EP1541932B1

EP1541932B1 - Verdunstereinrichtung für einen Belüftungskanal

Info

Publication number: EP1541932B1
Application number: EP04405749A
Authority: EP
Inventors: Kurt Ineichen; Roger Wetter; Marco Oberholzer
Original assignee: Axair AG
Current assignee: Axair AG
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: DE502004001035D1; ES2268607T3; EP1541932A1; PL1541932T3; ATE334353T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verdunstereinrichtung zur Abdeckung eines Strömungsquerschnitts eines Luftströmungskanals, wie sie im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert ist.
Verdunstereinrichtungen werden insbesondere in Luftbefeuchtungsanlagen eingesetzt, welche einen Luftströmungskanal aufweisen, durch den Luft in einer Luftströmungsrichtung strömt. Um die Luft zu befeuchten, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können Düsen eingesetzt werden, die das ihnen zugeführte Wasser in die durchströmende Luft zerstäuben, wobei die Düsen sowohl in als auch gegen die Luftströmungsrichtung gerichtet sein können. Dabei wird das Wasser zu Aerosolen, d.h. schwebefähigen Wassertropfen, zerrissen, die zum Teil in den gasförmigen Zustand übergehen und von der Luft aufgenommen werden. Insbesondere in kurzen Luftströmungskanälen kann die Luft die Aerosole aber nicht immer schnell genug aufnehmen, so dass Wassertropfen verschiedener Grösse von der Luftströmung mitgerissen werden. Diese können nachfolgende Anlageteile benetzen, was zu Korrosionsschäden führen kann. Um solche Korrosionsschäden zu verhindern, werden Tropfenabscheideeinrichtungen und/oder Nachverdunstereinrichtungen eingesetzt, die die Wassertropfen möglichst vollständig aus der durchströmenden Luft entfernen.
Solche Einrichtungen verschiedenster Art gehören zum Stand der Technik. In der CH-A-673 519 ist beispielsweise eine Einrichtung offenbart, die ein den Strömungsquerschnitt des Luftströmungskanals vollständig abdeckendes Nachverdunsterelement aus einem Material mit schwammartiger Struktur, wie etwa Keramik, umfasst. Die in der Luftströmung mitgeführten Wassertröpfchen werden beim Auftreffen auf solche Nachverdunsterelemente von der schwammartigen Struktur aufgenommen und von dieser teilweise verdunstet. Ein Nachteil dieser Einrichtung ist deren hoher Luftwiderstand und der damit verbundene Leistungsverlust. Um diesen Leistungsverlust auszugleichen, müssen grössere Luftbefeuchter mit höherem Energiebedarf eingesetzt werden.
In der DE-C-100 35 881 ist eine Verdunstereinrichtung beschrieben, die zur Behebung dieses Nachteils entwickelt wurde und einen kleineren Luftwiderstand aufweist. Bei dieser Verdunstereinrichtung sind mindestens zwei den Strömungsquerschnitt des Luftströmungskanals jeweils vollständig abdeckende Platten aus hygroskopischem Material mit offenporiger Schaumstruktur in Luftströmungsrichtung voneinander beabstandet angeordnet. Die mindestens zwei Platten weisen jeweils eine Anzahl in Strömungsrichtung der Luft durchgehender Öffnungen auf, wobei die Öffnungen einer Platte gegenüber den Öffnungen einer benachbarten Platte versetzt sind. Dank dieser Öffnungen, durch die ein Teil der Luft strömt, wird der Druckverlust der Luftströmung durch die Verdunstereinrichtung erheblich reduziert. Auf der Rückseite der Platten können jedoch durch die Luftströmung Wassertropfen losgerissen werden, die zuvor durch die durchgehenden Öffnungen getrieben worden sind.
Die DE-U-201 18 140 offenbart eine Verdunstereinrichtung mit mehreren übereinander angeordneten porösen Plattenelementen, die schwenkbar montiert sind. Die Plattenelemente können eine Stellung einnehmen, in der sie schräg zur Luftströmungsrichtung und so voneinander beabstandet angeordnet sind, dass sie sich in einem vertikalen Überlappungsbereich berührungslos überlappen. Nachteilhaft ist, dass jedes einzelne Plattenelement von einem Rahmen umgeben ist, wobei die Rahmen die Ableitung des überschüssigen Wassers nach unten sicherzustellen haben.
Angesichts der Nachteile der bisher bekannten, oben beschriebenen Verdunstereinrichtungen liegt der Erfindung die folgende Aufgabe zugrunde. Zu schaffen ist eine Verdunstereinrichtung der eingangs erwähnten Art, die Wassertropfen aus durchströmender Luft entfernt und verdunstet, wobei bei optimaler Verdunstungsleistung der Druckverlust der Luftströmung möglichst gering sein soll. Ausserdem sollte die Verdunstereinrichtung mit Vorteil auf einfache Weise an unterschiedliche Strömungsquerschnitte von Luftströmungskanälen anpassbar sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Vorrichtung gelöst, wie sie im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Vorteilhafte Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Vorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Das Wesen der Erfindung besteht im Folgenden: Eine Verdunstereinrichtung deckt einen Strömungsquerschnitt eines Luftströmungskanals ab, durch den in einer Luftströmungsrichtung Luft strömt, die Wasser in Tröpfchenform enthält. Die Verdunstereinrichtung weist mindestens zwei übereinander angeordnete, poröse, offenporige Verdunsterplatten auf. Diese Verdunsterplatten sind schräg zur Luftströmungsrichtung und so voneinander beabstandet angeordnet, dass sie sich in einem vertikalen Überlappungsbereich berührungslos überlappen. Horizontal benachbart zu den genannten Verdunsterplatten sind noch mindestens zwei weitere Verdunsterplatten schräg zur Luftströmungsrichtung angeordnet, die sich ebenfalls in einem vertikalen Überlappungsbereich berührungslos überlappen und die horizontal benachbarten Verdunsterplatten jeweils in einem horizontalen Überlappungsbereich berührungslos überlappen.
Die Wassertröpfchen führende Luft strömt bei der erfindungsgemässen Verdunstereinrichtung zu einem Teil durch die Verdunsterplatten, wodurch die Wassertröpfchen von den Verdunsterplatten zurückgehalten werden und in diesen zurückbleiben. Dieses zurückgebliebene Wasser wird in der nachfolgend durch die Verdunsterplatten strömenden Luft verdunstet oder fliesst nach unten ab.
Zu einem anderen Teil strömt die Luft an der mindestens einen im Überlappungsbereich vorderen Verdunsterplatte unter Umlenkung vorbei. Die Trägheit der im Luftstrom geführten Wassertröpfchen bewirkt, dass sie aus der umgeleiteten Luft abgeschieden werden und auf die mindestens eine im Überlappungsbereich hintere Verdunsterplatte gelangen, wo sie wiederum verdunsten oder nach unten abfliessen.
Durch die Überlappung der Verdunsterplatten wird die Plattenfläche vergrössert, was zu einer Erhöhung der Verdunstungsleistung führt, ohne dass der Druckverlust der Luftströmung zu stark ansteigt.
Die erfindungsgemässe Verdunstereinrichtung erlaubt es, den Strömungsquerschnitt des Luftströmungskanals abzudecken und damit die Wassertröpfchen des Luftstroms aus dem Luftstrom zu entfernen und zu verdunsten, ohne dass die Verdunstereinrichtung allzu grosse Druckverluste bewirkt.
Durch die vertikale und die horizontale Überlappung der Verdunsterplatten wird sichergestellt, dass durch die Luftströmung von einer Kante einer im Überlappungsbereich vorderen Verdunsterplatte losgerissene Wassertröpfchen von einer benachbarten hinteren Verdunsterplatte aufgefangen werden.
Ausserdem ermöglicht eine vertikale und horizontale Überlappung der Verdunsterplatten eine einfache Anpassung der Verdunstereinrichtung an unterschiedliche Strömungsquerschnitte von Luftströmungskanälen, indem die Grösse der Überlappungsbereiche je nach Bedarf variiert werden kann.
Vorzugsweise ist im Überlappungsbereich einer oberen Verdunsterplatte und einer unteren Verdunsterplatte die obere Verdunsterplatte in Luftströmungsrichtung vor der unteren Verdunsterplatte angeordnet. Das von den Verdunsterplatten zurückgehaltene Wasser, welches nicht in den Luftstrom verdunstet wird, fliesst bei einer solchen ziegeldachförmigen Anordnung von Verdunsterplatten durch die Schwerkraft und den Luftstrom in den Verdunsterplatten zunächst zu deren unteren hinteren Kanten, wird von dort abgerissen und trifft im Überlappungsbereich auf die unteren benachbarten Verdunsterplatten auf, so dass keine Wassertröpfchen in den Bereich des Luftströmungskanals hinter der Verdunstereinrichtung gelangen. Auch gewährleistet eine solche Anordnung eine ausreichende Umlenkung des Anteils des Luftstroms, welcher umgelenkt wird.
Mit Vorteil sind die Verdunsterplatten jeweils in den Überlappungsbereichen mit ihren horizontal benachbarten Verdunsterplatten entweder in Luftströmungsrichtung vor allen diesen horizontal benachbarten Verdunsterplatten angeordnet oder in Luftströmungsrichtung hinter allen diesen horizontal benachbarten Verdunsterplatten angeordnet. Eine solche Anordnung gewährleistet einerseits eine ausreichende Umlenkung des Teils des Luftstroms, welcher umgelenkt wird, und verhindert andererseits Kurzschlüsse, in denen der Luftstrom die Verdunstereinrichtung ungehindert durchdringen kann.
In weiteren Ausführungsvarianten ist die Anordnung der Verdunsterplatten um 90° oder 180° um die Luftströmungsrichtung gedreht. Solche Anordnungen stellen Alternativen zu der oben beschriebenen Anordnung dar, die für gewisse geometrische Gegebenheiten vorteilhaft sein können.
Vorzugsweise ist mindestens eine der Verdunsterplatten nach unten hin verjüngt ausgestaltet, sodass der der Luftströmung entgegengesetzte Querschnitt der Verdunsterplatte nach unten hin abnimmt. Damit kann das von der Verdunsterplatte zurückgehaltene Wasser, welches nicht in den Luftstrom verdunstet wird, verbessert geordnet von einer oberen auf untere Verdunsterplatten gelangen. Insbesondere kann damit verhindert werden, dass dieses Wasser seitlich der hinteren Verdunsterplatten vorbeiströmt.
Mit Vorteil weist mindestens eine der Verdunsterplatten an ihrem oberen und/oder an ihrem unteren Ende ein Luftleitelement auf. Damit kann der Luftstrom, der die Verdunsterplatte nicht durchdringt, weiter umgelenkt werden, so dass die Trägheit der Wassertröpfchen noch besser wirkt.
Vorzugsweise umfasst die Verdunstereinrichtung vertikal angeordnete Tragleisten, in welche die Verdunsterplatten eingesteckt sind, so dass jede Verdunsterplatte von zwei Tragleisten getragen ist. Solche Tragleisten ermöglichen ein einfaches und flexibles Montieren der Verdunstereinrichtung vor Ort.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist die Verdunstereinrichtung ein flächiges Luftleitelement zum Umlenken der neben den äussersten Verdunsterplatten auftreffenden Luft auf die Verdunsterplatten auf. Mit einem solchen Luftleitelement kann im Randbereich der Verdunstereinrichtung eine strömungsberuhigte Zone geschaffen werden, von der die Luft auf die Verdunsterplatten geleitet wird. Dadurch ist gewährleistet, dass keine Wassertröpfchen enthaltende Luft zwischen dem Rand der Verdunsterplatten und der Luftströmungskanalwand durchströmt.
Mit Vorteil umfasst die Verdunstereinrichtung eine unterhalb der untersten Verdunsterplatten und/oder zwischen Verdunsterplatten angeordnete Sammelrinne. Über eine solche Sammelrinne bzw. solche Sammelrinnen kann das von den Verdunsterplatten nach unten geleitete Wasser gesammelt und abgeführt werden, unabhängig von der Ausbildung des Bodens des Luftströmungskanals.
In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist zwischen einer oberen Verdunsterplatte und einer unteren Verdunsterplatte ein Durchgang durch die Verdunstereinrichtung vorhanden, der durch mindestens ein die beiden Verdunsterplatten verbindendes Verbindungselement abgedeckt ist.
Das mindestens eine Verbindungselement sorgt aufgrund seines Luftwiderstands dafür, dass im Vergleich zu einer Variante ohne Verbindungselement die hintere Verdunsterplatte im Überlappungsbereich besser durchströmt wird, da die Luftströmung zwischen den beiden übereinander angeordneten Verdunsterplatten und dem Verbindungselement gestaut wird, wodurch der Luftdruck erhöht wird.
Ein weiterer Vorteil des mindestens einen Verbindungselements besteht darin, dass es nicht verdunstetes Wasser von einer oberen auf die direkt darunter angeordnete Verdunsterplatte leitet. Dies hat zur Folge, dass die untere Verdunsterplatte besser befeuchtet wird und von der oberen Platte vom Luftstrom kein bzw. zumindest weniger Wasser losgerissen wird.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Verbindungselement für Wasser in Tröpfchenform undurchlässig. Dadurch ist sichergestellt, dass allfällige bei der Umleitung des Luftstroms nicht abgeschiedene Wassertröpfchen durch das mindestens eine Verbindungselement abgefangen werden.
Mit Vorteil ist das mindestens eine Verbindungselement luftdurchlässig, insbesondere porös und offenporig. Dies hat zur Folge, dass ein Teil der umgelenkten Luft durch das mindestens eine Verbindungselement hindurchströmt. Auf diese Weise wird der Druckverlust der gesamten Verdunstereinrichtung verringert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das mindestens eine Verbindungselement luftdurchlässiger als die Verdunsterplatten. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Verbindungselement dünner oder mit mehr oder grösseren Poren versehen ausgebildet wird. Dadurch wird erreicht, dass der Druckverlust der Luftströmung über das Verbindungselement geringer ist.
Bei einer alternativen vorteilhaften Ausführungsvariante ist das mindestens eine Verbindungselement luftdicht. Die ganze umgeleitete Luft strömt dann durch die im Überlappungsbereich hintere Verdunsterplatte, wodurch diese optimal durchströmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante bestehen die Verdunsterplatten und das mindestens eine Verbindungselement aus einem keramischen Material. Geeignete Keramikplatten, die zum Stand der Technik gehören, saugen einen Teil der auftreffenden Wassertropfen auf und verdunsten sie wieder in die durchströmende Luft.
Mit Vorteil ist das mindestens eine Verbindungselement nur auf die zugehörigen Verdunsterplatten aufgesetzt oder zwischen diesen eingeklemmt. Dies ermöglicht ein rasches Montieren.
Vorzugsweise weist die Verdunstereinrichtung mindestens ein Überleitungselement auf, das zwischen einer oberen Verdunsterplatte und einer unteren Verdunsterplatte seitlich in einem der horizontalen Überlappungsbereiche angeordnet ist. Solche Überleitungselemente sorgen für eine bessere Wasserableitung von den oberen zu den unteren Verdunsterplatten in den horizontalen Überlappungsbereichen.
Im Folgenden wird die erfindungsgemässe Verdunstereinrichtung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen detaillierter beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 -: eine perspektivische Ansicht schräg von vorne eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Verdunstereinrichtung, wobei nicht alle Elemente dargestellt sind;
Fig. 2 -: eine Frontalansicht der Verdunstereinrichtung von Fig. 1 in einem Luftströmungskanal;
Fig. 3 -: eine perspektivische Ansicht der in einen Luftströmungskanal eingebauten Verdunstereinrichtung von Fig. 2;
Fig. 4 -: eine seitliche Ansicht einer Reihe von Verdunsterplatten der Verdunstereinrichtung in einem Luftströmungskanal aus Fig. 3;
Fig. 5 -: eine seitliche Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Anordnung einer Reihe von Verdunsterplatten in einem Luftströmungskanal;
Fig. 6 -: eine Draufsicht auf eine horizontale Serie von Verdunsterplatten der Verdunstereinrichtung in einem Luftströmungskanal aus Fig. 3;
Fig. 7 -: eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der Anordnung einer horizontale Serie von Verdunsterplatten in einem Luftströmungskanal;
Fig. 8 -: eine seitliche Detailansicht zweier benachbarter Verdunsterplatten von Fig. 4;
Fig. 9 -: eine seitliche Detailansicht zweier benachbarter Verdunsterplatten von Fig. 5;
Fig. 10 -: eine seitliche Detailansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels von Verdunsterplatten in der Anordnung gemäss Fig. 8;
Fig. 11 -: eine seitliche Detailansicht der Verdunsterplatten von Fig. 10 in der Anordnung gemäss Fig. 9;
Fig. 12 -: eine seitliche Detailansicht einer in einem Luftströmungskanal angeordneten Verdunstereinrichtung mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines oberen Luftleitelements;
Fig. 13 -: eine seitliche Detailansicht entsprechend Fig. 12, aber mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines oberen Luftleitelements;
Fig. 14 -: eine Draufsicht auf ein Detail der im Luftströmungskanal angeordneten Verdunstereinrichtung von Fig. 2 mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines seitlichen Luftleitelements;
Fig. 15 -: eine Draufsicht auf ein Detail einer in einem Luftströmungskanal angeordneten Verdunstereinrichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines seitlichen Luftleitelements;
Fig. 16 -: eine seitliche Detailansicht der im Luftströmungskanal angeordneten Verdunstereinrichtung von Fig. 2 mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines unteren Luftleitelements;
Fig. 17 -: eine seitliche Detailansicht einer in einem Luftströmungskanal angeordneten Verdunstereinrichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel eines unteren Luftleitelements;
Fig. 18 -: eine seitliche Detailansicht einer in einem Luftströmungskanal angeordneten Verdunstereinrichtung mit einem dritten Ausführungsbeispiel eines unteren Luftleitelements;
Fig. 19 -: eine perspektivische Ansicht schräg von hinten eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Verdunstereinrichtung mit Verbindungselementen zwischen übereinander angeordneten Verdunsterplatten;
Fig. 20 -: eine seitliche Ansicht einer Reihe von Verdunsterplatten mit Verbindungselementen in einem Luftströmungskanal;
Fig. 21 -: eine seitliche Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Anordnung einer Reihe von Verdunsterplatten mit Verbindungselementen in einem Luftströmungskanal;
Fig. 22 -: eine seitliche Detailansicht zweier vertikal benachbarter Verdunsterplatten mit Verbindungselement von Fig. 20;
Fig. 23 -: eine seitliche Detailansicht zweier vertikal benachbarter Verdunsterplatten mit Verbindungselement gemäss einem weiteren Ausführungsbeispiel; und
Fig. 24 -: eine perspektivische Ansicht schräg von hinten eines Details eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Verdunstereinrichtung mit seitlichen Überleitungselementen zwischen übereinander angeordneten Verdunsterplatten.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen Trägerleisten 3 und Verdunsterplatten 2 eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Verdunstereinrichtung 1, wobei in Fig. 2 zusätzlich ein Luftströmungskanal 5 dargestellt ist. Die Verdunsterplatten 2 sind in fünf Reihen 23 ziegeldachförmig übereinander und in neun horizontalen Serien 24 angeordnet. Dabei sind sie in vertikaler Richtung leicht schräg positioniert und überlappen ihre unteren benachbarten Verdunsterplatten 2 in vertikalen Überlappungsbereichen 21. Die Verdunsterplatten 2 sind im wesentlichen quaderförmig und aus einem offenporigen porösen Material ausgestaltet. An ihren seitlichen Rändern weisen die Verdunsterplatten 2 im unteren Bereich Abschrägungen 25 auf, so dass sie sich nach unten hin verjüngen, das heisst dass ihre Breite im unteren Bereich nach unten hin abnimmt. Die Reihen 23 von Verdunsterplatten 2 sind alternierend voreinander und hintereinander so angeordnet, dass jede Verdunsterplatte 2 parallel zu ihren horizontalen Nachbarn steht und diese jeweils in einem horizontalen Überlappungsbereich 22 überragt. Diese horizontale Überlappung kann je nach Luftströmungskanal variieren, was es ermöglicht, mit Standard-Verdunsterplatten 2 verschiedene Breiten von Luftströmungskanälen abzudecken.
Auf beiden Seiten jeder Reihe 23 von Verdunsterplatten 2 ist jeweils eine Trägerleiste 3 angeordnet. Jede Trägerleiste 3 weist zwei parallele Reihen von Schlitzen 32 auf, in welche die Verdunsterplatten 2 mittels beispielsweise elastischer Dichtungen abgedichtet eingesteckt sind. Eine Reihe 23 von Verdunsterplatten 2 ist jeweils in eine der beiden Reihen von Schlitzen 32 eingesteckt. Bei den äussersten beiden Trägerleisten 3 ist jeweils nur eine Reihe von Schlitzen 32 durch Verdunsterplatten 2 besetzt. Alternativ könnten die beiden äussersten Trägerleisten auch nur mit je einer Reihe von Schlitzen ausgebildet sein. Die Trägerleisten 3 sind an ihren Längsseiten 31 rund umgefaltet, womit einerseits die Tragstabilität der Trägerleisten 3 erhöht wird und andererseits auf die Längsseiten 31 auftreffende Luft mit möglichst geringem Druckverlust auf die Verdunsterplatten 2 umgeleitet wird.
Für die gesamte weitere Beschreibung gilt folgende Festlegung. Sind in einer Figur zum Zweck zeichnerischer Eindeutigkeit Bezugszeichen enthalten, aber im unmittelbar zugehörigen Beschreibungstext nicht erwähnt, so wird auf deren Erläuterung in vorangehenden Figurenbeschreibungen Bezug genommen.
Fig. 3 zeigt die in einem Luftströmungskanal 5 eingebaute Verdunstereinrichtung 1 von Fig. 2 in einer Perspektivansicht. Der Luftströmungskanal 5 weist einen rechteckigen Querschnitt auf und umfasst eine Decke 50, einen Boden 52 und zwei seitliche Wände 51. Die Verdunstereinrichtung 1 ist so im Luftströmungskanal 5 angeordnet, dass jede Verdunsterplatte 2 ihre jeweils nach unten benachbarte Verdunsterplatte 2 im vertikalen Überlappungsbereich 21 der beiden Verdunsterplatten 2 in Bezug auf einen auf die Verdunstereinrichtung 1 auftreffenden Luftstrom abdeckt. Zwischen den äussersten Trägerleisten 3 und den Wänden 51 ist jeweils ein seitliches Luftumleitblech 40 und unterhalb der untersten horizontalen Serie 24 der Verdunsterplatten 2 ein unteres Luftumleitblech 41 angeordnet. Die seitlichen Luftumleitbleche 40 und das untere Luftumleitblech 41 leiten den auf den Randbereich der Verdunstereinrichtung 1 auftreffenden Luftstrom sanft und ohne wesentlichen Druckverlust auf die Verdunsterplatten 2 um.
Im Betrieb trifft der Luftstrom beispielsweise von der in Fig. 3 dargestellten Ansichtsseite her auf die Verdunstereinrichtung 1 und durchdringt teilweise die Verdunsterplatten 2. Dabei werden im Luftstrom transportierte Wassertröpfchen zurückgehalten. Die Verdunsterplatten 2 mit dem zurückgehaltenen Wasser werden einerseits vom nachfolgenden Luftstrom durchströmt, was zu einer teilweisen Verdunstung führt, und andererseits fliesst das überschüssige Wasser in den Verdunsterplatten 2 zu deren unteren hinteren Kanten. Von dort wird es vom Luftstrom abgerissen und jeweils zu den unteren benachbarten Verdunsterplatten 2 geleitet. Nach der untersten horizontalen Serie 24 von Verdunsterplatten 2 wird das überschüssige Wasser am unteren Ende der Verdunstereinrichtung 1 in auf dem Boden 52 angeordneten Wassersammelwannen 6 abgeleitet.
In Fig. 4 ist eine Reihe 23 von Verdunsterplatten 2 im Luftströmungskanal 5 dargestellt. Die Luftströmungsrichtung 7 des Luftströmungskanal 5 ist mit Pfeilen symbolisch angegeben. In dieser Figur ist ersichtlich, dass die Verdunsterplatten 2 einer Reihe 23 voneinander beabstandet angeordnet sind, so dass die auf die Verdunstereinrichtung 1 auftreffende Luft teilweise zwischen den Verdunsterplatten 2 durchströmen kann. Damit kann der Druckabfall, der durch die Verdunstereinrichtung 1 im Luftströmungskanal 5 induziert wird, klein gehalten werden.
Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung einer vertikalen Reihe 230 von Verdunsterplatten 2 im Luftströmungskanal 5. Die Verdunsterplatten 2 sind dabei im Vergleich zur in Fig. 4 dargestellten Reihe 23 um 180° um die Luftströmungsrichtung 7 gedreht, so dass die Verdunsterplatten 2 ihre jeweils nach oben benachbarte Verdunsterplatte 2 in Luftströmungsrichtung 7 überlappen.
In Fig. 6 ist eine horizontale Serie 24 von Verdunsterplatten 2 der Verdunstereinrichtung 1 von Fig. 3 im Luftströmungskanal 5 dargestellt. Die seitlichen Luftumleitbleche 40 sind nicht gezeigt. Dabei ist ersichtlich, dass die äussersten Reihen 23 von Verdunsterplatten 2, die an die Wände 51 des Luftströmungskanals 5 angrenzen, jeweils in der dem Luftstrom zugewandten Reihe von Schlitzen 32 der jeweils äussersten und zweitäussersten Trägerleiste 3 eingesteckt sind.
Fig. 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung einer horizontale Serie 240 von Verdunsterplatten 2 im Luftströmungskanal 5. Die seitlichen Luftumleitbleche 40 sind wie in Fig. 6 nicht gezeigt. Die äussersten Reihen 23 von Verdunsterplatten 2, die an die Wände 51 des Luftströmungskanal 5 angrenzen, sind jeweils in der dem Luftstrom abgewandten Reihe von Schlitzen 32 der jeweils äussersten und zweitäussersten Trägerleiste 3 eingesteckt.
In den Fig. 8 und 9 ist dargestellt, wie der Luftstrom zwei benachbarte, in einer Reihe 23 bzw. 230 angeordnete Verdunsterplatten 2 durchdringt und umströmt. Dies geschieht einerseits in einer Durchdringrichtung 71, in welcher der Luftstrom das offenporige, poröse Material der Verdunsterplatten 2 durchdringt, und andererseits in einer Umströmungsbahn 72 bzw. 720, in der der Luftstrom zwischen den Verdunsterplatten 2 hindurchströmt. Durch das Umlenken des Luftstroms in der Umströmungsbahn 72 bzw. 720 werden die Wassertröpfchen aus dem Luftstrom abgeschieden, da deren Trägheit zu gross ist, um mit dem Luftstrom umgelenkt zu werden.
Die Fig. 10 und 11 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel von Verdunsterplatten 20, die in einer Reihe 23 bzw. 230 angeordnet sind. Die Verdunsterplatten 20 weisen an ihren Enden ein Luftleitelement in Form eines Luftumleitfortsatzes 201 auf, der zu der vertikal benachbarten Verdunsterplatte 20 hin absteht. Dadurch wird die Umlenkung in der Umströmungsbahn 721 bzw. 722 verstärkt, was zu einem besseren Abscheiden von Wassertröpfchen mit einer kleinen Trägheit führt.
Fig. 12 zeigt die Anordnung eines oberen Luftumleitblechs 42 an einer Verdunsterplatte 2 der obersten Serie und der Decke 50 des Luftströmungskanals 5. Das obere Luftumleitblech 42 liegt dicht an der obersten Verdunsterplatte 2 und der Decke 50 an, so dass keine Luft zwischen Decke 50 und oberster Verdunsterplatte 2 hindurchströmen kann.
In Fig. 13 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines oberen Luftumleitblechs 420 dargestellt. Das Luftumleitblech 420 liegt wiederum dicht an der Decke 50 an, ist aber beabstandet von der obersten Verdunsterplatte 2 angeordnet, so dass Luft unter Umlenkung zwischen oberster Verdunsterplatte 2 und Decke 50 des Luftströmungskanal 5 hindurchströmen kann.
Die Fig. 14 und 15 zeigen zwei Ausführungsbeispiele von seitlichen Luftumleitblechen 40 bzw. 400. Dabei ist jeweils ein Randbereich der horizontalen Serie 24 von Verdunsterplatten 2 von Fig. 6 dargestellt. Das seitliche Luftumleitblech 40 aus Fig. 14 liegt dicht an der Wand 51 des Luftströmungskanals 5 und an der nächstliegenden Trägerleiste 3 an. Das seitliche Luftumleitblech 400 von Fig. 15 hingegen ist so angeordnet, dass es dicht an der Wand 51 anliegt und die nächstliegende Trägerleiste 3 beabstandet überragt.
In den Fig. 16 bis 18 sind drei Ausführungsbeispiele von unteren Luftumleitblechen 41 bzw. 410 bzw. 411 dargestellt. Dabei sind jeweils ein Teil einer Reihe 23 von Verdunsterplatten 2, der Boden 52 des Luftströmungskanals 5 und das untere Luftumleitblech 41 bzw. 410 bzw. 411 sowie Sammelrinnen 8 gezeigt. Die Sammelrinnen 8 sind mit den unteren Luftumleitblechen 41 bzw. 410 bzw. 411 verbunden und jeweils so angeordnet, dass sie das über die unterste Verdunsterplatte 2 abgeleitete Wasser auffangen und ableiten können. In Fig. 16 endet das untere Luftumleitblech 41 unterhalb der untersten Verdunsterplatte 2 auf der Höhe des vorderen Endes der Sammelrinne 8. Dabei befindet sich ein Spalt zwischen unterster Verdunsterplatte 2 und unterem Luftumleitblech 41. In Fig. 17 überragt das untere Luftumleitblech 410 das untere Ende der untersten Verdunsterplatte 2 und ist beabstandet von dieser angeordnet, so dass die Luft nur umgelenkt zwischen unterster Verdunsterplatte 2 und Luftumleitblech 410 durchströmen kann. In Fig. 18 liegt schliesslich das untere Luftumleitblech 411 dicht an der untersten Verdunsterplatte 2 an, so dass zwischen unterster Verdunsterplatte 2 und Sammelrinne 8 keine Luft durchströmen kann, was das Abfliessen des Wassers in der Sammelrinne 8 erleichtert.
Fig. 19 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Verdunstereinrichtung, das drei Reihen und fünf Serien von Verdunsterplatten 2 umfasst. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Durchgänge durch die Verdunstereinrichtung 100 zwischen zwei übereinander angeordneten Verdunsterplatten 2 jeweils durch ein die beiden Verdunsterplatten 2 verbindendes, luftdurchlässiges Verbindungselement 9 oder alternativ durch zwei die beiden Verdunsterplatten 2 verbindende, luftdurchlässige Verbindungselemente 91 und 92 abgedeckt. Die Verbindungselemente 9, 91, 92 liegen zwischen den Trägerleisten 3 auf den Verdunsterplatten 2 auf. Vorzugsweise sind sie zwischen den Verdunsterplatten 2 verklemmt.
Die Verdunsterplatten 2 der obersten Serie sind jeweils mit einem oberen Luftumleitblech 42 versehen, während an den beiderseits äussersten Trägerleisten 3 der Verdunstereinrichtung 1 seitliche Luftumleitbleche 40 angeordnet sind (In Fig. 19 ist nur die eine äusserste Trägerleiste 3 mit seitlichem Luftumleitblech 40 sichtbar.).
Im Betrieb trifft der Luftstrom von hinten auf die Verdunstereinrichtung 100 und durchdringt teilweise die Verdunsterplatten 2. Dabei werden im Luftstrom transportierte Wassertröpfchen zurückgehalten. Die Verdunsterplatten 2 mit dem zurückgehaltenen Wasser werden einerseits vom nachfolgenden Luftstrom durchströmt, was zu einer teilweisen Verdunstung des Wassers führt, und andererseits fliesst das überschüssige Wasser in den Verdunsterplatten 2 nach unten. Ein Teil des nach unten fliessenden Wassers fliesst durch die Verbindungselemente 9, 91, 92 hindurch jeweils in die unteren benachbarten Verdunsterplatten 2. Ein weiterer Teil des Wassers fliesst zu den unteren hinteren Kanten der Verdunsterplatten 2 und wird von dort vom Luftstrom abgerissen und wiederum jeweils zu den unteren benachbarten Verdunsterplatten 2 geleitet.
In Fig. 20 ist eine Reihe 23 von Verdunsterplatten 2 im Luftströmungskanal 5 dargestellt. Die Luftströmungsrichtung im Luftströmungskanal 5 ist mit Pfeilen 7 symbolisch angegeben. In dieser Figur ist ersichtlich, dass die Verdunsterplatten 2 einer Reihe 23 so voneinander beabstandet angeordnet sind, dass zwischen zwei benachbarten übereinander angeordneten Verdunsterplatten 2 jeweils ein Durchgang durch die Verdunstereinrichtung 100 vorhanden ist, der durch ein die beiden Verdunsterplatten 2 verbindendes, luftdurchlässiges, dünnes Verbindungselement 9 abgedeckt ist. Die auf die Verdunstereinrichtung 100 auftreffende Luft kann so teilweise zwischen den Verdunsterplatten 2 durch zu den Verbindungselementen 9 und durch diese hindurch strömen. Damit kann der Druckabfall, der durch die Verdunstereinrichtung 100 im Luftströmungskanal 5 induziert wird, klein gehalten werden.
Fig. 21 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung einer vertikalen Reihe 230 von Verdunsterplatten 2 im Luftströmungskanal 5. Die Verdunsterplatten 2 sind dabei im Vergleich zur in Fig. 20 dargestellten Reihe 23 um 180° um die Luftströmungsrichtung 7 gedreht, so dass im Überlappungsbereich einer oberen Verdunsterplatte 2 und einer unteren Verdunsterplatte 2 die obere Verdunsterplatte 2 in Luftströmungsrichtung 7 vor der unteren Verdunsterplatte 2 angeordnet ist. Die Verbindungselemente 9 liegen hier auf der jeweils unteren Verdunsterplatte 2 oben auf und hinten an der oberen Verdunsterplatte 2 an. Vorzugsweise sind sie zwischen den Verdunsterplatten 2 verklemmt.
In den Fig. 22 und 23 ist dargestellt, wie der Luftstrom zwei benachbarte, in einer Reihe 23 bzw. 230 angeordnete Verdunsterplatten 2 durchdringt und umströmt. Dies geschieht einerseits in einer Durchdringrichtung 71, in welcher der Luftstrom das offenporige, poröse Material der Verdunsterplatten 2 durchdringt, andererseits in einer Umströmungsbahn 73 bzw. 730, in der der Luftstrom zwischen den Verdunsterplatten 2 und durch das Verbindungselement 9 bzw. 93 hindurch strömt, und schliesslich noch in einer Umströmungs- und Durchdringungsbahn 74 bzw. 740, in der der Luftstrom um die vordere Verdunsterplatte 2 herum und durch die hintere Verdunsterplatte 2 hindurch strömt. Durch das Umlenken des Luftstroms in den Bahnen 73 und 74 bzw. 730 und 740 werden die Wassertröpfchen aus dem Luftstrom abgeschieden, da deren Trägheit zu gross ist, um mit dem Luftstrom umgelenkt zu werden. Das Verbindungselement 9 bzw. 93 sorgt dafür, dass ein Teil der zwischen die Verdunsterplatten 2 einströmenden Luft durch die hintere Verdunsterplatte 2 geleitet wird.
Das Verbindungselement 9 stellt ausserdem sicher, dass der sich im Überlappungsbereich befindliche Teil der unteren Verdunsterplatte 2 mit genügend Wasser versorgt wird, wodurch die Verdunstungsleistung erhöht wird.
Das Verbindungselement 93 wird beispielsweise mit einer Klammer an den Verdunsterplatten 2 befestigt. Es sorgt dafür, dass das in der oberen Verdunsterplatte 2 nach unten fliessende Wasser praktisch vollständig in die untere Verdunsterplatte 2 geleitet wird.
Bei dem in Fig. 24 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die erfindungsgemässe Verdunstereinrichtung zwischen übereinander angeordneten Verdunsterplatten 2 insbesondere der hinteren Reihen seitlich im horizontalen Überlappungsbereich angeordnete Überleitungselemente 99 auf. Diese im vorliegenden Fall gebogen ausgebildeten Überleitungselemente 99 unterstützen die Wirkung der Verjüngung der Verdunsterplatten 2 durch die Abschrägungen 25 und sorgen für eine bessere Wasserableitung von den oberen zu den unteren Verdunsterplatten 2.
Zu den vorbeschriebenen erfindungsgemässen Verdunstereinrichtungen sind weitere konstruktive Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt sei noch:

Die Fig. 4 und 5 könnten auch Draufsichten auf eine horizontale Serie von Verdunsterplatten 2 sein. Vertikal würden die Verdunsterplatten 2 dann entsprechend den in den Fig. 6 und 7 gezeigten horizontalen Serien 24 angeordnet.
Anstatt unterhalb der untersten Verdunsterplatten 2, 20 oder vorzugsweise zusätzlich dazu kann auch zwischen zwei horizontalen Serien 24 von Verdunsterplatten eine Sammelrinne angeordnet sein. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn von den Verdunsterplatten sehr viel Wasser nach unten geleitet wird.
Das untere Luftumleitblech 41, 410, 411 kann in seinem unteren Teil mit einem Gummilappen versehen sein, der eine Abdichtung zum Luftströmungskanalboden 52 sicherstellt.

Claims

Verdunstereinrichtung (1; 100) zur Abdeckung eines Strömungsquerschnitts eines Luftströmungskanals (5), durch den in einer Luftströmungsrichtung (7) Luft strömt, die Wasser in Tröpfchenform enthält, welche Verdunstereinrichtung (1) mindestens zwei übereinander angeordnete, poröse, offenporige Verdunsterplatten (2) aufweist, die schräg zur Luftströmungsrichtung (7) und so voneinander beabstandet angeordnet sind, dass sie sich in einem vertikalen Überlappungsbereich (21) berührungslos überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass horizontal benachbart zu den genannten Verdunsterplatten (2) noch mindestens zwei weitere Verdunsterplatten (2) schräg zur Luftströmungsrichtung (7) angeordnet sind, die sich ebenfalls in einem vertikalen Überlappungsbereich (21) berührungslos überlappen und die horizontal benachbarten Verdunsterplatten (2) jeweils in einem horizontalen Überlappungsbereich (22) berührungslos überlappen.
Verdunstereinrichtung (1; 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Überlappungsbereich (21) einer oberen Verdunsterplatte (2; 20) und einer unteren Verdunsterplatte (2; 20) die obere Verdunsterplatte (2; 20) in Luftströmungsrichtung (7) vor der unteren Verdunsterplatte (2; 20) angeordnet ist.
Verdunstereinrichtung (1; 100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunsterplatten (2; 20) jeweils in den horizontalen Überlappungsbereichen (22) mit ihren horizontal benachbarten Verdunsterplatten (2; 20) entweder in Luftströmungsrichtung (7) vor allen diesen horizontal benachbarten Verdunsterplatten (2; 20) angeordnet sind oder in Luftströmungsrichtung (7) hinter allen diesen horizontal benachbarten Verdunsterplatten (2; 20) angeordnet sind.
Verdunstereinrichtung (1; 100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Verdunsterplatten (2; 20) um 90° oder 180° um die Luftströmungsrichtung (7) gedreht ist.
Verdunstereinrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Verdunsterplatten (2; 20) nach unten hin verjüngt ausgestaltet ist, sodass der der Luftströmung entgegengesetzte Querschnitt der Verdunsterplatte (2; 20) nach unten hin abnimmt.
Verdunstereinrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Verdunsterplatten (20) an ihrem oberen und/oder an ihrem unteren Ende ein Luftleitelement (201) aufweist.
Verdunstereinrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie vertikal angeordnete Tragleisten (3) aufweist, in welche die Verdunsterplatten (2; 20) eingesteckt sind, so dass jede Verdunsterplatte (2; 20) von zwei Tragleisten (3) getragen ist.
Verdunstereinrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein flächiges Luftleitelement (40, 41, 42; 400; 410; 411; 420) zum Umlenken der neben den äussersten Verdunsterplatten (2; 20) auftreffenden Luft auf die Verdunsterplatten (2; 20) umfasst.
Verdunstereinrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine unterhalb der untersten Verdunsterplatten (2; 20) und/oder zwischen Verdunsterplatten (2; 20) angeordnete Sammelrinne (8) umfasst.
Verdunstereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer oberen Verdunsterplatte (2) und einer unteren Verdunsterplatte (2) ein Durchgang durch die Verdunstereinrichtung (1) vorhanden ist, der durch mindestens ein die beiden Verdunsterplatten (2) verbindendes Verbindungselement (9, 91, 92; 93) abgedeckt ist.
Verdunstereinrichtung (100) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement (9, 91, 92; 93) für Wasser in Tröpfchenform undurchlässig ist.
Verdunstereinrichtung (100) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement (9, 91, 92; 93) luftdurchlässig, insbesondere porös und offenporig, ist.
Verdunstereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement (9, 91, 92; 93) luftdurchlässiger als die Verdunsterplatten (2) ist.
Verdunstereinrichtung (100) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement luftdicht ist.
Verdunstereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunsterplatten (2) und das mindestens eine Verbindungselement (9, 91, 92; 93) aus einem keramischen Material bestehen.
Verdunstereinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verbindungselement (9, 91, 92) nur auf die zugehörigen Verdunsterplatten (2) aufgesetzt oder zwischen diesen eingeklemmt ist.
Verdunstereinrichtung (1; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Überleitungselement (99) aufweist, das zwischen einer oberen Verdunsterplatte (2) und einer unteren Verdunsterplatte (2) seitlich in einem der horizontalen Überlappungsbereiche (22) angeordnet ist.