DE2800722A1

DE2800722A1 - Vorrichtung zum entfeuchten von gas

Info

Publication number: DE2800722A1
Application number: DE19782800722
Authority: DE
Inventors: Erling Lauritz Anderberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-01-10
Filing date: 1978-01-09
Publication date: 1978-07-13
Also published as: DE7800463U1; BE862771A; US4269611A; NL190474C; CH624856A5; SE432058B; FR2376684A1; DK8577A; DE2800722C2; NL190474B; NO147903C; NO147903B; GB1582608A; SE7800211L; DK148195B; NO780082L; DK148195C; FR2376684B1; NL7800301A

Description

Be s chreibung Vorrichtung zum Entfeuchten von Gas

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfeuchten von Gas, mit einem regenerierbaren, von Gas durchdringbarem Flüssigkeit adsorbierenden Medium in einem Gehäuse, welches auch Heizelemente zum Erwärmen des durch das Adsorptionsmedium fließenden Gases während der Regeneration dieses Mediums aufweist. Eine solche Vorrichtung zum Entfeuchten von Luft oder anderen gasförmigen Medien kann beispielsweise zur Entfeuchtung von Druckluftsystemen und in Räumen und zur Entfeuchtung von Luft oder Gas bei Herstellungsprozessen usw. verwendet werden.

Es sind Vorrichtungen der Art bekannt, daß das Absorptionsmedium ein körnerartiges oder teilchenförmiges Material ist, welches in einem langgestreckten Behälter oder Gehäuse angeordnet ist, durch welches das zu entfeuchtende Gas hindurchgeht. In solch einem Bett von teilchenförmigen! Material ist der Gasfluß-Widerstand relativ hoch, und darüberhinaus verteilt sich der Gasfluß selbst nicht gleichmäßig über den Querschnittsbereich des Bettes sondern fließt vorzugsweise in den Randbereichen, wo der Flußwiderstand niedrig ist. Diese Tatsachen hindern die wirksame Ausnutzung der gesamten möglichen Kapazität einer solchen Vorrichtung. Die bekannte Vorrichtung weist eine Anzahl von stabförmigen Heizelementen auf, die in dem Gehäuse angeordnet sind und sich in Hauptflußrichtung des Gases erstrecken. Wenn das teilchenförmige Adsorptionsmedium regeneriert werden muß, dann wird der Fluß des zu entfeuchtenden Gases durch einen entgegengesetzt gerichteten und wesentlich klei-

8Q9828/0933

neren Strom entfeuchteten Gases ersetzt, und gleichzeitig werden die Heizelemente eingeschaltet, so daß sie das hindurchgehende Gas und das umgebende Adsorptionsmedium erwärmen.

Die US-PS 34 90 201 beschreibt eine Vorrichtung zum Entfeuchten von Gas, bei der das Adsorptionsmedium als ein aufgerolltes Band geformt ist. Dieses aufgerollte Band bildet einen Rotor,und das Band selbst hat eine Konfiguration wie ein wellenförmiges Papier, so daß sich axial erstreckende Flußdruchgänge für das zu entfeuchtende oder trocknende Gas in dem Rotor gebildet werden. Wenn diese bekannte Vorrichtung in Betrieb ist, dreht sich der Rotor, der in einem passenden Gehäuse angeordnet ist, mit verhältnismäßig kleiner Winkelgeschwindigkeit. Zusätzlich zu dem zu trocknenden Gas wird ein entgegengesetzt gerichteter Strom von erwärmtem Regenerationsgas durch einen stationären Abschnitt des Rotors geleitet. Dieses Regenerationsgas wird durch eine unmittelbar neben aber außerhalb des Rotors angeordnetes Heizelement erwärmt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das Adsorptionsmedium kontinuierlich regeneriert, um kontinuierlich eine totale Regeneration des Adsorptionsmediums zu erhalten, muß der erwärmte Gasfluß einen Teil der Wärme in dem stationären Rotorsektor entsprechend der Verdampfungswärme der adsorbierten Flüssigkeitsmenge in diesem Sektor abgeben. Um übermäßig hohe Temperaturen in dem erwärmten Regenerationsgas zu vermeiden, muß dieses Regenerationsgas einen relativ hohen Teil des zu entfeuchtenden Gases ausmachen. Diese Tatsache hat eine Verminderung der Kapazität und eine Vergrößerung des Energieverbrauchs der Vorrichtung zur Folge. Um zu verhindern, daß das zu entfeuchtende Gas mit dem entgegengesetzt gerichteten Fluß von erwärmten Regenerationsgas gemischt wird, ist es in dieser bekannten Vorrichtung notwendig, den Rotor des Adsorptionsmaterials mit einer Mehrzahl von getrennten Hxlfsgasflußdurchgängen in der oben beschriebenen Weise zu versehen, und dieses vermindert die Freiheit der Wahl des Adsorptionsmediums wesentlich.

8Q9828/0933

In der GB-PS 12 25 821 ist eine Vorrichtung zur Entfeuchtung von Gas mit einem plattenförmigen oder scheibenförmigen Adsorptionsmedium, in dem elektrische Heizelemente eingebettet sind, beschrieben. Diese bekannte Vorrichtung wird in einer diskontinuierlichen Weise betrieben, weil es erforderlich ist, von Zeit zu Zeit den Entfeuchtungsprozess zum Regenerieren des Adsorptionsmediums zu unterbrechen. Die Regeneration des Adsorptionsmediums wird dadurch erreicht, daß die umgebende atmosphärische Luft durch das Adsorptionsmedium hindurch geht, während die elektrischen Heizelemente eingeschaltet sind, wodurch das Adsorptionsmedium die adsorbierte Feuchtigkeit oder Flüssigkeit an die durchgehende Luft abgibt, die dann zur Atmosphäre zurückgeht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung zum Entfeuchten von Gas der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der die oben diskutierten Nachteile beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Entfernen von Gas der eingangs beschriebenen Art gelöst, welche gemäß der Erfindung dadurch Gekennzeichnet ist, daß das Gehäuse eine Mehrzahl von Kammern oder Durchgängen, von denen jede einen Teil des Adsorptionsmediums und einen Teil der Heizelemente enthalten und die an entgegengesetzten Enden mit einem gemeinsamen Gaseinlaß bzw. einem gemeinsamen Gasauslaß in Verbindung stehen, aufweist, und daß eine Einrichtung zum umkehren des Gasflusses in wenigstens einer der Kammern oder Durchgängen, so daß das Gas darin von dem Auslaß zu dem Einlaß fließt, und zum Einschalten des in dieser Kammer oder diesem Durchgang angeordneten Heizelementes und eine Einrichtung zum Wechseln dieses einen Durchganges bzw. dieser einen Kammer in jeweils vorbestimmten Zeitintervallen vorgesehen sind.

Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet»fließt das zu entfeuchtende Gas von dem gemeinsamen Gaseinlaß durch die Mehrzahl der Kammern oder Durchgänge und das darin enthaltene Adsorptionsmedium zu dem gemeinsamen Gasauslaß. Nur in einer einzigen oder in einer

8Q9828/Q933

— "7 *—

Minderzahl der Kammern oder Durchgänge fließt entfeuchtetes Gas in entgegengesetzter Richtung von dem gemeinsamen Gasauslaß durch die Kammer oder den Durchgang und zur Atmosphäre oder in einen anderen das Abgas aufnehmenden Empfänger ab. Da die Heizelemente in der fraglichen Kammer oder dem fraglichen Durchgang gleichzeitig aktiviert werden, wird eine wirksame Regeneration des darin enthaltenen Adsorptionsmediums bewirkt. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird stets ein Teil des Adsorptionsmediums so regeneriert, daß ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung möglich ist. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist verhältnismäßig einfach und kompakt, weil das Adsorptionsmedium stationär in einem Gehäuse ohne die Gefahr einer Vermischung des zu entfeuchtenden Gases und des zum Regenerieren des Adsorptionsmediums verwendeten Gases angeordnet ist. Darüberhinaus kann das Adsorptionsmedium beispielsweise ein teilchenförmiges oder ein geschichtetes Material sein. Zum Sicherstellen der Kühlung des regenerierten Adsorptionsmediums vor dem erneuten Durchfließen des zu entfeuchtenden oder zu trocknenden Gases wird das Heizelement vorzugsweise eine bestimmte Zeit vor dem Abstoppen des Flusses des entfeuchteten regenerierenden Gases durch die fragliche Kammer bzw. den fraglichen Durchgang inaktiviert.

Die Einrichtung zum Steuern des Regenerationsgasflusses und der Hei zi'.ngseinrichtung kann mechanisch, elektronisch oder von anderer pausender Art sein. In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Einrichtung zum Umkehren des Gasflusses in eine der Kammern ein Ventil, vorzugsweise ein drehbares Ventil, welches die Verbindung zwischen dem Gaseinlaß und dem benachbarten Ende der einen Kammer abtrennt und das Ende mit der Außenatmosphäre oder einem anderen Aufnahmeempfänger verbindet. Ein Teil des Gases, welches den Gasauslaß nach dem Durchgang und Entfeuchten durch das Adsorptionsmedium in den anderen Kammern erreicht, fließt dann durch das Adsorptionsmedium in der mit der Atmosphäre verbundenen Kammer zurück und nimmt das Feuchtigkeitswasser von dem Adsorptionsmedium auf und fließt anschließend in die Atmosphäre.

8Q9828/0933

Eine ziemlich kompakte und vorteilhafte Bauweise wird erreicht, wenn das Gehäuse im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und das drehbare Ventil an einem Ende der Kammern oder Durchgänge angeordnet ist, die jeweils eine segmentförmige Querschnittsform haben und ringförmig um das Ventil herum angeordnet sind.

Wenn das Flüssigkeit adsorbierende Medium benachbarte Schichten von Bahnenmaterial bzw. Bandmaterial aufweist, dessen benachbarte Oberflächen Flußdurchgänge dazwischen bilden, dann können die Heizelemente vorzugsweise elektrische Heizdrähte aufweisen, die sich zwischen stabförmigen Abstandshaltern erstrecken, welche zwischen den benachbarten Oberflächen der Adsorptionsmediumsschichten angeordnet sind. Durch Verwendung der Heizelemente als Abstands-Elemente zum Sicherstellen eines geeigneten Abstandes zwischen den benachbarten Schichten des Adsorptionsmediums wird ein spezieller einfacher Aufbau erreicht. Während des Regenerationsprozesses wird die für die Regeneration erforderliche Wärmemenge von den elektrischen Heizdrähten erzeugt, und die Wärme wird nahezu direkt auf die Flüssigkeit übertragen, welche in dem Adsorptionsmedium adsorbiert ist und welche zu verdampfen ist. Da die Heizelemente nahezu gleichförmig verteilt sind entlang der Oberflächen des Adsorptionsmediums, wird eine effektive Nutzung des Mediums erreicht. Die direkte Beheizung des Adsorptionsmediums ohne Verwendung des Regenerationsgases zum Tragen oder übertragen der erzeugten Wärme bewirkt, daß nur die Menge von Regenerationsgas verwendet werden muß, die für den Transport der von dem Adsorptionsmedium abgegebenen Feuchtigkeit bzw. Flüssigkeit aus dem Gerät absolut notwendig ist. Das bedeutet, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung eine verhältnismäßig hohe Kapazität hat und mit einer verhältnismäßig guten Wärmeökonomie arbeitet.

Wenn das zu entfeuchtende Gas durch ein Flüssigkeit adsorbierendes Medium fließt, dann führt die Flüssigkeitsadsorption von dem Medium zu einer Temperaturerhöhung, die auf das Gas übertragen wird, und infolge dieser Temperaturerhöhung nimmt die relative Feuchtigkeit

809828/0933

_ Q —

des Gases ab. Da die Flüssigkeitsadsorptionsfähigkeit des Adsorptionsmediums in starkem Maße von der relativen Feuchtigkeit des Gases abhängt, wirkt diese Tatsache, daß die Adsorptionsfähigkeit des Mediums ziemlich klein wird in einem Bereich bei dem stromabwärts gelegenen Ende der entsprechenden Kammer. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, kann das Adsorptionsmedium in jeder der Kammern oder Durchgänge in eine Mehrzahl von sich transversal zu dem Gasstrom in den Kammern oder Durchgängen erstreckenden Schichten unterteilt sein, und jede Schicht kann von einem entsprechenden einer Mehrzahl von Gas durchdringbaren Tragelementen getragen werden, welche aus wärmeleitendem Material hergestellt sind und die wärmeleitend miteinander verbunden sind. Auf diese Weise gleichen diese wärmeleitenden Tragelemente die Temperaturen in verschiedenen Zonen des Adsorptionsmediums in jeder der Kammern aus, so daß die Effizienz des Adsorptionsmediums in den verschiedenen Zonen gleichmäßig wird. Darüberhinaus wird die Heizungseinrichtung für verschiedene und vorzugsweise alle der Tragelemente in jeder Kammer gemeinsam und befindet sich in wärmeleitendem Kontakt damit. Während des Regenerationsprozesses ist es möglich, alle Teile des Adsorptionsmediums mit Hilfe der Heizeinrichtung, wie beispielsweise einem elektrischer. Heizelement, welches zentral innerhalb der Kammer angeordnet ist, zu erwärmen.

,förmiges
Wenn ein partikel-' Flüssigkeit adsorbierendes Medium in Verbindung mit bekannten Vorrichtungen verwendet wird, dann erreicht der Druckabfall durch das Adsorptionsmedium innerhalb der Kammer wie oben ausgeführt eine beträchtliche Größenordnung, und darüberhinaus wird es schwierig, eine gleichmäßige Verteilung des Gasflusses über den gesamten Querschnittsbereich zu erreichen. Folglich kann die vorhandene Kapazität des Adsorptionsmediums nicht vollständig ausgenutzt werden. Die vorliegende Erfindung macht es möglich, diese obigen Nachteile zu vermeiden, weil die Tragelemente als übereinander geschichtete schalenform!ge Elemente ausgebildet warden können, die vorzugsweise aus Maschendraht gebildet sind. Durch Vorsehen eines teilchenförmigen Adsorptionsmediums in solchen schalenförmigen

8Q9828/0933

Elementen kann das Medium in Schichten unterteilt werden, wodurch es möglich wird, den Druckabfall durch das Adsorptionsmedium in gewünschter Weise zu steuern.

Das platten- oder bahnenförmige Material, welches in der erfindungsgemäßen Vorrichtung als Adsorptionsmedium verwendbar ist, kann beispielsweise in der Form eines Asbestbandes, eines Asbestbogens, einer Asbestbahn oder einer Asbesttafel imprägniert mit hygroskopischem Material wie Lithiumchlorid ausgebildet sein. Der Begriff "Bahnoder Band- oder Plattenmaterial" in diesem Zusammenhang soll natürlich alle Variationen umfassen, in dem ein solches Material erhältlich ist, oder in die solches Material formbar ist, beispielsweise Bahnen, Rollen, Bänder, Röhren usw., die alle eine große Oberfläche und die Möglichkeit von geeigneten Luftwegen ergeben. Vorzugsweise soll das Bahnen- oder Plattenmaterial aber selbst (d.h. ohne Imprägnierei. mit einem hygroskopischen Imprägnierungsagens) eine Struktur haben, die aus einer beachtlichen Menge von Strukturelementen besteht oder diese enthält, das sind Teilchen oder Fasern mit innewohnenden guten Feuchtigkeitsadsorptionseigenschaften, und für die Entfeuchtung von Gas ist es vorteilhaft, solche Bahnen- oder Plattenmaterialien zu verwenden, welche aus Strukturelementen, d.h. Teilchen und/oder Fasern, welche die Flüssigkeitsadsorptionsaktivität ausüben,oder der wesentliche Teil davon, bestehen oder diese enthalten. Es wurde gefunden, daß passende Bahnen- oder Plattenmaterialien zur Verwendung als Flüssigkeitsadsorptionsmedium, insbesondere Wasser adsorbierendes Medium, solche sind, die eine Menge s^ithetischer Mineralfasern enthalten oder aus diesen bestehen. Beispiele solcher sythetischer Mineralfasern sind Schlackenwollefasern und keramische Fasern wie Kaolinschlackenwollefasern und ganz generell sind solche sjrthetische Fasermaterialien geeignet, die in geeignet feiner Faserstruktur einen wesentlichen Anteil von Aluminiumoxyd und/oder Kieselsäuresalz in den verschiedenen Formen und Mineralmischungen derselben enthalten. Diese Bahnenoder Plattenmaterialien aus Mineralfasern sollten vorzugsweise in

809828/0933

einer Form verwendet werden, in der sie ihre bestmöglichen regenerierbaren Flüssigkeitsadsorptionseigenschaften haben, d.h. sie sollten nicht in einer Form verwendet werden, in der die Fasern mit imprägnierenden Agenzien beschichtet werden, die die regenerierbaren Flüssigkeitsadsorptionseigenschaften vermindern. So sollten beispielsweise Schlackenwollebahnen oder -platten in nichtimprägnierter Form verwendet werden.

Es wurde gefunden,daß ein besonders passendes Material für die Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Keramikfasermaterial ist, welches aus Kaolinwollefasern hergestellt ist, die wiederum durch Einblasen von Luft durch ein Bad geschmolzenen Kaolins von hoher Reinheit hergestellt sind. Eine kommerzielle Version eines Materials dieser Art ist die "Triton-Kaolin-Wolle", die als ein wärme- und schallisolierendes Material verkauft wird. Das Material hat einen Schmelzpunkt von über 1760⁰C, einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 2,8μ, eine Faserlänge von 12 bis 250mm, eine

4
Faserzugfestigkeit von 1,4x10 kg/cm² und eine Dichte von 2,56. Die chemische Analyse ist die folgende

Al₂ O₃	43 - 47%
SiO₂	50 - 54%
Fe₂O₃	0,6- 1,8%
TiO₂	1,2- 3,5%
MgO	Spuren
CaO	0,1- 1,0%
Alkali als Na₂ 0	0,2- 2,0%
B₂O₃	0,06- 0,1%
Spuren anorganischer Stoffe	0,2- 0,3%

Dieses Bahnen- oder Plattenmaterial aus Kaolinschlackenwollefasern ist geeignet zur Verwendung in Form von Bahnen mit einer Dicke in der Größenordnung von 1mm, passend beispielsweise von 0,5mm. Experimente haben ergeben, daß dieses Material ausgezeichnete Eigenschaften als Adsorptionsmedium für die Verwendung in Gasentfeuchtungs-

Vorrichtungen hat, weil es eine hohe Wasseradsorption aufweist, es gegen freies Wasser resistent ist, eine hohe Temperaturresistenz zeigt, einen geringen Widerstand gegen den Gasdurchfluß ausübt und leicht regenerierbar ist. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dieses Material vorzugsweise als Flüssigkeitsadsorptionsmedium und ganz generell Kaolinschlackenwollefaserbänder- und -bahnen und Platten-, Band- und Bahnenmaterialien anderer synthetischer Mineralfasern mit ähnlichen Eigenschaften und Kompositionen verwendet.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer teilweise im Schnitt gezeigten Vorrichtung eines Luftentfeuchters gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Endansicht, teilweise in geschnittener Darstellung, eines in Figur 1 gezeigten Luftentfeuchters;

Fig. 3 eine Endansicht in etwas vergrößertem Maßstab eines gefalteten blattartigen Adsorptionsmaterials mit Heizelementen zwischen benachbarten Oberflächen desselben;

Fig. 4 eine perspektivische und teils geschnittene Darstelung der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Luftentfeuchtervorrichtung;

Fig. 5 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform des Luftentfeuchters gemäß der Erfindung;

Fig. 6 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, von einer

bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtungskammer; und

Fig. 7 eine Draufsicht auf die in Figur 6 gezeigte Kammer.

Die Luftentfeuchtungsvorrichtung oder der Luftentfeuchter gemäß der Figuren 1 bis 4 weist ßirL st^tionäjrjes. zylindrisches Gehäuse 10

,Anzahl
auf, welches mit Hilfe einer'sich radial erstreckender Trennwände 11 in eine Mehrzahl von abschnittförmigen Durchgängen oder Kammern 12, die an gegenüberliegenden Enden offen sind, unterteilt wird. An einem Ende des Gehäuses 10 ist ein Einlaßrohr 13 für feuchtes Gas oder Luft und am anderen Ende des Gehäuses ein Auslaßrohr 14 für entfeuchtetes Gas oder Luft vorgesehen.

Jede der segmentförmigen Kammern 12 ist im wesentlichen gefüllt mit einem zusammengeknickten oder gefalteten blatt- bzw. streifenförmigen Adsorptionsmedium 15, welches z.B. ein faseriges Material sein kann, welches von sich selbst her Flüssigkeits adsorbierend ist oder welches mit einer passenden hygroskopischen Substanz imprägniert ist. Elektroheizelemente 16 sind zwischen benachbarten Schichten des bahnenartigen Adsorptionsmediums angeordnet (s. Fig. 3).Wie in Figur 3 gezeigt ist, kann jedes dieser Elektroheizelemente 16 stabförmige Elemente 17 aufweisen, die sich in Längsrichtung des Gehäuses 10 erstrecken und als ein Rahmen oder als Tragelemente für sich dazwischen erstreckende elektrische Heizdrähte 18 dienen und in engem Abstand voneinander über nahezu die gesamte axiale Länge der Kammern 12 angeordnet sind. Die Elemente 17 dienen auch als Zwischenstücke bzw. Distanzhalter, die benachbarte Schichten des bandartigen Mäerials getrennt halten, um so Durchflußdurchgänge für das durch die Vorrichtung fließende Gas zu bilden. An einem Ende haben die Kammern 12 eine gemeinsame Endwand 19, die eine zentrale Gaseinlaßöffnung bildet, welche mit allen Kammern 12 in Verbindung steht. Ein drehbares Ventil 20 ist zwischen dieser Gaseinlaßöffnung und dem Einlaßrohr 13 montiert. Das drehbare Ventil 20 weist einen rohrförmigen Ventilkörper 21 auf, welcher in eine Anzahl von sektorförmigen Durchgängen 22 entsprechend der Anzahl von Kammern 12 unterteilt ist, und einer dieser Durchgänge 22 wird mittels einer Verschlußwand 23 an seinem äußeren Ende verschlossen. Der Ventilkörper 21 wird von einem stationären Auslaßverteiler 24 umgeben, der über ein Ausströmungsrohr 25 mit der umgebenden Atmosphäre verbunden ist. Der Innenraum des Ausflußverteilers steht ständig mit

809828/0933

dem Ventilkörperdurchgang 22, der durch die Verschlußwand 23 verschlossen wird, über eine öffnung 26 (4) in der äußeren peripheren Wand des Ventilkörpers 21 in Verbindung. Der Ventilkörper 21 kann mittels eines Elektromotors 27 und einem Riemenantrieb 28 schrittweise gedreht werden. Elektroschalter 29 sind mit jeder der Kammern 12 zusammenwirkend so ausgebildet, daß alle Heizelemente 16 in der jeweiligen Kammer bei Betätigen angeschaltet sind. Die Elektroschalter werden über einen Nocken 30 auf der äußeren Oberfläche der drehbaren Ventilkammer 21 betätigt. Die Elektroschalter 29, von denen nur diejenigen gezeigt sind, die mit einer der Kammern 12 zusammenwirken, sind so angeordnet, daß die Elektroheizelemente in jeder der Kammern 12 im wesentlichen zu der gleichen Zeit angeschaltet sind, wenn der Durchgang 22 des Ventilkörpers, der mit der Verschlußwand 23 versehen ist, in eine Stelllung bewegt ist, in der er mit der entsprechenden Kammer abgeglichen ist.

Atmosphärische Luft oder ein anderes zu entfeuchtendes oder zu trocknendes Gas wird durch das Einlaßrohr 13 beispielsweise mit Hilfe eines nichtgezeigten Gebläses eingeführt. Das Ventil 20 ermöglicht, daß Gas von dem Einlaßrohr 13 zu dem Auslaßrohr 14 durch alle die Kammern 12 hindurchfließt, die nicht mit dem durch die Verschlußwand 23 verschlossenen Durchgang des Ventilkörpers 21 abgeglichen sind. Die in den Kammern 12, durch die das feuchte Gas hindurchfließt, angeordneten Elektroheizstäbe 16 sind nicht mit Strom beaufschlagt. Beim Durchfließen durch die zwischen den benachbarten Schichten des Adsorptionsmaterials 15 gebildeten Durchgänge kommt das feuchte Gas in innigen Kontakt mit dem kalten Adsorptionsmedium, wodurch das Gas von einem wesentlichen Teil seines Feuchtigkeitsgehalts befreit wird.

In Figur 1 befindet sich die oberste der Kammern 12 mit dem verschlossenen Durchgang des Ventilkörpers 21 in Verbindung und folglich mit der Atmosphäre über den Auslaßverteiler 24 und das Ausströmungsrohr 25. Am Ende des Gehäuses 10 n±>en dem Auslaßrohr 14 übersteigt der

809828/0933

Gasdruck den atmosphärischen Druck und folglich neigt ein Teil des Gases, der durch das Hindurchfließen durch die anderen der Kammern 12 entfeuchtet worden ist, dazu, durch die mit dem durch den Ventilkörper 21 verschlossenen Durchgang in Verbindung stehende Kammer und nach außen in die Atmosphäre über die Öffnung 26, den Auslaßverteiler 24 und das Ausströmungsrohr 25 in der durch die Pfeile in Figur 1 gezeigten Weise zurückzufließen. Die zu der Kammer 12 gehörigen Elektroschalter 29 sind durch den Nocken 30 betätigt worden, wenn der verschlossene Durchgang in die Stellung in Abgleich mit der fraglichen Kammer 12 gedreht worden ist. Dadurch werden die Elektroheizelemente 16 in der Kammer 12 eingeschaltet und bewirken eine im wesentlichen gleichförmige Heizung der Oberflächen des Adsorptionsmediums 15, wodurch Wärme der adsorbierten Flüssigkeit zugeführt und diese dadurch verdampft wird.

Der Gasflußwiderstand durch die Kammer 12, in der das Adsorptionsmedium regeneriert wird, und nach außen zu der Atmosphäre über das Ausströmungsrohr 25 wird im Hinblick auf die existierenden Druckdifferenzen so eingestellt, daß im wesentlichen nur das Volumen des zum Transport der von dem Adsorptionsmedium 15 in der Kammer abgegebenen Flüssigkeit oder Feuchtigkeit notwendige Gas für den Regenerationsprozess verwendet wird. Nach einem geeigneten Zeitintervall wird der Ventilkörper 21 durch den Motor 27 um einen Schritt weiter gedreht, wodurch eine andere der Kammern 12 mit dem verscnlossenen Durchgang des Ventilkörpers 21 in Abgleich gebracht wird. Gleichzeitig werden die entsprechenden Elektroschalter 29 durch den Nocken 30 betätigt, so daß das Heizelement 16 in der Kammer, in der das Adsorptionsmedium nun regeneriert werden soll, mit Strom beaufschlagt wird. Der Elektroschalter 29 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er den Strom für die Heizelemente nach einer vorbestimmten Dauer, die ein wenig kürzer als die Regenerationsperiode für das Adsorptionsmedium in der jeweiligen Kammer ist, abschaltet, so daß das Adsorptionsmedium darin abgekühlt wird, ehe es anschließend mit einem Strom von feuchtem Gas in Kontakt kommt.

809828/0933

Die Regeneration des Adsorptionsmediums in den getrennten Kammern kann in jeder gewünschten Reihenfolge erfolgen, vorausgesetzt, daß das Adsorptionsmedium in jeder der Kammern in geeigneten Zeitintervallen regeneriert wird. Es ist auch möglich, den Ventilkörper kontinuierlich mit einer sehr kleinen Drehgeschwindigkeit zu drehen.

In den Figuren 5 bis 7 sind andere Ausführungsbeispiele einer Entfeuchtungsvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, und entsprechende Teile der in den Figuren 1 bis 4 und in den Figuren 5 bis 7 jeweils gezeigten Ausführungsformen sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

In der in Figur 5 gezeigten Auiührungsform sind die segmentförmigen Kammern oder Durchgänge 12 in einer ringförmigen Anordnung positioniert, so daß sie einen Zentralraum 31 umgeben und festlegen, in dem der Antriebsmotor 27, bei dem es sich um einen untersetzten Motor handelt, und eine Kupplung 32 sowie die Motorsteuereinrichtung in einem Rahmen 33 montiert sind. Die Enden der Kammern oder Durchgänge neben dem Einlaßrohr 13 stehen mit dem Rohr durch Verbindungsdurchgänge 34 und über das drehbare Ventil 20 in Verbindung. Der Ventilkörper 21 des Ventiles 20 weist eine Endwand 35 und eine daran befestigte zylindrische Wand 36 auf. In der zylindrischen Wand 36 sind Öffnungen 37 gebildet und so angeordnet, daß alle von den Kammern 12 mit dem Tnnenraum des Ventilkörpers 21 durch diese Öffnungen in allen Drehstellungen des Ventilkörpers in Verbindung stehen. Die zylindrische Wand 36 weist auch eine Öffnung 38 auf,die mit dem Auslaßverteiler 24 in Verbindung steht. Eine Trennwand

39, die durch ein Stützrohr gehalten und innerhalb des Ventilkörpers 21 angeordnet ist, ist so ausgebildet, daß sie die Öffnung 38 mit einer der Öffnungen 37 verbindet und eine Verbindung zwischen diesen zwei Öffnungen und dem Einlaßrohr 13 abschaltet bzw. verhindert.

In der in Figur 5 gezeigten Vorrichtung bzw. Entfeuchtungseinrichtung fließt das zu entfeuchtende Gas in das Einlaßrohr 13 hinein

8Q9828/0933

durch das Innere des Ventilkörpers 21, durch die Öffnungen 37, die nicht von der Trennwand 39 abgedeckt sind, durch die Verbindungsdurchgänge 34 in die Kammern 12 und das darin enthaltende Adsorptionsmedium hinein, und das endfeuchtete oder getrocknete Gas verläßt die Vorrichtung durch das Auslaßrohr 14. Da der Gasdruck im Endbereich des Gehäuses 10 neben dem Auslaßrohr 14 den atmosphärischen Druck übersteigt, neigt ein Teil des entfeuchteten Gases dazu, durch die Kammer 12, deren Verbindungsdurchgang 34 gegenüber der Trennwand 39 positioniert ist, zurückzufließen, wie es durch die Pfeile in Figur 5 angedeutet ist. Wie im Zusammenhang mit der oben beschriebenen ersten Ausführungsform erklärt worden ist, wird das Adsorptionsmedium gleichzeitig in der entsprechenden Kammer erwärmt, wodurch das Adsorptionsmedium regeneriert wird. Eine nichtgezeigte automatische Steuerungseinrichtung steuert den Motor 27 so, daß der Ventilkörper 21 in vorbestimmtne Zeitintervallen einen Schritt vorwärts gedreht wird, so daß die Trennwand 39 in eine Position gegenüber einer anderen der Öffnungen 37 gebracht wird, wodurch diese Öffnung mit dem Auslaßverteiler 24 und folglich mit der Atmosphäre verbunden wird. Auf diese Weise wird das Adsorptionsmedium in jeder der Kammern 12 regeneriert, nachdem es über eine vorbestimmte Zeitdauer hinweg verwendet worden ist.

In den Kammern der in Figur 5 gezeigten Vorrichtung kann ein gefaltetes bandartiges Adsorptionsmedium 15 wie dasjenige, welches im Zusammenhang mit der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Vorrichtung beschriebene verwendet werden. Die Figuren 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform der Kammern 12, in denen das Adsorptionsmedium 41 die Form von lose angeordnetem Partikelmaterial hat. In diesem Fall ist die Vorrichtung vorzugsweise aber nicht notwendig so positioniert, daß ihre Longitudinalachse im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist. In der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Ausführungsform enthält jede der Kammern 12 eine Anzahl von übereinander liegenden schalenförmigen für Gas durchlässige Tragelemente 42, die beispielsweise aus perforiertem Blechmaterial hergestellt sein können. Die Tragelemente 42 sind jedoch vorzugsweise aus Maschendraht hergestellt. Diese schalenförmigen Tragelemente sind so an-

809828/0933

geordnet, daß sie sich in direktem wärmeleitenden Kontakt miteinander befinden, und ein platten- oder blechförmiges elektrisches Heizelement 43, welches beispielsweise von der Art einer Abtauscheibe eines Automobils sein kann, ist zentral in jeder der Kammern 12 angeordnet. Das Heizelement 43 erstreckt sich quer zu den Tragelementen 42 und ist so angeordnet, daß es sich in wärmeleitendem Kontakt mit allen schalenförmigen Tragelementen in der Kammer befindet. Wie oben aufgezeigt, kann das Adsorptionsmedium 41 ein teilchenförmiges Material sein, welches lose in jeder der schalenförmigen Tragelemente 42 vorgesehen ist, wobei das oberste von diesen mittels eines Maschendrahtes 44 oder eines anderen geeigneten für Gas durchlässigen Abdeckmediums verschlossen sein kann. Das Adsorptionsmedium kann aber alternativ dazu auch ein bahnenförmiges Material sein, welches in den schalenförmigen Tragelementen angeordnet sein kann, oder das Adsorptionsmedium kann ein an diesen Tragelementen befestigtes Medium sein. Im letzteren Fall kann die Vorrichtung bzw. der Entfeuchter in jeder gewünschten Weise orientiert werden.

Wenn das zu entfeuchtende Gas durch die Kammern 12 und das darin enthaltene Adsorptionsmedium 41 fließt, dann adsorbiert das Adsorptionsmedium in der oben beschriebenen Weise das Feuchtigkeitswasser aus dem Gas. Die Flüssigkeitsadsorption bewirkt aber eine Erhöhung der Temperatur. Der wärmeleitende Kontakt zwischen den schalenförmigen Tragelementen 42 bewirkt aber einen Temperaturausgleich in jsder der jeweiligen Kammer 12, wodurch sichergestellt wird, daß das Adsorptionsmedium in allen Zonen der Kammer gleich verwendet wird. Auch wenn das Heizelement 43 während des Regenerationsprozesses eingeschaltet ist, werden die Tragelemente 42 verwendet, weil sie zur Verteilung der durch das Heizelement 43 erzeugten Wärme an alle Teile des Adsorptionsmediums dienen. Es ist offensichtlich, daß der beschriebene Aufbau die Verwendung von He,i ζ elemente η erlaubt, die wesentlich billiger sind als jene, die in Verbindung mit dem in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet werden. Darüberhinaus kann ein zentral ange-

809828/0933

ordnetes Heizelement 43 der in den Figuren 6 bis 7 gezeigten Art leicht und schnell ausgetauscht werden, wenn es defekt oder zerstört ist.

Die schalenförmigen Tragelemente und Heizelemente der in den Figuren 6 und 7 gezeigten Art können auch in Verbindungidt einem Luftentfeuchter der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Art verwendet werden. Darüberhinaus können verschiedene in der vorliegenden Anmeldung beschriebene vorteilhafte Merkmale einzeln oder in Verbindung mit jeder Luftentfeuchtungsanlage der hier beschriebenen Art oder anderer Art verwendet werden.

809828/0933

Claims

28ÜU722 F=I Γ-LZlJ f=f= Γ— PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O PK 8-890 P/pc Erling Lauritz Anderberg, 4200 Slagelse, Dänemark Vorrichtung zum Entfeuchten von Gas Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Entfeuchten von Gas, mit einem regenerierbaren, von Gas durchdringbarem Flüssigkeit adsorbierenden Medium in einem Gehäuse, welches auch Heizelemente zum Erwärmen des durch das Adsorptionsmedium fließenden Gases während der Regeneration dieses Mediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) eine Mehrzahl von Kammern oder Durchgängen (12), von denen jede einen Teil des Adsorptionsmediums (15) und einen Teil der Heizelemente (16) enthalten und die an entgegengesetzten Enden mit einem gemeinsamen Gaseinlaß (13) bzw. einem gemeinsamen Gasauslaß (14) in Verbindung stehen, aufweist, und daß eine Einrichtung (20, 29,30) zum umkehren des Gasflusses in wenigstens einer der Kammern oder Durchgänge, so daß das Gas darin von dem Auslaß (14) zu dem Einlaß (13) fließt, und zum Einschalten des in dieser Kammer oder diesem Durchgang angeordneten Heizelementes und eine Einrichtung (27) zum Wechseln dieses einen Durchganges bzw.dieser einen Kammer in jeweils vorbestimmten Zeitintervallen vorgesehen sind.

S098 28/0933

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Umkehren des Gasflusses ein Ventil (20) zum Abtrennen der Verbindung zwischen dem Gaseinlaß (13) und dem benachbarten Ende dieser einen Kammer und zum Verbinden dieses Endes mit der Umgebungsatmosphäre aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gäcennzeichnet, daß das Gehäuse im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und das Ventil ein drehbares Ventil ist und daß dieses drehbar angeordnete Ventil (20) zentral an einem Ende der Kammern oder Durchgänge (12), die jeweils eine segmentförmige Querschnittsform haben und ringförmig um das Ventil (20) angeordnet sind, angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Adsorptionsmedium benachbarte Schichten von Bahnenmaterial umfaßt, wobei benachbarte Oberflächer der Schichten Durchflußkanäle bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung elektrische Heizdrähte (18) aufweist, die sich zwischen stabförmigen Abstandshaltern (17) erstrecken, welche zwischen den benachbarten Oberflächen der Adsorptionsmediumschichten angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorptionsmedium (41) in jeder der Kammern oder Durchgänge (12) in eine Mehrzahl von sich quer zum Gasfluß in der jeweiligen Kammer oder Durchgang erstreckenden Schichten unterteilt ist und daß jede Schicht von jeweils einem von einer Mehrzahl von Gas durchlässigen Tragelementen (42) getragen wird, die aus Wärme leitendem Material gebildet und wärmeleitend miteinander verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (43) für mehrere und vorzugsweise für alle Tragelemente

(42) in jeder Kammer (12) gemeinsam sind und in wärmeleitendem Kontakt damit angeordnet sind.

809828/0933

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragelemente als übereinander liegende schalenförmige Elemente (42) ausgebildet sind, die vorzugsweise aus Maschendraht gebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente in jeder Kammer ein elektrisches Heizelement (43) aufweisen, welches sich quer zu den Tragelementen

(42) erstreckt.

c- r- η ο -.ο / η ^r: ■- U J ο _ ·! I U ·