen Umfang angeordnete Verbindungsringe mit scharfen Außenkanten untereinander verbundenen Schaufeln, einem Laufradantrieb, einem die Laufradschaufeln umgebenden, koaxial zum Laufrad angeordneten Käfig, einem Gaseinlaß an dem der Tragscheibe abgewandten Ende des Laufrades und wenigstens einer in den Gaseinlaß einmündenden Wasserspeiseleitung, wodurch das vom Laufrad durch den Gaseinlaß angesaugte Gas mit Wasser befeuchtet durch die Zwischenräume zwischen den Verbindungsringen abführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (1) mit reichlich Seitenabstand in einem Rohrabschnitt (10) angeordnet ist und zur Erzeugung eines den Rohrabschnitt durchfließenden Gasstromes ein Lüfter (11) derart angeordnet ist, daß ein Teil des Gasstromes vom Laufrad ansaugbar und nach Befeuchten mit Wasser dem das Laufrad umströmenden Gasstrom beimischbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Gasstrom im Rohrabschnitt (10) erzeugende Lüfter als Axiallüfter (11) ausgebildet ist.

J5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß für das Laufrad (1) an dessen Rückseite in Richtung des Haupt-Gasstromes im Rohrabschnitt (10) angeordnet ist.

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4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - J5* dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (11) in Richtung des Haupt-Gasstromes im Rohrabschnitt (10) vor dem Laufrad (1) angeordnet, ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (10) koaxial mit dem Laufrad (1) verläuft. .

6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (10) einen um das Mehrfache größeren Durchmesser als das Laufrad¹ (1) besitzt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 -6, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung des Haupt-Gasstromes im Rohrabschnitt (10) unmittelbar hinter dem Laufrad (1) ein feststehender Gaseinlaßring (21) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Wasserspeiseleitung (23) vorgesehen ist, welche in den Gaseinlaßring (21) einmündet. '

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüohe 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung des Haupt-Gasstromes im Rohrabschnitt (10) vor dem Laufrad (1) ein sich sum Laufrad hin erweiternder und in unmittelbarer Nähe desselben endender feststehender Leitkonus (19) angeordnet ist und sein größter Durchmesser wenigstens gleich dem Außendurchmesser des Käfigs (5) ist.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lüfter (11) eine die Welle (6) des Laufrades (1) umgebende hohle Antriebswelle (12) besitzt und daß für den Antrieb der beiden Wellen (6, 12) getrennte Antriebsorgane (9i 15) vorgesehen sind.

Hi Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9> dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (1) und der Lüfter (11) auf einer gemeinsamen Welle mit einem gemeinsamen Antrieb angeordnet sind.

Patentanwalt.

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