DE69906871T2

DE69906871T2 - Trocknergehäuse

Info

Publication number: DE69906871T2
Application number: DE69906871T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Guiragossian
Original assignee: Thales Avionics SAS
Current assignee: Thales Avionics SAS
Priority date: 1998-05-15
Filing date: 1999-05-07
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2019-05-08
Also published as: FR2778584A1; FR2778584B1; JP2000039265A; CA2272210A1; US6110261A; EP0964209A1; DE69906871D1; EP0964209B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Entfeuchtung eines Gehäuses in Verbindung mit einer Außenumgebung mit variablem Druck mit dem Ziel, es unterhalb einer bestimmten Schwelle eines Taupunkts zu halten, um unter den normalen Verwendungsbedingungen das Auftreten von Kristallen oder von Kondensation zu vermeiden. Es ist tatsächlich in bestimmten Gehäusen in Verbindung mit der Außenumgebung mit variablem Druck, insbesondere jenen, die optische Projektionssysteme enthalten, wichtig, das Auftreten von Kristallen oder von Kondensationsdampf, die die Ausbreitung der Lichtstrahlen stören können, zu vermeiden.
Dazu ist es bekannt, an der Öffnung zur Verbindung eines Gehäuses mit der Außenumgebung einen Trockner anzubringen, der aus einer zur Außenumgebung offenen und mit Trocknungskörnchen gefüllten Vorkammer besteht. Die Luft, die das Gehäuse der Außenumgebung infolge von Druckänderungen entnimmt, wird folglich entwässert, bevor sie in sein Inneres gelangt.
In der Praxis stößt man auf verschiedene Nachteile, und insbesondere auf die Tatsache, daß der Trockner zunächst an der Öffnung des Gehäuses angebracht und von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden muß, um seine Körnchen zu regenerieren, und daß bei diesen Gelegenheiten das Gehäuse durch seine Öffnung mit der Außenumgebung in direkter Verbindung steht, was es erfordert, es jedesmal durch eine Spülung mit Hilfe eines trockenen Gases zu spülen.
Es stellt sich außerdem heraus, daß die Trocknungskörnchen schlecht genutzt werden, wenn sie einfach in einer Vorkammer angehäuft sind, die vor der Öffnung eines zu entwässernden Gehäuses angeordnet ist, da die Luftzirkulation bevorzugten Wegen folgt, was zu einer inhomogenen Feuchtigkeitssättigung der Körnchen führt, was es erfordert, die Körnchen zu regenerieren, weit bevor sie alle mit Feuchtigkeit gesättigt sind.
Aus dem Dokument EP-A-365 066 ist ein Trockner bekannt, der Innenwände enthält, die die Luft daran hindern, einem direkten Weg zu folgen.
Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die vorstehend genannten Nachteile zu beseitigen, um ein Trocknergehäuse zu erhalten, das einfach und mit wenig Mühe zu warten ist.
Sie hat als Gegenstand ein Trocknergehäuse mit einem eigentlichen Gehäuse in Verbindung mit der Außenumgebung durch eine Öffnung, die mit einer abnehmbaren Vorkammer versehen ist, die mit Trocknungskörnchen gefüllt ist. Dieses Trocknergehäuse ist insofern bemerkenswert, als es zwischen der Öffnung des eigentlichen Gehäuses und der abnehmbaren Vorkammer, die mit Trocknungskörnchen gefüllt ist, ein Ventil aufweist, das in der Ruhegestellung geschlossen ist und durch das Anbringen der mit Trocknungskörnchen gefüllten Vorkammer an der Öffnung des eigentlichen Gehäuses geöffnet wird, und daß die mit Trocknungskörnchen gefüllte Vorkammer eine Schikane enthält, die die Luft daran hindert, einem direkten Weg zu folgen, und sie dazu zwingt, auf die Mehrheit der Trocknungskörnchen zu treffen.
Vorteilhafterweise weist die mit Trocknungskörnchen gefüllte Vorkammer an den beiden Enden ihrer Schikane Filter auf, die die Trocknungskörnchen in der Schikane halten und die Ausbreitung von Staub, der von der Erosion der Körnchen stammt, vermeiden.
Vorteilhafterweise umfaßt die mit Trocknungskörnchen gefüllte Vorkammer an dem Ende ihrer Schikane, das zur Öffnung gerichtet ist, welche sie mit dem eigentlichen Gehäuse in Verbindung bringt, ein einfach wirkendes Ventilelement zum Einlaß in das Gehäuse, das sich in der Phase der Kompression des Innenvolumens des eigentlichen Gehäuses öffnet, und ein einfach wirkendes Ventilelement zum Zurückdrängen aus dem Gehäuse, das sich in der Phase der Dekompression des Innenvolumens des eigentlichen Gehäuses öffnet und das Gehäuse direkt mit der Außenumgebung durch eine Lüftungsöffnung parallel zur Schikane in Verbindung bringt.
Vorteilhafterweise ist die Schikane der mit Trocknungskörnchen gefüllten Vorkammer konvergent, wobei ein vertikaler Querschnitt so verläuft, daß er sich in der Richtung der Öffnung des Gehäuses verengt.
Vorteilhafterweise enthält die mit Trocknungskörnchen gefüllte Vorkammer eine konvergente Schikane und ein einfach wirkendes Ventilelement zum Zurückdrängen aus dem Gehäuse, das sich in der Phase der Dekompression des Gehäuses öffnet und das Gehäuse direkt mit der Außenumgebung durch eine Lüftungsöffnung parallel zur Schikane in Verbindung bringt.
Vorteilhafterweise ist die mit Trocknungskörnchen gefüllte Vorkammer mit Mitteln zur Kontrolle der Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen versehen.
Vorteilhafterweise ist die mit Trocknungskörnchen gefüllte Vorkammer mit visuellen Mitteln zur Kontrolle der Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen versehen, die aus einem Fenster bestehen, das die Trocknungskörnchen sehen läßt, die an dem Ende der Schikane angeordnet sind, das zur Öffnung des Gehäuses gerichtet ist.
Vorteilhafterweise ist die mit Trocknungskörnchen gefüllte Vorkammer mit elektronischen Mitteln zur Kontrolle der Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen mit zwei Meßelektroden versehen, die mit den Trocknungskörnchen in Kontakt kommen, die an dem Ende der Schikane angeordnet sind, das zur Öffnung des Gehäuses gerichtet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung einer Ausführungsform, die als Beispiel gegeben wird, hervor. Diese Beschreibung wird mit Bezug auf die Zeichnung durchgeführt, in welcher gilt:
1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Trocknergehäuses im Schnitt,
2 ist eine Schnittansicht einer konvergenten Schikane, die mit Trocknungskörnchen gefüllt ist und die zum Kanalisieren der in das Gehäuse eingeführten Luft verwendet wird, und
3 und 4 sind schematische Ansichten von verschiedenen Varianten einer Vorkammer, die an die Öffnung angefügt ist, die das Innenvolumen eines erfindungsgemäßen Trocknergehäuses mit der Außenumgebung in Verbindung stehen läßt, die als Behälter für Trocknungskörnchen dient und die mit Mitteln zur Kontrolle des Sättigungszustands der Trocknungskörnchen und mit Mitteln zur Kontrolle der Luftzirkulation durch die Öffnung versehen ist.
Man In 1 ist ein eigentliches Gehäuse 1 in Verbindung mit der Außenumgebung durch eine Öffnung 2 erkennbar, um ein Druckdifferential zwischen seinem Innenvolumen und der Außenumgebung zu vermeiden, welches es implodieren oder explodieren lassen kann. Dieses eigentliche Gehäuse 1 kann einen Luftstrom mit der Außenumgebung unter der Wirkung von Druckänderungen dieser Außenumgebung austauschen. Um zu verhindern, daß dieser Austausch des Luftstroms zu einer Verunreinigung des Innenvolumens des eigentlichen Gehäuses 1 durch feuchte Luft führt, die die Schwelle des Taupunkts absenken kann, ab dem der Wasserdampf kondensiert, und um die Störungen wie die Kristalle oder die Kondensation auf dem Weg eines optischen Strahls, der das Innenvolumen des eigentlichen Gehäuses 1 durchläuft, zu vermeiden, muß eine Entfeuchtung des eintretenden Luftstroms durchgeführt werden. Dies wird in bekannter Weise dadurch erreicht, daß dieser Luftstrom eine Vorkammer 3 durchquert, in welcher er mit Trocknungskörnchen 4 in Kontakt gebracht wird, wie Körnchen, die unter der eingetragenen Marke Silikagel bekannt sind und die ihre Farbe von Hellblau zu Blaßrosa ändern, wenn sie sich mit Feuchtigkeit durchsetzen.
Die Trocknungskörnchen 4, die die Vorkammer 3 des Trockners füllen, müssen regeneriert werden, wenn sie mit Feuchtigkeit gesättigt sind, um ihr Absorptionsvermögen für die Feuchtigkeit wiederherzustellen. Dies erfordert einen regelmäßigen Ausbau der Vorkammer 3. Um zu vermeiden, daß das Innenvolumen des eigentlichen Gehäuses 1 mit feuchter Luft bei den Demontagen der Vorkammer 3 des Trockners verunreinigt werden kann, ist die Öffnung 2 des eigentlichen Gehäuses 1 mit einem Ventil 5 ausgestattet, das in der Ruhestellung geschlossen ist und durch die Ankopplung der Vorkammer 3 an der Öffnung 2 geöffnet wird, wobei die Vorkammer 3 beispielsweise mit einem Stutzen mit den Innenabmessungen der Öffnung 2 ausgestattet ist, dessen Nase das Ventil 5 in die offene Stellung drückt, während es durch eine Feder 6 in die geschlossene Stellung zurückgestellt wird.
Die Vorkammer 3 ist an ihren Öffnungen 8 zur Außenumgebung und zur Öffnung 2 des eigentlichen Gehäuses 1 mit Filtern 9 versehen, deren Zweck darin besteht, die Trocknungskörnchen 4 in ihrem Inneren zu halten und auch den Staub aufgrund der Erosion der Trocknungskörnchen abzufangen.
Das Innenvolumen der Vorkammer 3, die die Trocknungskörnchen 4 enthält, ist durch eine Unterteilung 7 in einer Schikane angeordnet, die von einer Öffnung 8 zur Außenumgebung bis zur Öffnung 2 des eigentlichen Gehäuses 1 führt. Diese Schikane hat den Vorteil, den Weg der Luft im Inneren der Vorkammer 3 zu verlängern, damit sie auf ein Maximum von Trocknungskörnchen treffen kann. Ohne diese würde die Luft bevorzugten Wegen folgen, was zu einer schnellen Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen auf diesen Wegen und zu einer Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen von quasi null außerhalb dieser Wege führen würde, was es erfordern würde, den Trockner zu regenerieren, weit bevor alle seine Körnchen mit Feuchtigkeit gesättigt sind.
2 zeigt die bevorzugte Form einer Schikane im Schnitt. Diese ist konvergent. Ihr vertikaler Querschnitt verläuft so, daß er von einer großen Öffnung 10 zur Außenumgebung bis zu einer engen Mündung 11 zur Öffnung 2 des Gehäuses 1 abnimmt. Im Unterschallbereich, was in der Praxis immer der Fall ist, beschleunigt sich die Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids entlang eines Kanals mit konvergenter Form. Somit nimmt die Geschwindigkeit der Luft zur Verdichtung in der Richtung des Innenvolumens des eigentlichen Gehäuses 1 entlang der Schikane zu, was günstig ist, da die Fähigkeit der Trocknungskörnchen, die Wassermoleküle einzufangen, mit der Geschwindigkeit der Luft, die sie streift, zunimmt.
Die 3 und 4 stellen in schematischer Weise verschiedene mögliche Anordnungen für die Vorkammer 3, die die Trocknungskörnchen 4 enthält, dar.
In 3 weist die Vorkammer 3, die die Trocknungskörnchen enthält, zwei Öffnungen 8 und 12 zur Außenumgebung und eine Öffnung 13 zum Zugang zur Öffnung 2 des eigentlichen Gehäuses 1 auf. Die erste Öffnung 8 zur Außenumgebung ist eine Öffnung zum Einlassen von Luft. Sie führt durch eine Schikane 14, die mit Trocknungskörnchen gefüllt ist und an ihren Enden durch Filter 15, 16 geschlossen ist, und durch ein einfach wirkendes Ventilelement 17 zum Einlassen zur Öffnung 13 zum Zugang zur Öffnung 2 des eigentlichen Gehäuses 1. Die zweite Öffnung 12 zur Außenumgebung ist eine Lüftungsöffnung zum Zurückdrängen von Luft, die die Schikane 14 umgeht und die durch ein einfach wirkendes Ventilelement 18 zum Zurückdrängen mit der Öffnung 2 des eigentlichen Gehäuses 1 verbunden ist. Zusätzlich zu diesen Elementen ist die Vorkammer 3 mit einem Bullauge 19 versehen, das es ermöglicht, die Trocknungskörnchen zu sehen, die sich am Ausgang der Schikane 14 auf der Seite der Öffnung 13 befinden, die Zugang zur Öffnung 2 des eigentlichen Gehäuses 1 gewährt. Dieses Bullauge 19 ermöglicht es, durch ihre Farbänderung den Zustand der Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen zu kontrollieren, die sich als letzte mit Feuchtigkeit sättigen, da sie sich am Ende der Schikane befinden.
Die 4 unterscheidet sich von der 3 dadurch, daß das Bullauge zur visuellen Kontrolle des Zustands der Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen gegen einen elektronischen Feuchtigkeitsmesser 20 mit einer Leuchtdiodenanzeige 21 und zwei Meßelektroden 22, 23 ausgetauscht wurde, die in der Nähe der Trocknungskörnchen angeordnet sind, die sich am Ausgang der Schikane 14 auf der Seite der Öffnung 13 befinden, die Zugang zur Öffnung 2 des eigentlichen Gehäuses 1 gewährt. Dieser elektronische Feuchtigkeitsmesser ermöglicht eine viel genauere Kontrolle des Prozentsatzes der Feuchtigkeitssättigung als eine visuelle Kontrolle, da die Bewertung der Farbänderung der Trocknungskörnchen, des Übergangs von hellblau zu blaßrosa, ziemlich schwierig ist.
Die Verwendung einer Lüftungsöffnung, die die Schikane umgeht, in Kombination mit einem einfach wirkenden Ventilelement zum Zurückdrängen ist nicht zwingend, aber sehr empfohlen, um es zu vermeiden, die Geschwindigkeit bei der Dekompression des eigentlichen Gehäuses 1 durch die Druckverluste der Schikane im Fall eines plötzlichen Abfalls des Drucks der Außenumgebung zu verschlechtern. Wenn eine derartige Verwendung vorgesehen ist, wird der Eichwert des Ventilelements zum Zurückdrängen in Abhängigkeit vom Druckverlust, der für den Kreislauf zum Zurückdrängen angestrebt wird; gewählt.
In derselben Weise ist die Verwendung eines einfach wirkenden Ventilelements zum Einlassen in Reihe mit der Schikane nicht unentbehrlich. Die Eichung eines Ventilelements zum Einlassen gibt tatsächlich ein einfaches Mittel zum Einstellen des Druckverlusts des Kreislaufs zum Einlassen. Es gibt aber andere Mittel zum Einstellen des Druckverlusts des Kreislaufs zum Einlassen, beispielsweise die Dimensionierung der Schikane, vor allem wenn sie konvergent ist, da sie folglich einen Druckverlust aufweist, der höher ist als jener einer Schikane mit konstantem Querschnitt. Das Weglassen des Ventilelements zum Einlassen vereinfacht gewöhnlich den Trockner, führt zu einem Kostenvorteil sowohl hinsichtlich der Herstellungskosten als auch hinsichtlich der Wartungskosten und steigert seine Zuverlässigkeit beachtlich.

Claims

Trocknergehäuse mit einem eigentlichen Gehäuse (1) in Verbindung mit der Außenumgebung durch eine Öffnung (2), die mit einer abnehmbaren Vorkammer (3) ausgestattet ist, welche mit Trocknungskörnchen (4) gefüllt ist, wobei das Gehäuse zwischen der Öffnung (2) des eigentlichen Gehäuses (1) und der mit Trocknungskörnchen (4) gefüllten abnehmbaren Vorkammer (3) ein Ventil (5) aufweist, das in der Ruhestellung geschlossen ist und durch das Anbringen der mit Trocknungskörnchen (4) gefüllten Vorkammer (3) an der Öffnung (2) des eigentlichen Gehäuses (1) geöffnet wird, und die mit Trocknungskörnchen (4) gefüllte Vorkammer (3) eine Schikane (7, 14) enthält, die die Luft daran hindert, einem direkten Weg zu folgen, und sie zwingt, auf die Mehrheit der Trocknungskörnchen (4) zu treffen.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Trocknungskörnchen (4) gefüllte Vorkammer (3) an den beiden Enden ihrer Schikane (7, 14) Filter (9, 15, 16) aufweist, die die Trocknungskörnchen (4) in der Schikane (7, 14) halten und die Ausbreitung von Staub, der von der Erosion der Trocknungskörnchen (4) stammt, vermeiden.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Trocknungskörnchen (4) gefüllte Vorkammer (3) an dem Ende ihrer Schikane (7, 14), das zur Öffnung (2) gerichtet ist, welche sie mit dem eigentlichen Gehäuse (1) in Verbindung bringt, ein einfach wirkendes Ventilelement (17) zum Eilaß in das eigentliche Gehäuse (1) aufweist, welches sich in der Phase der Kompression des Innenvolumens des eigentlichen Gehäuses (1) öffnet.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Trocknungskörnchen (4) gefüllte Vorkammer (3) an dem Ende ihrer Schikane (7, 14), das zur Öffnung (2) gerichtet ist, welche sie mit dem eigentlichen Gehäuse (1) in Verbindung bringt, ein einfach wirkendes Ventilelement (18) zum Zurückdrängen aus dem eigentlichen Gehäuse (1) aufweist, welches sich in der Phase der Dekompression des Innenvolumens des eigentlichen Gehäuses (1) öffnet und das eigentliche Gehäuse (1) direkt mit der Außenumgebung mittels einer Lüftungsöffnung (12) parallel zur Schikane (7, 14) in Verbindung bringt.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikane (7, 14) der mit Trocknungskörnchen (4) gefüllten Vorkammer (3) konvergent ist, wobei ein vertikaler Querschnitt so verläuft, daß er sich in der Richtung der Öffnung (2) des eigentlichen Gehäuses (1) verengt.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Trocknungskörnchen (4) gefüllte Vorkammer (3) eine konvergente Schikane (7, 14) und ein einfach wirkendes Ventilelement (18) zum Zurückdrängen aus dem eigentlichen Gehäuse (1) enthält, welches sich in der Phase der Dekompression des Innenvolumens des eigentlichen Gehäuses (1) öffnet und das eigentliche Gehäuse (1) mit der Außenumgebung mittels einer Lüftungsöffnung (12) parallel zur Schikane (7, 14) direkt in Verbindung bringt.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Trocknungskörnchen (4) gefüllte Vorkammer (3) mit Mitteln (19, 20) zur Kontrolle der Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen (4) versehen ist.
Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Kontrolle der Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen (4) Mittel zur visuellen Kontrolle sind, die aus einem Fenster (19) bestehen, das die Trocknungskörnchen sehen läßt, die an dem Ende der Schikane (7, 14) angeordnet sind, welches zur Öffnung (2) des eigentlichen Gehäuses (1) gerichtet ist.
Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Kontrolle der Feuchtigkeitssättigung der Trocknungskörnchen (4) elektronische Kontrollmittel (20) mit zwei Meßelektroden (22, 23) sind, die mit den Trocknungskörnchen (4) in Kontakt kommen und an dem Ende der Schikane (7, 14) angeordnet sind, das zur Öffnung (2) des eigentlichen Gehäuses (1) gerichtet ist.