EP0256306B1

EP0256306B1 - Verdunstungsbefeuchter

Info

Publication number: EP0256306B1
Application number: EP87110076A
Authority: EP
Inventors: Helmut Wulz; Klaus Maissen
Original assignee: Defensor AG
Current assignee: Defensor AG
Priority date: 1986-08-15
Filing date: 1987-07-13
Publication date: 1991-05-02
Anticipated expiration: 2007-07-13
Also published as: CH672952A5; EP0256306A3; DE3769722D1; EP0256306A2

Description

Die Erfindung betrifft einen Verdunstungsbefeuchter der im Oberbegriff von Anspruch 1 angegebenen Art.
Verdunstungsbefeuchter, bei welchen ein von der Luft durchströmter Befeuchterteil durch Wassertropfen benetzt gehalten wird, die von einem rotierenden Schleuderkörper erzeugt werden, sind schon in mehreren Ausführungen bekannt. So sind beispielweise aus der GB-A- 934432 und der US-A-3348821 solche Verdunstungsbefeuchter bekannt, bei welchen dem Befeuchterteil auch die Aufgabe zukommt, die Luft von Verunreinigungen zu befreien. Mit der befeuchteten Luft treten allerdings auch Wassertropfen aus diesen Verdundunstungsbefeuchtern aus, und es zeigt sich, dass der Austrag von Befeuchtungswasser bei anhaltendem Betrieb zunimmt, was zu einem unerwünschten und störenden Niederschlag in der Umgebung derselben führt. Die Ursache dieser Zunahme dürfte in einer durch Keimbildung hervorgerufenen Verringerung der Oberflächenspannung des im Verdunstungsbefeuchter zirkulierenden Befeuchtungswassers liegen.
Ein in der CH-A-660517 beschriebener und dargestellter Verdundunstungsbefeuchter ist durch offenkundige Vorbenutzung zu näher kommendem Stand der Technik geworden. Bei diesem, die Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 aufweisenden Verdunstungsbefeuchter wird die Luft vor dem Eintritt in den angeordneten Befeuchterteil gereinigt und damit die Neigung zur Keimbildung im zirkulierenden Befeuchtungswasser verringert. Jedoch zeigt sich bei diesem Verdunstungsbefeuchter, dass die angesaugte Luft Wassertropfen in erheblichem Ausmass mitreisst und sich beim Austritt aus dem umgebenden Gehäuse unerwünschte Ansammlungen von Befeuchtungswasser bilden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verdunstungsbefeuchter zu schaffen, der eine ausreichend tropfenfreie Luftströmung ohne Beeinträchtigung der Leistung und ohne Vergrösserung der Abmessungen desselben erzeugt.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Massnahmen nach dem Kennzeichen von Anspruch 1.
Um den Austritt von Wassertropfen durch den Ventilator zuverlässig zu vermeiden, werden demnach nicht nur eine bestimmte Grösse überschreitende Tröpfchen noch vor dem Ventilator abgefangen, sondern sich an der rotierenden Innenfläche sammelndes Befeuchtungswasser wird auch gezielt aus dem Luftkanal entfernt.
Zwar ist ein Tropfenfänger auch in dem aus der US-A-3 348 821 bekannten Befeuchter vorgesehen, der eine mit einem Ventilatorrad gemeinsam angetriebene Schleuderscheibe in koaxialer Lage umgibt. Der stationäre Tropfenfänger weist eine von der Strömung beaufschlagte Ringfläche abnehmenden Durchmessers auf und begrenzt zusammen mit der Schleuderscheibe einen ringförmigen Luftkanal. In diesem Luftkanal findet die Befeuchtung für einen Teil der geförderten Luft gleichzeitig mit der Strömungsumlenkung an der Ringfläche statt. Der durch den Luftkanal strömende Teil nimmt kleinere Tropfen mit, die denselben in Richtung der Ringfläche durchqueren. Diese Tropfen werden, soweit nicht verdunstet, zu dem in Strömungsrichtung folgenden, aus porösem Material gebildeten Ring mitgenommen und dort aufgefangen. Dem Tropfenfänger kommt demnach nicht die Aufgabe zu, die austretende Luftströmung von Aerosolen frei zu halten, sondern vielmehr aufprallende Tropfen dem Ring aus porösem Material zuzuleiten, dem Befeuchtung eines zweiten Teiles der Luft obliegt. Da nach einer gewissen Sättigung des porösen Materials Tropfen durch den Luftstrom mitgerissen und ausgetragen werden können, ist die aus dem Befeuchter austretende Luft von Aerosolen nicht frei.
Nachfolgend wird der erfindungsgemässe Verdunstungsbefeuchter anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert, die diese Ausführungsform im Vertikalschnitt zeigt.
Mit 1 ist in der Zeichnung eine rechteckige Grundplatte bezeichnet, welche einerseits ein im Grundriss etwa quadratisches Eintrittsgitter 2 und andererseits einen Vorratsbehälter 3 für Befeuchtungswasser trägt. Auf dem Eintrittsgitter 2 stützt sich ein Deckel 4 mit einem nach oben gerichteten Luftaustrittsgitter 5 sowie einem zentralen Support 6 ab. Ein Aussenläufermotor 7 ist am Support 6 befestigt und trägt an seinem Umfang ein Radialventilatorrad 8 sowie einen zu diesem koaxialen nach abwärts anschliessenden Sprühteil 9, der seinerseits ein Fördermittel 10 trägt. Der Sprühteil 9 ist von einem Befeuchterteil 11 umgeben. Zwischen dem Befeuchterteil 11 und dem Eintrittsgitter 2 ist ein Luftfilter 12 angeordnet. Grundplatte 1, Eintrittsgitter 2 und Deckel 4 bilden zusammen ein Gehäuse.
Wie aus der Zeichnung weiter ersichtlich ist, weist der Vorratsbehälter 3, der auf einem Bodenteil 1b der Grundplatte 1 steht, an seiner Unterseite einen Auslassstutzen 13 auf, der in eine Vertiefung 14 im Bodenteil 1b eingreift. Der Auslassstutzen 13 ist von einem federbelasteten Tellerventil 16 beherrscht, das in der Betriebslage des Vorratsbehälters ständig offen ist. Der Vorratsbehälter 3 ist in nicht näher dargestellter Weise mit einer nicht dargestellten luftdicht verschliessbaren Einfüllöffnung versehen.
Dem quadratischen Grundriss des Eintrittsgitters 2 entsprechend, bildet die Grundplatte 1 an den Bodenteil 1b anschliessend einen quadratischen Bodenteil 1a, der von einer Rippe 1c eingefasst ist.
Aus der Vertiefung 14 verläuft ein im Bodenteil 1a eingeformter offener, leicht abwärts geneigter Frischwasserkanal 19 in eine zum Fördermittel 10 etwa koaxiale Wassersenke 20, wobei auch der Bodenteil 1a gegen diese abwärts geneigt verläuft. Konzentrisch zur Wassersenke 20 ist im Bodenteil 1a eine Ringnut 21 vorgesehen, die den Kanal 19 schneidet und tiefer ist als dieser. In der Ringnut 21 ist ein Wasserfilter 22 angeordnet.
Zwischen der Ringnut 21 und der Wassersenke 20 trägt der Bodenteil 1a einen Kragen 23 mit Durchtrittsöffnung 24.
Das Fördermittel 10 ist durch eine Hülse 10a gebildet, die innerhalb des Kragens 23 angeordnet ist und in die Wassersenke 20 eingreift. Die Hülse 10a erweitert sich konisch nach oben und ist mit dem als Rohr 9a ausgebildeten Sprühteil 9 lösbar, vorzugsweise in dieses ansteckbar verbunden. An der Innenseite der Hülse 10a können mehrere, in der Zeichnung nicht dargestellte Leitnuten verlaufen, die in Achsialebenen der Hülse liegen.
Das Rohr 9a, das sich nach oben schwach konisch erweitert, weist an seiner Innenseite offene Verteilrillen 32 auf, die gleichmässig am Umfang verteilt in Längsrichtung des Rohres verlaufen und an einer als Schraubenlinie ausgebildeten Schleuderkante 33 ausmünden.
Mit seinem oberen erweiterten Ende 35 greift das Rohr 9a zur Herstellung einer Drehverbindung in die Nabe 53 des Ventilatorrades 8 ein und ist mit dieser lösbar, vorzugsweise steckbar, verbunden.
Zwischen dem Sprühteil 9 und dem Befeuchterteil 11 ist eine ringförmige Luftwäscherkammer 40 vorgesehen, die sich über die Höhe des Befeuchterteiles 11 erstreckt. Der Befeuchterteil 11 ist durch einen Stapel tellerförmig profilierter, kreisringförmiger Platten 41 gebildet, die perforiert sind. Der Stapel sitzt auf einem ringförmig umlaufenden Wulst 42 der Grundplatte 1 auf und erstreckt sich bis zu einem Wulst 44 an einer Trennplatte 43.
Die Platten 41 des Stapels können durch geeignete, nicht dargestellte Verbindungselemente lösbar miteinander verbunden sein, um eine Reinigung der einzelnen Platten in zerlegtem Zustand des Stapels in einfacher Weise zu ermöglichen.
Es bleibt nachzutragen, dass der Wasser-Vorratsbehälter 3 durch den Sutzen 13 nur so viel Wasser entlässt, um den Spiegel in der Wassersenke 20 auf einem bestimmten Niveau konstant zu halten. Wird der Vorratsbehälter 3 vom Bodenteil 16 der Grundplatte 1 abgehoben, so schliesst das Tellerventil 16 selbsttätig. Ebenso öffnet sich dieses Ventil 16 erst wieder, wenn der Behälter auf die Grundplatte aufgesetzt wird.
Die Trennplatte 43, die einen Einlauf 51 zum Radialventilatorrad 8 bildet, ist einstückig mit dem Eintrittsgitter 2 verbunden und durch konische Stützrippen 46 in der Grundplatte zentriert. Der Luftfilter 12, der die vier Seiten des Eintrittsgitters 2 z.B. als zusammenhängende Matte überdeckt, umschlingt den Befeuchterteil 11 und stützt sich an diesem, zum Eintrittsgitter 2 räumlich orientiert, ab.
Im Betrieb des Verdunstungsbefeuchters wird durch das vom Motor 7 angetriebene Fördermittel 10 Wasser aus der Wassersenke 20 in das Innere des Rohres 9a gefördert und über dessen Verteilrillen 32 der Schleuderkante 33 zugeleitet. Die abgeschleuderten Wassertropfen durchqueren die Luftwäscherkammer 40 und schlagen sich auf den Platten 41 des Befeuchterteils 11 nieder.
Andererseits wird vom Radialventilatorrad 8 durch das Eintrittsgitter 2 Umgebungsluft angesaugt.
Die angesaugte Luft wird beim Durchtritt durch den Luftfilter 12 einer ersten Reinigung unterzogen und gelangt darauf zwischen die Platten 41 des Befeuchterteiles, wo diese Feuchtigkeit aufnimmt.
Zusätzlich zur Feuchtigkeit, welche die Luft im Befeuchterteil 11 von den Plattenflächen 41 aufnimmt, kann sie weitere Feuchtigkeit noch in der Luftwäscherkammer 40 aufnehmen, die generell quer zur Sprührichtung des Wassers durchströmt wird. Die gereinigte und befeuchtete Luft wird vom Radialventilatorrad 8 über eine im Deckel 4 gebildete Austrittskammer 59 sowie das Austrittsgitter 5 in den Raum ausgeblasen.
Um nun den Austritt von Tropfen aus dem Befeuchtungsteil des Gerätes zu vermeiden, ist zwischen diesem und dem Radialventilatorrad 8 ein Tropfenfänger eingebaut, der allgemein mit 60 bezeichnet ist. Dieser Tropfenfänger 60, der dem zwischen Einlauf 51 und Radnabe 53 gebildeten Durchlass 52 unmittelbar vorgeschaltet ist, umfasst eine Mehrzahl von zueinander koaxialen Ringen 61. Die Ringe 61, die zwischen sich Luftkanäle 66 begrenzen, sind untereinander je durch mehrere, am Umfang verteilte radiale Rippen 62 verbunden. Der innerste Ring 61 weist seinerseits radial nach einwärts gerichtete Rippen 63 auf, die die Verbindung zu einer Mitnehmerhülse 64 herstellen. Ueber die Mitnehmerhülse 64 sind die Ringe 61 lösbar mit der Verlängerung 35 des Rohres 9a verbunden und werden von diesem angetrieben.
Die Ringe 61 weisen im Querschnitt je einen konischen Teil 61a sowie je einen zylindrischen Teil 61b auf, wobei sich der Durchmesser jedes Ringes 61 ausgehend vom zylindrischen Teil verringert. Während die zylindrischen Teile der Ringe der als Sammelkammer ausgebildeten Luftwäscherkammer 40 zugekehrt sind, weisen die konischen Teile derselben in Richtung des Durchlasses 52. An seiner Aussenseite trägt der zylindrische Teil 61b des äussersten Ringes 61 einen Flansch 61c, der die oberste der Platten 41 des Plattenstapels übergreift. Andererseits greifen die zylindrischen Teile 61b der Ringe 61 in den Plattenstapel bzw. in die oberste der Platten 41 ein. Zwischen dem äussersten Ring 61 und der obersten der Platten 41 ist somit eine Labyrinthdichtung 65 wirksam.
Wird nun im Betrieb die Luft nach dem Durchtritt durch den Befeuchterteil 11 in der Luftwäscherkammer 40 zusammengeführt, so kann sie den Verdunstungsbefeuchter nur verlassen, nachdem sie den Tropfenfänger 60 durchflossen hat. Beim Eintritt in die Luftkanäle 66 zwischen den Ringen 61 erhält die Strömung vorerst eine Ausrichtung in axialer Richtung durch den zylindrischen Verlauf der Ringteile 61b. Darauf wird die Strömung in den Luftkanälen durch die konischen Ringteile 61a relativ abrupt nach einwärts abgelenkt. Hierbei schlagen im Luftstrom mitgeführte Tropfen an den Innenseiten der konischen Ringteile 61a auf, soweit diese eine nennenswerte Grösse haben. Die von Tropfen befreite Luft wird vom Ventilatorrad 8 über die Kammer 59 und das Auslassgitter 5 an die Umgebung abgegeben.
Die auf die Ringteile 61a auftreffenden Tropfen werden vorerst unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft und der Schwerkraft entgegen der Strömungsrichtung der Luft in Richtung der zylindrischen Ringteile 61b getrieben, wobei sich die Tropfen beim Uebertritt auf diese Ringteile sammeln. Unter Schwerkrafteinfluss sowie weiterhin wirksame Zentrifugalkräfte gelangt das gesammelte Wasser an die der Luftwäscherkammer zugekehrten Enden der Ringe, wo dieses nach aussen abgeschleudert wird und zwischen die obersten der Platten 41 gelangt. Von dort fliesst dieses Wasser zusammen mit dem überschüssigen Wasser im Befeuchterteil in die Rinne 20 ab.
Es hat sich gezeigt, dass der Tropfenfänger in der Lage ist, unerwünschten Niederschlag von Feuchtigkeit in Tropfenform zu verhindern. Dabei tritt keine nennenswerte Behinderung der Luftströmung auf. Da die Rippen 62 und 63 sehr schmal gehalten sind, ist deren Einfluss auf die Strömung gering und eine Beschleunigung der Luft in Umfangsrichtung findet nicht statt.
Die Wirksamkeit des Tropfenfängers beruht jedenfalls auf der Tatsache, dass die Strömung beim Eintritt in den Tropfenfänger, d.h. zwischen den zylindrischen Teilen 61b der Ringe 61 axial ausgerichtet wird. Diese Ringteile bilden demnach zwischen sich achsparallele Einläufe der Luftkanäle 66. Dementsprechend wird die Wirksamkeit der Ringteile 61a als Ablenkflächen vergrössert.
Es ist möglich, den Tropfenfänger 60 mit nur einem Ring 61 bzw. einem Luftkanal 66 auszubilden. Andererseits könnten mehr als drei Ringe vorgesehen sein, je nach Querschnitt des Durchlasses 52 bzw. dem radialen Abstand zwischen Nabe 53 und dem Innenrand der Platten.

Claims

Verdunstungsbefeuchter, bei welchem sich in Strömungsrichtung der Luft ein Luftfilter (12), ein von der Luft etwa horizontal durchströmter, zylindrischer Befeuchterteil (11), eine Luftsammelkammer (40) und ein mit dieser über einen Durchlass verbundener Ventilator (8) folgen und bei welchem koaxial zu dem um eine vertikale Achse drehenden Ventilator (8) und mit diesem gemeinsam angetrieben ein Sprühteil (9) vorgesehen ist, der mit einer Wassersenke (20) in Verbindung steht und vom Befeuchterteil (11) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung der Luft zwischen der Luftsammelkammer (40) und dem Durchlass (52) ein rotierend angetriebener Tropfenfänger (60) angeordnet ist, der eine koaxiale, von der Strömung beaufschlagte und diese ablenkende ringförmige Innenfläche mit einem in Strömungsrichtung abnehmenden Durchmesser aufweist, zu welcher diese Strömung durch einen ringförmigen Luftkanal (66) geführt ist und der eine Vorrichtung zum Abschleudern der an der Innenfläche gesammelten Tropfen im Bereich der Luftsammelkammer (40) besitzt.
Verdunstungsbefeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein an die Luftsammelkammer (40) anschliessendes, der ringförmigen Innenfläche unmittelbar vorgeschaltetes Leitorgan (61b) vorgesehen ist, um die Strömung axial auszurichten.
Verdunstungsbefeuchter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Innenfläche an einem Ring (61) vorgesehen ist, der um eine vertikale Achse rotiert.
Verdunstungsbefeuchter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitorgan (61b) einen zylindrischen Teil des Ringes (61) bildet, an einem weiteren Teil (61a) desselben die ringförmige Innenfläche vorgesehen ist.
Verdunstungsbefeuchter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere untereinander verbundene konzentrische Ringe (61) vorgesehen sind.
Verdunstungsbefeuchter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äusserste Ring (61) zur Bildung einer Labyrinthdichtung (65) mit einem benachbarten Teil (41) des Befeuchters einen Flansch (61c) aufweist.
Verdunstungsbefeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Tropfenfänger (60) und dem Befeuchterteil (11) eine Labyrinthdichtung (65) gebildet ist und die Vorrichtung zum Abschleudern der Tropfen an einem stromaufwärts gerichteten, in den Befeuchterteil (11) ragenden Teil (61) desselben gebildet ist.
Verdunstungsbefeuchter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tropfenfänger (60) drehstarr mit dem Sprühteil (9) verbunden ist.