DE60210036T2

DE60210036T2 - Dampferzeuger zum Befeuchten von Luft in einem Raum oder in einer Klimaanlage

Info

Publication number: DE60210036T2
Application number: DE60210036T
Authority: DE
Inventors: Guy-Paul Alix; Stephane Lintanff
Original assignee: Ind Du Ponant S A L; L'INDUSTRIELLE DU PONANT SA
Current assignee: Ind Du Ponant S A L; L'INDUSTRIELLE DU PONANT SA
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: FR2819580A1; ES2262772T3; EP1223379B1; US7381376B2; PT1223379E; US20020134321A1; ATE321241T1; DE60210036D1; EP1223379A1; FR2819580B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Dampferzeuger zum Befeuchten von Luft in einem Raum oder in einer Klimaanlage, insbesondere in einer Klimaanlage eines Luftfahrzeugs.
Zur Befeuchtung der Luft in einem Raum kann dort ein Dampferzeuger installiert werden. Üblicherweise umfasst ein solcher Dampferzeuger einen Wasserbehälter, der eine Öffnung besitzt und an eine Heizvorrichtung angeschlossen ist , welche oftmals aus einem elektrischen Widerstand besteht. Wenn der elektrische Widerstand unter Spannung gesetzt wird, erhitzt er das Wasser und lässt es dann verdampfen. Der erzeugte Dampf entweicht aus der Öffnung des Behälters und befeuchtet die Luft im Raum.
Dieser Behälter kann auch mittels eines am Ende eines Leitungsrohres befindlichen Diffusors an ein Gebläsegehäuse einer Klimaanlage angeschlossen werden. An die Klimaanlage kann auch eine Steuereinheit zur Regulierung der Dampfproduktion des Dampferzeugers in dem Gebläsegehäuse angeschlossen werden, insbesondere durch Einwirkung auf die elektrische Spannung, die an die Anschlussklemmen des elektrischen Widerstands geliefert wird, um in dem Raum, in den das Gebläsegehäuse mündet, einen geeigneten Grad an Luftfeuchtigkeit zu erreichen.
Eine elektrische Stromquelle – wie eine Batterie oder ein elektrischer Generator – muss zur Stromversorgung des elektrischen Widerstands des Dampferzeugers verwendet werden. Dieser kann jedoch nur an einem Ort eingerichtet werden, der an eine elektrische Stromquelle angeschlossen ist.
Außerdem erweist sich die Gesamtheit dieser Stromquelle als eine Belastung, wenn es sich um eine Klimaanlage in einem Luftfahrzeug handelt.
Aus dem Dokument US-A-3,486,332 ist auch ein Kraftgenerator für Torpedos oder Raumfahrt-Transportmaschinen bekannt, der aus einem Reaktor besteht, der einerseits von einem ein Oxydationsmittel enthaltenden Behälter und andererseits von einem Sauerstoff enthaltenden Behälter umschlossen ist, welcher als Druckhaltemittel für das Oxydationsmittel dient. Ein Wasserbehälter, sowie ein Pumpsystem, sind ebenfalls an den Kraftgenerator angeschlossen. Das Pumpsystem lässt Wasser im Inneren des Reaktors durch Zwischenschaltung von Mitteln zirkulieren und mittels Düsen ein Oxydationsmittel in den Reaktor injizieren, so dass dieses mit einem im Reaktor enthaltenen Reagenzmittel (Lithium) reagieren kann, um das Wasser zu erhitzen und den Dampf zu erzeugen. Das Oxydationsmittel ist Brompentafluorid oder Sauerstoffperoxid. Die Mittel, welche das Wasser im Inneren des Reaktors zirkulieren lassen, sind am Umfang des Reaktors angeordnet und werden vom Behälter mittels eines Rohrleitungssystems gespeist. Wenn die Reaktion in dem Reaktor die Umwandlung von Wasser in Dampf bewirkt, zirkuliert dieser unter Druck in einer Zentralleitung, die zur Versorgung der Turbine an Zirkulationsmittel angeschlossen ist.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen autonomen Dampfgenerator zur Befeuchtung der Luft in einem Raum oder der Luft in einer Klimaanlage, insbesondere derjenigen in einem Luftfahrzeug, vorzuschlagen, wobei der Dampfgenerator nicht die Verwendung einer elektrischen Stromquelle als Heizenergie benötigt.
Zu diesem Zweck ist der erfindungsgemäße Dampferzeuger, welcher dazu dient, die Luft in einem Raum oder die Luft in einer Klimaanlage, insbesondere diejenige eines Luftfahrzeugs, zu befeuchten, wobei der Dampferzeuger wenigstens einen Behälter zur Aufnahme eines Fluids auf der Basis von Wasser umfasst, und wobei dieser oder irgendein Behälter an einen Wärmeaustauscher angeschlossen ist, der dazu bestimmt ist, das Fluid in Wasser umzuwandeln, dadurch bemerkenswert, dass die an den Wärmeaustauscher angeschlossene Wärmequelle ein thermochemischer Reaktor ist.
Auf diese Weise kann der Dampferzeuger autonom funktionieren.
Gemäß der Erfindung besteht der thermochemische Reaktor aus einem ersten Behälter zur Aufnahme eines Reagenzmittels, welches eine exothermische Reaktion erzeugt, wenn es mit einem anderen, in einem zweiten Behälter befindlichen Reagenzmittel kombiniert wird, wobei der Wärmeaustauscher ein Gehäuse umfasst, in welchem der erste Behälter angeordnet ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der erste Behälter koaxial zum Gehäuse angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das erste Reagenzmittel aus einer Kalziumchlorid-Zusammensetzung und expandiertem Naturgraphit, und das andere Reagenzmittel ist ein Ammoniakgas.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Gehäuse aus Metall.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gehäuse eine Öffnung, die zur Diffusion des Dampfes an eine Entlüftungsklappe angeschlossen ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Gehäuse eine Öffnung, die an ein Leitungsrohr angeschlossen ist, dessen freies Ende in ein Gehäuse einer Klimaanlage einmündet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das freie Ende des Leitungsrohres mit einem Diffusor versehen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse mit einer Überdruckklappe versehen, welche dazu bestimmt ist, dass das Fluid bei seiner Verdampfung in dem Gehäuse unter Dampfdruck gehalten wird.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Behälter über eine Rohrleitung mit dem Wärmeaustauscher verbunden, wobei die Rohrleitung mit einem Ventil zur Regulierung der Fluidleistung zum Wärmeaustauscher versehen ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das oder sind die Ventile) motorisiert und werden von einer Steuereinheit gesteuert, welche die Regelung der vom Dampferzeuger erzeugten Dampfleistung gestattet.
Die oben genannten Ausführungsformen der Erfindung, sowie weitere Ausführungsformen erscheinen klarer bei der Lektüre der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei sich die Beschreibung auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Dampferzeugers; und
2 eine Schnittansicht eines an ein Gehäuse einer erfindungsgemäßen Klimaanlage angeschlossenen Dampferzeugers.
Der in 1 dargestellte Dampferzeuger 100 dient der Erzeugung von Dampf zur Befeuchtung der Luft in einem zu klimatisierenden Raum, in welchem er installiert ist.
Der Dampferzeuger 100 besteht insbesondere aus einem Behälter 110 und einem Wärmeaustauscher 210.
Der Behälter 110 enthält ein Fluid E auf der Basis von Wasser. An seinem tiefsten Punkt ist er mittels einer Rohrleitung 120 an den Wärmeaustauscher 210 angeschlossen, um den Abfluss des Fluids E zum Wärmeaustauscher 210 hin zu gestatten. Ein Ventil 130 ist in der Rohrleitung 120 angeordnet, um die Menge an Fluid E zum Wärmeaustauscher 210 hin regeln zu können. Damit der Abfluss des Fluids E zum Wärmeaustauscher 210 erfolgen kann, ist der Behälter 110 oberhalb des Wärmeaustauschers 210 angeordnet, oder er wird mit Druck beaufschlagt.
Der Wärmeaustauscher 210 umfasst ein Gehäuse 220, welches in 1 zylindrisch ausgebildet ist. Dieses Gehäuse 220 ist dazu bestimmt, das Fluid E aufzunehmen, damit dieses dort in Dampf umgewandelt und somit auch als Befeuchtungsmittel verwendet werden kann. Dieses Gehäuse 220 ist vom isothermischen Typ. Es besitzt auch eine Öffnung 222, die an eine Entlüftungsklappe 224 angeschossen ist, welche dazu dient, die Diffusion des vom Dampferzeuger 100 produzierten Dampfes in den Raum abzugeben, in dem er installiert ist. Die Entlüftungsklappe 224 oder die Öffnung 222 können bei einer in 1 dargestellten Ausführungsform mit einer Überdruckklappe 226 versehen sein, die dazu dient, das Fluid E während seiner Verdampfung in dem Gehäuse 220 unter Dampfdruck zu halten.
Der Wärmeaustauscher 210 ist mit einer Wärmequelle verbunden, die vorzugsweise ein thermochemischer Reaktor 230 ist. Dieser thermochemische Reaktor 230 ist beispielsweise ein Reaktor des Typs Feststoff/Gas, welcher endothermisch reversibel arbeiten kann, um seine Regeneration zu gestatten.
Er umfasst einen ersten Behälter 240, der an den Wärmeaustauscher 210 angeschlossen ist und einen zweiten Behälter 250, die beide hermetisch abgeschlossen sind.
Dieser erste Behälter 240 zeigt gute Eigenschaften thermischer Leitfähigkeit. Er besteht vorzugsweise aus Metall. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Behälter 240 in dem Gehäuse 220 angeordnet und vorzugsweise koaxial zu diesem. Auf diese Weise kann auch das Fluid E zwischen dem Gehäuse 220 und dem ersten Behälter 240 eingeschlossen gehalten werden. Dieser ist dazu bestimmt, ein Reagenzmittel A aufzunehmen, wie beispielsweise eine Zusammensetzung aus Kalziumchlorid und expandiertem Naturgraphit, wodurch eine exothermische Reaktion erzeugt wird, wenn es mit einem anderen Reagenzmittel B, wie beispielsweise ein Ammoniakgas, kombiniert wird, welches in dem zweiten Behälter 250 enthalten ist. Wenn das Reagenzmittel B mit dem im ersten Behälter 240 enthaltenen Reagenzmittel A zusammengeführt werden soll, werden die beiden Behälter 240 und 250 über eine mit einem Ventil versehene Rohrleitung 232 verbunden.
Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform sind die Ventile 130 und/oder 234 vom motorisierten Typ und werden von einer Steuereinheit gesteuert, die die Regulierung der vom Dampferzeuger 100 produzierten Dampfmenge gestattet.
Der Dampferzeuger 100 ist in dem zu klimatisierenden Raum installiert. Ein Fluid auf der Basis von Wasser wird in den Behälter 110 eingelassen, und der thermochemische Reaktor 230 wird funktionsfähig gemacht.
Das Ventil 130 ist offen und so geregelt, dass das Fluid E gemäß einer vorbestimmten Durchlaufmenge zum Wärmeaustauscher 210 fließen kann.
Das Ventil 234 ist ebenfalls offen und so geregelt, dass es eine genau bemessene Menge des in dem zweiten Behälter 250 enthaltenen Reagenzmittels B in den ersten Behälter 240 zur Reaktion mit dem Reagenzmittel A durchlässt und damit eine exothermische chemische Reaktion in dem ersten Behälter 240 auslöst. Die Temperatur des ersten Behälters übersteigt dann die Siedetemperatur des Fluids E. Dieses verdampft progressiv und entweicht durch die Öffnung 222 in der Entlüftungsklappe 224, wodurch der erzeugte Dampf zur Befeuchtung der Luft in dem Raum diffundiert wird.
Der erfindungsgemäße Dampferzeuger kann selbständig funktionieren, ohne dass er an eine elektrische Stromquelle als Heizenergie angeschlossen werden muss.
In 2 ist eine Ausführungsvariante eines Dampferzeugers 100 dargestellt. Er ist dazu bestimmt, an eine Ummantelung G einer Klimaanlage, und insbesondere einer Klimaanlage eines Luftfahrzeugs, angeschlossen zu werden. Zu diesem Zweck ist ein Leitungsrohr 228 mit einem Ende an die Öffnung 222 angeschlossen und mündet mit seinem anderen, mit einem Diffusor 229 versehenen Ende, in die Ummantelung G. Es ist ersichtlich, dass der Diffusor 229 in Parallelrichtung zum Luftstrom in der Ummantelung G ausgerichtet ist, wie in 2 durch den Pfeil C gezeigt.
Beim Betrieb des Dampferzeugers 100 wird das verdampfte Fluid E in die Ummantelung G abgeleitet.
Das Leitungsrohr 228 kann auch mit einer Überdruckklappe 226 versehen sein.

Claims

Dampferzeuger (100) zum Befeuchten von Luft in einem Raum oder in einer Klimaanlage, insbesondere in einem Luftfahrzeug, wobei der Dampferzeuger (100) wenigstens einen Behälter (110) zur Aufnahme eines Fluids (E) auf der Basis von Wasser umfasst, wobei der oder jeder Behälter (110) an einen Wärmeaustauscher (210) angeschlossen ist, der das Fluid (E) in Dampf umwandelt, wobei die mit dem Wärmeaustauscher (210) verbundene Wärmequelle ein thermochemischer Reaktor (230) ist, welcher aus einem ersten Behälter (240) zur Aufnahme eines Reagenzmittels (A) besteht, welches eine exothermische Reaktion erzeugt, wenn es mit einem anderen Reagenzmittel (B) kombiniert wird, welches sich in einem zweiten Behälter (250) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeaustauscher (210) von einem Gehäuse (220) umgeben ist, in welchem der erste Behälter (240) angeordnet ist.
Dampferzeuger (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Behälter (240) koaxial zum Gehäuse (220) angeordnet ist.
Dampferzeuger (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Reagenzmittel (A) eine Zusammensetzung aus Kalziumchlorid und expandiertem Naturgraphit, und das Reagenzmittel (B) ein Ammoniakgas ist.
Dampferzeuger (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (220) aus Metall besteht.
Dampferzeuger (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (220) eine Öffnung (222) umfasst, die mit einer Entlüftungsklappe (224) zur Diffusion des Dampfes verbunden ist
Dampferzeuger (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (229) eine Öffnung (222) umfasst, die mit einem Leitungsrohr (228) verbunden ist, dessen freies Ende in eine Ummantelung (G) einer Klimaanlage einmündet.
Dampferzeuger (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende des Leitungsrohrs (228) mit einem Diffusor (229) versehen ist.
Dampferzeuger (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (220) mit einer Überdruckklappe (226) versehen ist, welche dazu bestimmt ist, dass das Fluid (E) bei seiner Verdampfung in dem Gehäuse (220) unter Dampfdruck gehalten wird.
Dampferzeuger (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (110) über eine Rohrleitung (120) mit dem Wärmeaustauscher (210) verbunden ist, wobei die Rohrleitung mit einem Ventil (130) zur Regulierung der Fluidleistung (E) zum Wärmeaustauscher (210) versehen ist.
Dampferzeuger (100) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile (130) und/oder (234) motorisiert sind und von einer Steuereinheit gesteuert werden, welche die Regelung der vom Dampferzeuger (100) erzeugten Dampfleistung gestattet.