DE3537671A1 - Vorrichtung zum befeuchten, reinigen und kuehlen von gasen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befeuchten, Reinigen und Kühlen von Gasen, vornehmlich Luft mit einer im Gasstrom an­ geordneten Filterschicht und einer Einrichtung zu deren Beauf­ schlagung mit Flüssigkeit.

Derartige Vorrichtungen werden vornehmlich, jedoch nicht aus­ schließlich für die Belüftung bzw. Luftumwälzung von Gewächs­ häusern benutzt. Dabei kommt es darauf an, daß einstellbar Außen­ luft und/oder Umluft behandelt wird.

Bei bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen ist die Filterschicht schräg zur Luftanströmrichtung und/oder Luftabströmung angeord­ net, die Einrichtung zur Beaufschlagung des Filters mit Flüssig­ keit besteht aus einer Düse, die stromaufwärts vom Filter ange­ ordnet ist, jedoch stromabwärts von einem Ventilator. Die Filter­ schicht ist bei bekannten Vorrichtungen regelmäßig schräg zur Durchströmungsrichtung angeordnet, damit eine größere Filter­ durchgangsfläche zur Verfügung steht. Soweit in Zusammenhang mit dem Stand der Technik und der Erfindung von "Filter" gesprochen wird, handelt es sich um gas- bzw. luftdurchlässige Material­ schichten beliebiger Struktur, die die Luft bzw. das Gas jedoch nicht nur filtern, sondern auch mit Flüssigkeit versehen sind, um von der durch Feinunterteilung erheblich vergrößerten Ober­ fläche die Luft zu befeuchten. Bei der Befeuchtung erfolgt auch eine Abkühlung der Luft bzw. des Gases.

Bei bekannten Vorrichtungen der gattungsgemäßen Art ist in dem Fall, daß der Ventilator nahe vor der Filteranordnung liegt, aufgrund der etwa kreisförmig begrenzten Abströmung des Venti­ lators eine ungleichmäßige Beaufschlagung des Filters vorhanden, mit der Folge, daß in einzelnen Bereichen des Filters unter­ schiedliche Durchströmgeschwindigkeiten vorhanden sind, auch die Einsprühdüsen für die Flüssigkeit sind im allgemeinen "punktförmig" ausgebildet, so daß auch unterschiedliche Benetzungen der einzel­ nen Bereiche des Filters eintreten. Eine unbefriedigende und kaum erfaßbare Behandlung des gasförmigen Mediums ist die Folge. Wenn der Ventilator im Abstand vom Filter angeordnet wird, ist zwar beispielsweise durch entsprechende Strömungsleitung eine gleich­ mäßige Beaufschlagung des Filters zu erreichen, das Bauvolumen der Gesamtvorrichtung wird dadurch erheblich vergrößert - im all­ gemeinen ist eine derartige Anordnung nur dann durchführbar, wenn die Strömung des gasförmigen Mediums in einem Kanal geführt wird.

Hier setzt der Gedanke der Erfindung ein, die sich die Aufgabe gestellt hat, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die ein möglichst geringes Bauvolumen aufweist, eine gleichmäßige damit beherrschbare und auch berechenbare Befeuchtung und ggf. Kühlung des gasförmigen Mediums zu bewirken und vor allem eine optimale Befeuchtung und ggf. Kühlung des gasförmigen Mediums zu bewirken.

Zur Lösung der Aufgabe ist eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dadurch gekennzeichnet, daß in einem quaderförmigen Gehäuse mit oberen Einlässen für Außen- und/oder Umluft mindestens ein unten geschlossener Käfig mit polygonalem Querschnitt angeordnet ist, dessen Oberseite von einem zentrisch angeordneten Ventilator unter Freilassung eines weiten äußeren Ringspaltes nur teilweise abgedeckt ist und unter dem Ventilator eine Ringsprühdüse für die Verteilung von Flüssigkeit, vornehmlich Wasser,auf die von einer Filterschicht gebildete innere Käfigwandung angeordnet ist, wobei das Gehäuse in seinem unteren Teil mit Luftauslaß-Öffnungen und in seinem oberen, den Käfig teilweise überdeckenden Teil mit einer Rückführung der aus dem Käfig austretenden Luft zu dem Ringspalt am Ventilator versehen ist. Vorzugsweise ist der Käfig zylinder­ förmig ausgebildet.

Weitere Merkmale der Vorrichtung nach der Erfindung sind in den Patentansprüchen aufgeführt und in der nachfolgenden Beschreibung erörtert.

Durch die Anordnung der Filterschicht in der Wandung eines Zy­ linders mit polygonalem oder kreisförmigen Querschnitt ergibt sich eine völlig gleichmäßige Beaufschlagung sämtlicher Bereiche des Filters, auch dann, wenn der Ventilator unmittelbar oberhalb des Zylinders und damit der Filterschicht angeordnet ist, so daß eine sehr kompakte Bauform und ein geringes Bauvolumen erreicht wird. Durch die genannte Form der Filterschicht ist auch deren Benetzung durch eine Ringsprühdüse äußerst gleichmäßig und in allen Bereichen derart, daß die hindurchstreichende Luft optimal befeuchtet wird. Ein besonderer Vorteil wird dadurch erreicht, daß die im oberen Bereich des zylinderförmigen Filters aus diesem austretende Luft aufgrund einer entsprechenden Überdeckung rück­ geführt wird, zu dem Ringspalt, der zwischen dem Ventilator und der oberen Öffnung des zylinderförmig ausgebildeten Filters be­ steht. An diesem Ringspalt entsteht durch den vom Ventilator er­ zeugten Luftstrom, der in den Zylinder gerichtet ist, ein Unter­ druck. Durch die Induktionswirkung dieses Unterdruckes wird Um­ gebungsluft angesaugt. Nach der Erfindung ist dafür gesorgt, daß es sich bei dieser angesaugten Luft um solche Luft, die aus den oberen Bereichen des zylinderförmigen Filters austritt und dort schon befeuchtet ggf. abgekühlt ist. Diese Luft wird damit wieder­ holt durch den Filter hindurchgedrückt und damit wiederholt be­ feuchtet und ggf. gekühlt. Es ergibt sich dadurch eine Verbesserung des Befeuchtungsgrades bis zu 10% und damit auch ggf. eine ver­ besserte Abkühlung der Luft, die endgültig aus der Vorrichtung austritt. Nach der Erfindung ist also nicht nur eine kompakte Bauweise der gesamten Vorrichtung erreicht, sondern auch eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles mit bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Frontansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung

Fig. 2 eine Rückansicht

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1.

In einem truhenähnlichen Gehäuse 1 ist das Oberteil 2 als Luft­ führungskasten ausgebildet. Eine obere, etwa über die gesamte Länge des Gehäuses reichende Öffnung 3 ist entsprechend dem Pfeil 4 Frischlufteinlaß und eine seitliche Öffnung 5 ist entsprechend den Pfeilen 6 Umlufteinlaß. Eine um einen Drehpunkt 7, um etwa einen Viertelkreis drehbar verschiebliche Klappe 8, dient zum wechselseitigen Absperren und Öffnen der beiden Einlässe 3 und 5, wobei selbstverständlich auch Zwischenstellungen möglich sind, so daß die beiden Öffnungen 3 und 5 teilweise geöffnet sind.

Unterhalb des Luftführungskastens sind in dem Gehäuse zwei Zylinder 9 und 10 angeordnet. Diese Zylinder sind gebildet aus einem oberen Ring 11, der ein winkelförmiges Profil haben kann und einem unteren Abschlußboden 12 mit gleichen äußeren Durchmesser, wie der obere Ring 11. Zwischen dem oberen Ring 11 und dem Boden 12 ist ein Zy­ linder gebildet, der aus dem Filtermedium besteht, beispielsweise aus einem Schaumstoff mit offenen Poren. Dieser Schaumstoffzylinder kann an seiner Außenfläche mit einer Verstärkung, beispielsweise in Form eines grobmaschigen Gittergewebes aus beliebigem Material versehen sein. Der Zylinder aus Schaumstoff wird zwischen dem Ring 11 und dem Boden 12 gehalten durch Stäbe 13, die in gleichen Ab­ ständen auf den Umfang verteilt sind und sowohl am Ring 11 einer­ seits als auch am Boden 12 andererseits festsitzen. Mindestens zwei Stäbe 13 sind derart befestigt, daß sie leicht herausgenommen werden können um den dazwischen gehaltenen Filter-Zylinder herausnehmen zu können, entweder zum Austauschen oder zum Waschen und Reinigen.

Der Filter-Zylinder kann auch aus unterschiedlichen Schichten be­ stehen, beispielsweise im Inneren eine weiträumige Vliesstruktur aufweisen und aus Fasern gebildet sein und in einer äußeren Schicht aus Schaumstoff mit offenen Poren gebildet sein. Der Filter kann auch aus verschiedenartigen Filtermedien bestehen in der Höhenunter­ teilung, d.h., daß beispielsweise der zylindrische Filter im oberen Teil aus einem Filtermedium besteht, das einen geringeren Luftwider­ stand aufweist als das Filtermedium im unteren Teil. Die Bedeutung dieser Maßnahme wird aus der nachfolgenden Erläuterung erklärlich.

Das Gehäuse überdeckt unterhalb der Luftführungskammer 2 mit gleichem Grundriß den oder die zylindrischen Filter 9 bzw. 9 und 10 mit Wan­ dungen 14 und 15 an den Längsseiten, sowie Wandungen 16 und 17 an den Schmalseiten in der Weise, daß ein unterer Bereich 18 der zy­ lindrischen Filter nicht abgedeckt ist. Die Abmessungen sind derart getroffen, daß die Gehäusewandungen 14 bis 17 in einem Abstand 19 von den zylindrischen Filtern 9 (und 10) liegen, so daß hier ein Luftführungskanal 19 entsteht. Auf einer Seite ist die Wandung 15 mit Klappen oder Türen zum Öffnen versehen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Unterkanten der Seitenwandungen 14 bis 17 mit Endabdeckungen 20 versehen, die gegen den zylindrischen Filter 9 bzw. 10 geführt sind und an diesem an­ liegen können. Diese Abdeckungen 20 sind zweckmäßig derart ausge­ bildet, daß sie, mit einem Wandungsteil der teleskopartig hinter die Unterkante der feststehenden Wandung gleitet, in der Höhe verstell­ bar sind, so daß der freie untere Bereich 18 der zylindrischen Fil­ ter variabel einstellbar ist, d.h., daß er vergrößert oder ver­ kleinert werden kann. Dort strömt die befeuchtete, gereinigte und ggf. auch gekühlte Luft aus. Stattdessen können auch in einer fest­ stehenden Gehäusewandung, beispielsweise der Wandung 14, zusätzliche Öffnungen 21 angeordnet sein, die als Ausströmklappen für die Luft dienen und zweckmäßig durch Verschieben beliebig weit zu öffnen sind.

Über dem oberen offenen Teil des zylindrischen Filters ist ein Flügelventilator 22 angeordnet, dessen Motor mit 23 angedeutet ist. Der Ventilator 22 überstreicht mit dem Dreh­ kreis 24 seiner Flügel nicht im gesamten Umfang des zylindrischen Filters - vielmehr befindet sich dazwischen ein Ringspalt 25. Das Verhältnis der Weite dieses Ringspaltes 25 am Ventilator zum Durch­ messer des Zylinders 9 bzw. 10 liegt etwa bei 1 : 6.

Im Betrieb saugt der von dem Ventilator 22 erzeugte und in den zy­ lindrischen Filter gerichtete Luftstrom durch den Ringspalt 25 Luft, gewissermaßen Sekundärluft an, die ebenfalls in den, von den zylind­ rischen Filter umgebenen Raum gedrückt wird. Aufgrund der vorbe­ schriebenen Ausbildung des Gehäuses wird diese Luft aus den Luft­ führungskanälen 19 und damit aus dem oberen Bereich der zylindrischen Filter angesaugt. Zur Unterstützung dieser Ansaugwirkung ist zwi­ schen dem Ventilator bzw. zwischen dem äußeren Umfang des Kreises, der von den Ventilatorflügeln bestrichen wird, und den Innenseiten der Gehäusewandungen ein Zwischenboden 26 angeordnet. Die Halterung des Ventilators stützt sich zweckmäßig auf diesen Zwischenboden 26 ab.

Dieser Zwischenboden 26 schließt die Luftführungskanäle 19 innerhalb der Außenwände des Gehäuses im Abstand oberhalb des Ringes 11, der die Oberkante des zylindrischen Filters trägt, ab und überdeckt den Ringspalt 25, so daß die Sekundärluft, die von dem vom Ventilator erzeugten Luftstrahl induziert wird, aus dem überdeckten oberen Bereich des zylindrischen Filters angesaugt wird. Es findet hier also im oberen Teil des Filters gewissermaßen ein Luftkreislauf statt, wobei diese wieder angesaugte Luft jedoch wegen ihrer größeren Dichte aufgrund der Befeuchtung und ggf. Abkühlung eher in den unteren Bereich des zylindrischen Filters gelangt, so daß sie nach wiederholtem Passieren des Filters im unteren Bereich 18 des Filters endgültig ausgeblasen wird.

Unterhalb des Ventilators ist eine Ringsprühdüse 27 angeordnet, die die vom Ventilator eingeblasene Luft befeuchtet und auch die Filter­ wandungen von innen gleichmäßig befeuchtet, so daß dort die hindurch­ gedrückte Luft wiederum befeuchtet wird. Überschüssige Flüssigkeit rinnt innerhalb des Filters nach unten, wird vom Boden 12, der den Filter nach unten abschließt, gesammelt und fließt im Zentrum des Bodens in ein Auffanggefäß 28 und einen Ablauf 29.

Anhand des vorbeschriebenen Ausführungsbeispieles ist der Filter zylindrisch angeordnet. Selbstverständlich kann der Filter auch mit einem polygonalem Grundriß ausgeführt sein, er kann beispiels­ weise achteckig ausgebildet sein, wenn beispielsweise ein Filter­ medium verwendet werden muß, das lediglich in Matten vorliegt und sich nicht zum Zylinder biegen läßt. Es werden dann einzelne ebene Abschnitt der Matten zu einem beispielsweise achteckigen Polygon zusammengefügt, wobei sich die Matten an den Stoßkanten, die mit­ einander verklebt werden, auf die Stangen 13 stützen. Beim Einsatz eines polygonal ausgebildeten Filter-Zylinders ist es dann nicht einmal erforderlich, daß der obere Haltering 11 und der Boden 12 dem polygonalen Querschnitt angepaßt sind, mit ihren nach unten ge­ richteten bzw. nach oben gerichteten Flanschen überfangen Ring 11 und Boden 12 die oberen und unteren Endkanten des Filters ausreichend, um hier eine genügende Abdichtung zu geben.

Claims (14)

1. Vorrichtung zum Befeuchten, Reinigen und Kühlen von Gasen, vor­ nehmlich Luft mit einer im Gasstrom angeordneten Filterschicht und einer Einrichtung zu deren Beaufschlagung mit Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß in einem quaderförmigen Gehäuse (1) mit oberen Einlässen (3 und 5) für Außen- und/oder Umluft mindestens ein unten geschlossener Käfig mit polygonalem Querschnitt angeord­ net ist, dessen Oberseite von einem zentrisch angeordneten Venti­ lator (22) unter Freilassung eines weiten äußeren Ringspaltes (25) nur teilweise abgedeckt ist und unter dem Ventilator (22) eine Ringsprühdüse (27) für die Verteilung von Flüssigkeit, vornehmlich Wasser, auf die von einer Filterschicht gebildete innere Käfigwan­ dung angeordnet ist, wobei das Gehäuse (1) in seinem unteren Teil mit Luftauslaß-Öffnungen (18) und in seinem oberen, den Käfig teil­ weise überdeckenden Teil (15) mit einer Rückführung der aus dem Käfig austretenden Luft zu dem Ringspalt (25) am Ventilator (12) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig zylinderförmig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oberste Teil des Gehäuses (1) über dem Ventilator (22) als Ansaug­ kasten (2) ausgebildet ist, mit einer Öffnung (5) zum Ansaugen von Umluft (6) und einer rechtwinklig dazu angeordneten Öffnung (3) zum Ansaugen von Außenluft (4), wobei mit einer sektorenförmigen Schwenkklappe (8) beiden Öffnungen (3 und 5) wechselweise versperrt bzw. in gegenseitigem Verhältnis zueinander zu öffnen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der, den zylindrischen Käfig in seinem oberen Teil überdeckende Gehäuseabschnitt (14 bis 17) zur Rückführung der befeuchteten Luft zum Ringspalt (25) mit gegenüber dem zylindrischen Käfig wirk­ samen Endabdeckungen (20) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die End­ abdeckungen (20) des Gehäuses, die die rückzuführende Luft von der ausgeblasenen Luft trennen, bezüglich der Höhe der Abdeckung ver­ stellbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (12), der den zylindrischen Käfig nach unten abschließt, mit einer Sammlung (28) und Rückführung (29) für die versprühte, über­ schüssige Flüssigkeit versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den zylindrischen Käfig ein zylindrischer Filter (9 bzw. 10) als innerer Zylindermantel eingesetzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Filter (9 bzw. 10) luftdurchlässig und wasser­ fest ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Filter (9 bzw. 10) aus einem Faservlies be­ steht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Filter (9 bzw. 10) aus einem Schaumstoff mit offenen Poren besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Filter (9 bzw. 10) in der Höhe unterteilt ist und zwar in einen Teil mit geringerem Luftwiderstand und/oder stärkerem Benetzungsvermögen im oberen Teil der vom Gehäuse zur Luftrückführung abgedeckt ist und einen unteren Teil mit höherem Luftwiderstand und/oder geringerem Be­ netzungsvermögen.

12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verhältnis der Ringspaltweite (25) am Ventilator (22) zum Durchmesser des Zylinders (9 bzw. 10) bei etwa 1 : 6 liegt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Käfig von Stangen (13) gebildet ist, die im oberen Ring (11) und am Boden (12) gehalten sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere benachbarte Stangen (13) des zylindrischen Käfigs leicht herausnehmbar befestigt sind zum Austausch des im Käfig eingesetzten zylindrischen Filters (9 bzw. 10).