DK142133B - Apparat til tørring af komprimeret gas. - Google Patents

Description

i 142133

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til tørring af komprimeret gas, og som omfatter en varmeveksler til gassens køling, en kondensator til fortørring af gassen og en tørreindretning, som har en sorptionszone og en desorptionszone.

Ved komprimering af en gasart øges damptrykket for den i gassen indeholdte fugtighed og dermed gassens dugpunkt, som når det hæves over omgivelsernes temperatur, bevirker en kondensering af fugtigheden. Por at undgå at den kondenserede fugt eller isdannelse skal føre til driftsvanskeligheder, er det kendt at tørre gassen. Derved gennemstrømmer gassen, der skal tørres, en tørreindretnings sorptionseller tørrezone, som det kendes fra beskrivelsen til USA patentskrift nr. 3.176.446 og bliver fra gasstrømmen, før dennes indstrømning i sorpt ionszonen, af grenet i en delstrøm, som ledes gennem tørreindretningens desorptionseller regenereringszone til regenerering af tørreindretningen, hvorpå fugtigheden umiddelbart efter fjernes fra delstrømmen i en kondensator, og delstrømmen forenes igen med hovedstrømmen før indstrømningen i tørreindretningen.

Delstrømmen kan i givet fald blive opvarmet før dens indstrømning i desorptionszonen. Dette anlæg har en energimæssig forholdsvis ringe virkningsgrad, fordi delstrømmens tryk formindskes, og der efter kondensatoren findes en kompressor, som forøger trykket i delstrømmen så meget, at foreningen med hovedstrømmen bliver mulig. Alligevel er trykforskellen for gassen i tørreindretningens sorptionszone og desorptionszone stadig forholdsvis stor, således at der må stilles høje krav til tætningsorganeme.

Apparat et ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at der til en delstrøm af den fra sorptionszonen udstrømmende gasmængde findes en afgrening, som via varmeveksleren fører til tørreindretningens desorptionszone og derpå til ledningen med t42133 2 den komprimerede gas. Derved tilvejebringes et apparat, som på enkel vis og ved høj virkningsgrad tørrer komprimeret gas.

Som følge af, at delstrømmen til regenerering af tørreindretningen afgrenes fra hovedstrømmen efter dennes udstrømning fra sorptionszonen, kan der opnås en højere tørringsvirkningsgrad. Tryktabet i delstrømmen er forholdsvis lille. Apparatet er forholdsvis simpelt i opbygning og anvendelse.

Endvidere kan man med enkle midler automatisk fastholde dugpunktet af de tørrede gasser inden for et område på nogle få grader, uafhængigt af trykket og af dugpunktet før kompressionen.

Som følge af, at delstrømmen efter afgreningen fra hovedstrømmen ledes gennem varmeveksleren, bliver delstrøm— mængden opvarmet til forøgelse af tørringens virkningsgrad, samtidig med at temperaturen for den til apparatet tilførte komprimerede gas mindskes til nær mætningspunktet og derved bevirker en mere effektiv affugtning i kondensatoren. Varmetilførsel udefra er ikke nødvendig.

I en hensigtsmæssig udførelsesform for opfindelsen er der anbragt en varmeveksler til modtagelse af varme fra den komprimerede gas mellem kondensatoren til fortørring og sorptionszonen. Derved bliver den relative fugtighed i den • fra kondensatoren kommende gas noget lavere, og en dråbeeller tågedannelse undgås. Når gassen derpå kommer ind i sorptionszonen -undgås en for kraftig befugtning af tørreindretningen .

Ved en anden hensigtsmæssig udførelsesform fører afgreningen via en strålepumpe til ledningen med den komprimerede gas. Strålepumpen bevirker en selvregulering. Hvis gennemstrømningsmængden øges for den gas, der skal tørres, udsuges en større delstrømmængde. Derved kan forholdet mellem del- og hovedstrøm holdes på en bestemt værdi.

142133 3

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret tinder henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et apparat ifølge opfindelsen til tørring, og fig. 1A. en modificeret udførelsesform.

I fig. 1 er et apparat 10 tilsluttet en kompressor 12 via en gasledning 26. Den komprimerede gas strømmer først gennem flere varmevekslere 20,22 og 24 og afgiver derved varme, indtil den er afkølet til nær dugpunktet, og den relative fugtighed er omtrent 100£, dvs. nænner sig mætning. Derpå ledes den komprimerede gas i ledningen 26 til en olietågeudskiller 27 i form af et filter og dernæst ind i en til fortørring beregnet kondensator 28, hvis kølespiraler 30 gennemstrømmes af et kølemedium. Den kondenserede fugt aftappes via en kondensatledning 32.

Den komprimerede gas kommer gennem et rør 34 tilbage i varmeveksleren 22, hvor den opvarmes noget af gassen, der strømmer gennem røret 26. Derved nedsættes gassernes relative fugtighed noget, således at en dråbe- eller tåge-dannelse undgås i gasserne, der kommer fra kondensatoren, og dermed modvirkes en ødelæggelse af tørreindretningen 38.

Tørreindretningen 38 består i hovedssigen af en via en motor 40 drevet tromle, som er opdelt i en sorptions- eller tørrezone 42 og en desorptions- eller regenereringszone 44. Gassen strømmer via gasledningen 36 fra varmeveksleren 22 ind i tørreindretningen 38's sorptionszone 42. Efter gassens udgang fra sorptionszonen 42 afgrenes fra ledningen 36,50 en afgrening 48. ledningen 50 fører til varmeveksleren 24 og derfra til en trykbeholder 14, hvortil forbrugeren er tilsluttet. Den komprimerede gas i ledningen 26 afkøles som nævnt i varmeveksleren 24 til en temperatur, der ligger nærmere dugpunktet, således at kondensatoren 28 kan fjerne en større mængde fugt fra den komprimerede gas.

142133 4 I tørreindretningens sorptions zone 42 er gassens dugpunkt blevet sænket til en meget lav værdi. Den fra ledningen 36, 50 af grenede delstrøm strømmer via afgreningen 48, varmeveksleren 20 og afgreningen 46 ind i desorptionszonen 44 i tørreindretningen 38. Delstrømmen opvarmes således i varmeveksleren 20 og er i besiddelse af en høj temperatur samt eb meget lavt damptryk, hvorved tørreindretningen regenereres effektivt.

Efter at delstrømmens gas har fjernet fugt fra desorptionszonen 44, strømmer den via afgreningsledningen 46 til en i ledningen 26 mellem varmevekslerne 20 og 22 anbragt strålepumpe 51. I ledningen 46 findes endvidere en ventil 52, hvormed forholdet mellem gassens delstrømsmængde og totalmængde kan reguleres. Derved kan forskellige dugpunkter og totalmængder indstilles. Delstrømmens gas har praktisk taget samme tryk og specifikke rumfang som den samlede gasmængde, men har et væsentligt lavere dugpunkt. Tørreindretningen 38 bevirker ikke en fuldstændig fjernelse af fugtigheden. Tørreindretningen 38 tjener snarere til i forbindelse med kredsløbet at absorbere fugtighed fra en stor gasmængde og at afgive denne fugtighed til en mindre gasmængde. Derved kan dugpunktet for gassen, der forlader apparatet, sænkes væsentligt mer^ end det er muligt med en kondensator alene. Ved at koncentrere en stor gasmængdes fugtighed i en mindre gasmængde hæves desuden den mindre gasmængdes dugpunkt så meget, at kondensatoren bedre kan fjerne fugten.

I virkeligheden er det muligt med dette apparat at sænke dugpunktet for den afgivne gas betydeligt under temperaturen af selve kondensatorkølemidlet. Dette er særligt vigtigt, eftersom kondensatorens kølemiddel er det eneste fugtudskillende element i systemet. I virkeligheden har det været muligt at nedsætte dugpunktet for luft fra 58°C til under -29°C ved at bruge kondensatorkølevand med en tilgangstemperatur på 14 C. Dette er derfor særligt vigtigt, eftersom anvendelse af ovennævnte kondensation 142133 5 til af flygtnings formål ikke kan sænke dugpunktet under 0°C.

Dette skyldes, at fugten, der udskilles fra gassen, øjeblikkeligt fryser på kondensatorens kølespiral, hvorved disses varmeoverføring nedsættes, og den frie strøm af gas gennem kondensatoren mindskes. I det forklarede kredsløb er tørreindretningen 38's funktion derimod således afpasset til kondensatoren 28's funktion, at de begge kommer til at arbejde i et effektivt arbejdsområde.

En yderligere fordel ligger i opvarmningen af gassen ved den lavere temperatur fra kondensatoren 28 i varmeveksleren 22, hvorved den netop komprimerede, varme gas i ledningen 26 afkøles til en tilstand, hvori kondensering kan ske. Følgelig behøves kun en ringe mængde kølemiddel i kølespiralerne til sænkning af gassens temperatur uden kondensation til dugpunktet. Da temperaturen ved indstrømningen af denne gas i kondensatoren 28 er bragt ned til nær dugpunktet, bevirker den af kondensatorens kølemiddel frembragte køling en bedre og bedre kondensering af gassens fugt. Det vil sige, at kondensatoren kan anvende størsteparten af sin varmebortledningsevne til fjernelse af den bundne varme i stedet for til fjernelse af den følelige varme. Derudover behøver apparatet ud over afkølingen i kondensatoren ingen yderligere varmeenergi, og ud over drivenergi til rotation af tørreindretningen 38 behøves ingen mekanisk energi.

I den mdrede udførelsesform i fig. 1A opdeles de tørrede gasser, der har passeret gennem sorptionszonen 42 i tørreindretningen 38, ikke i afgreningen 48 og ledningen 50, men bliver i stedet ført via ledningen 36 til varmeveksleren 24. Derefter deles de i to afgreninger 26a og 46a. Via afgreningen 26a strømmer en del af gasserne til trykbeholderen 14, medens den anden del af gasserne ledes via ledningen 46a ind i varmeveksleren 20 til en yderligere opvarmning. Sidstnævnte del ledes derpå tilbage gennem desorptionszonen 44 i tørreindretningen 38. Den nu fugtholdige gasdel indføres ved strålepumpen 51 i den tilførte gas i ledningen 26. Det fremgår heraf, at de