EP1703220A1 - Einrichtung zum Befeuchten von Prozeßluft - Google Patents

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EP1703220A1
EP1703220A1 EP06002593A EP06002593A EP1703220A1 EP 1703220 A1 EP1703220 A1 EP 1703220A1 EP 06002593 A EP06002593 A EP 06002593A EP 06002593 A EP06002593 A EP 06002593A EP 1703220 A1 EP1703220 A1 EP 1703220A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
steam generator
line
steam
collector
condensate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP06002593A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1703220B1 (de
Inventor
Karl Haubner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
M+W Zander Products GmbH
Original Assignee
M+W Zander Holding AG
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Filing date
Publication date
Application filed by M+W Zander Holding AG filed Critical M+W Zander Holding AG
Publication of EP1703220A1 publication Critical patent/EP1703220A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1703220B1 publication Critical patent/EP1703220B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F6/00—Air-humidification, e.g. cooling by humidification
    • F24F6/18—Air-humidification, e.g. cooling by humidification by injection of steam into the air

Definitions

  • the invention relates to a device for humidifying process air according to the preamble of claim 1.
  • the water in the steam generator is heated and fed the resulting vapor of the process air. Since untreated water is calcareous, the degree of hardness of the water in the steam generator through the evaporation process is constantly increasing. Therefore, at regular intervals, a drainage process in which the enriched water in the steam generator is completely or partially replaced by fresh water. As a result, the evaporation process is reduced for a certain time or completely interrupted until the water reservoir has reached a stable temperature again.
  • the invention has the object of providing the generic device in such a way that a stable humidification performance is made possible easily and inexpensively.
  • a two-stage steam generation is used.
  • the vapor formed in the first steam generator is condensed in the condenser.
  • This condensate is fed to the further steam generator, which vaporizes it.
  • the resulting vapor is introduced into the process air.
  • Tap water can be used for the device.
  • the power of the two steam generators can be coordinated so that the steam generation of the first steam generator for a Abschlämmvorgang can be interrupted briefly while the other steam generator still contains so much condensate that during the Abschlämmvon revitalizes the steam generation can be continued at the other steam generator.
  • the device is used for humidifying gaseous media, in particular air. It is used for example in process equipment, such as those used in semiconductor production or in the production of CDs, as well as in the pharmaceutical sector, in Feinmeß responsibility or climatic chambers.
  • the device has a first distiller or steam generator 1, a condenser 2, a collector 3 and a second steam generator 4.
  • the first steam generator 1 is formed in a known manner as Elektrodendampfbefeuchter. It has a supply line 5 for tap water and a drain line 6, in which a Abschlämmpumpe 7 is located. About them in the steam generator 1 waste products are regularly washed off. Subsequently, cold tap water is refilled via the inlet 5, whereby the operation of the steam generator 1 is partially interrupted for a short time. In the feed line 5 sits a switching valve 39, with which the inlet of the tap water is controlled.
  • the supply line 5 flows advantageously into a bottom 40 of a container 41 of the steam generator 1. In the container 41, steam is generated by heating the water, which is supplied to the condenser 2 via a steam line 8.
  • the steam line 8 is advantageously a hose that can be easily installed, even under unfavorable installation conditions.
  • the condenser 2 which is advantageously a plate heat exchanger, the steam is condensed.
  • the condensate 2 cooling water 9 is supplied, which absorbs the condensation enthalpy and dissipates.
  • the condensate is softened water, which is supplied via a line 10 to the collector 3.
  • He has a container 42, in the ceiling 43, the condensate line 10 opens advantageously.
  • To the bottom 44 of the container 42 includes a drain line 45, which can be closed and opened by a valve 46.
  • a line 19 is connected, in which a pump 11 is seated, with which the condensate located in the collector 3 via the line 19 to the second steam generator 4 is supplied.
  • a float switch 12 and an electrode 13 is arranged in the collecting container 42.
  • the float switch 12 is coupled to the switching valve 39. Reaches the condensate in the collector tank 42 a certain maximum level, via the float switch 12, an associated control and a control line 17, in which a regulator 16, the switching valve 39 is closed, so that the supply of water is interrupted in the container 41 of the steam generator 1 ,
  • the electrode 13 is connected via a control line 18, in which a controller 20 is seated, with the pump 11 control technology. Via the electrode 13 and the regulators 20 and 16, the valve 39 is controlled so that a constant level in the header tank 42 is maintained. It also ensures that the pump 11 does not run dry.
  • an overflow line 14 is connected, via the excess condensate is fed to a sequence 15.
  • the collector 3 forms a reservoir for the condensate, when the water in the container 41 of the steam generator 1 must be replaced by the blowdown. It is sucked off with the pump 7 via the drain line 6 from time to time and fed to the drain 15. During this cleaning process, the switching valve 39 is closed, so that no tap water is supplied. In addition, the steam generation is interrupted during the cleaning process, so that no condensate is formed. Therefore, the condensate located in the collector 3 is supplied to the steam generator 4 during the cleaning process.
  • the container 42 of the collector 3 has such a large capacity that a sufficient amount of condensate is available for the duration of the cleaning process. Thus, despite the discontinuous operation of the steam generator 1, a continuous operation of the steam generator 4 is ensured.
  • the condensate in the collector 3 is supplied by means of the pump 11 via the line 19 to the steam humidifier 4.
  • the conduit 19 is designed as a capillary tube, which has only a small inner diameter. It is, for example, only about 5 mm to 7 mm, advantageously about 6 mm.
  • the line 19 opens into an overflow pipe 32, which opens near the ceiling 47 of a container 21 of the steam humidifier 4.
  • a siphon 38 via a tee 37 is connected to the overflow pipe 32.
  • the line 19 opens in the flow direction of the condensate in front of the T-piece 37 in the overflow pipe 32nd
  • the condensate exiting via the overflow pipe 32 from the container 21 of the steam humidifier 4 is returned to the collecting container 3 via the siphon 38, the collecting line 29 and the further collecting line 51. It can be opened by a cock or a valve 35 when the container 21 is to be emptied.
  • the arrangement of the T-piece 37 determines via the connection to the open drain in the manifold 29 for the condensate level in the container 21.
  • the intermediate siphon 38 attenuates via its water mask occurring in the container 21 by the evaporation process water level fluctuations.
  • the condensate is fed via the discharge line 34 to the container 21, there is a very uniform supply of cold, softened water to the water in the boiling state in the container 21 and thus a consistently stable evaporator performance.
  • the capillary tube 19 ensures a stable pump pressure. Fluctuations in the water level in the container 21 and / or influences from the steam humidifier or evaporator 4 are thus almost completely eliminated.
  • the steam humidifier 4 is provided with at least one level monitor 23, with which the level of the condensate in the container 21 can be controlled.
  • the level monitor 23 is connected to a controller 24, which is connected as the controller 16, 20 to the controller. As soon as the condensate level in the container 21 falls below a predetermined value, the pumping capacity of the pump 11 is increased via the controller.
  • the controller 24 and the heater 22 and at least one humidity sensor 26 are connected, which is downstream of the steam lance 28 in the air flow direction.
  • the heating power so that the moisture content can be kept constant.
  • the controller 24 it is reliably possible to use the relative humidity of the air to be condensed as a controlled variable for the performance of the heater 22.
  • calcareous city water can be used to produce desalted, dirt-free water for the humidification of the process air.
  • the container 41 is regularly slurried.
  • the condensate formed in the condenser 2 is collected in the collector 3, which serves as a water buffer for the steam humidifier 4 when the steam generator 1 is cleaned.
  • the softened water is evaporated, preferably by a continuous control by means of the regulator 24. Due to the described level control in the container 21 of the steam humidifier 4 a constant humidifier performance is ensured because the condensate tapers constantly and evenly.
  • the level control is simple in construction and inexpensive.
  • the steam humidifier 1 can be operated at a lower power. This reduces energy consumption. If only a small amount of steam is needed to humidify the process air, the steam generator 1 can even be switched off temporarily, since the collector 3 contains sufficient supply of condensate.
  • the humidifier performance is controlled continuously via the control of the process air system.
  • the power control of the heater 22 in the steam humidifier 4 is advantageously carried out via a power controller with pulse width modulation.
  • the regulation of the steam generator 1 takes place in the manner described taking into account the level of the collector 3 in conjunction with the required humidifier.
  • the steam humidifier 1 is controlled so that it is switched off when falling below a predetermined power requirement, for example, at a power requirement less than 20%. If the required humidifying power rises above a predetermined value, for example above 25%, again, or if the level in the collector 3 drops below a set value, the steam humidifier is switched on again. In order to avoid a lack of water, the evaporator capacity of the steam humidifier 1 must be sufficiently greater than the evaporator capacity of the steam humidifier 4, for example by 20%.
  • the required power of the steam humidifier 1 is adapted to the power requirement.
  • the inlet cross section is kept very small.
  • the overflow pipe 32 allows via the siphon 38 and the manifold 29 a pressure equalization in the container 21. As a result, pressure surges when boiling the water have no effect on the water level in the container 21st
  • the condensate from the collector 3 is supplied so that it passes above the liquid level in the container 21 in the overflow pipe 32. This ensures that the container 21 is properly filled before the water enters the overflow pipe 32. In order to have a sufficient amount of water available for the evaporation process, more condensate, preferably twice as much, is supplied as condensate in the container 21 is evaporated.
  • the overflow pipe 32 and the siphon 38 are not completely filled with water, which would lead to a suction effect, the flow cross-sections of the overflow pipe 32, the T-piece 37 and the siphon 38 are sufficiently large.
  • the outlet to the siphon 38 has the same pressure level as the steam lance 28, since the manifold 29 to which the siphon 38 is connected, runs freely.
  • the distance from the steam outlet 25 of the container 21 to the water level is sufficiently large so that boiling water does not enter the steam line 27 and thereby increases the pressure, which would lead to humidity fluctuations, but especially to level fluctuations.
  • At the steam outlet 25 but also constructive measures can be provided to prevent the access of spray water in the steam line 27. Then the water level in the container 21 may be higher.

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Abstract

Solche Einrichtungen werden beispielsweise bei der Halbleiterproduktion, der CD-Herstellung, im Pharmaziebereich, in Feinmeßräumen und in Klimakammern, eingesetzt und haben einen Dampferzeuger (1), der einen Zulauf für das zu verdampfende Medium und eine Dampfleitung (8) aufweist. Mit dem Dampf wird die Prozeßluft befeuchtet. Für einen Abschlämmvorgang muß der Verdampfungsvorgang für eine gewisse Zeit reduziert oder unterbrochen werden. Damit eine stabile Befeuchtungsleistung einfach und kostengünstig ermöglicht wird, ist dem Dampferzeuger (1) ein Kondensator (2) nachgeschaltet, dem seinerseits ein weiterer Dampferzeuger (4) nachgeschaltet ist. Die Leistung der beiden Dampferzeuger (2, 4) ist so aufeinander abgestimmt, daß die Dampferzeugung des ersten Dampferzeugers (1) für einen Abschlämmvorgang kurzzeitig unterbrochen werden kann, während der weitere Dampferzeuger (4) so viel Kondensat enthält, daß während des Abschlämmvorganges die Dampferzeugung fortgesetzt werden kann. Die Einrichtung wird beispielhaft in Prozeßgeräten sowie im Pharmaziebereich, in Feinmeßräumen oder Klimakammern eingesetzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Befeuchten von Prozeßluft nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Es ist beispielsweise bei der Halbleiterproduktion, bei der CD-Herstellung, im Pharmaziebereich und dergleichen notwendig, die Prozeßluft zu befeuchten. Hierzu wird das im Dampferzeuger befindliche Wasser erhitzt und der entstehende Dampf der Prozeßluft zugeführt. Da unbehandeltes Wasser kalkhaltig ist, steigt der Härtegrad des Wassers im Dampferzeuger durch den Verdampfungsvorgang ständig. Deshalb erfolgt in regelmäßigen Abständen ein Abschlämmvorgang, bei dem das im Dampferzeuger befindliche angereicherte Wasser durch Frischwasser ganz oder teilweise ersetzt wird. Dadurch wird der Verdampfungsvorgang für eine gewisse Zeit reduziert oder ganz unterbrochen, bis das Wasserreservoir wieder eine stabile Temperatur erreicht hat.
  • Es ist auch bekannt, dem Dampferzeuger eine Wasserenthärtungsanlage vorzuschalten. Dann ist das dem Dampfbefeuchter zugeführte Wasser kalkfrei, so daß eine Entkalkung des Dampferzeugers nicht notwendig ist. Allerdings ist eine solche Einrichtung aufwendig und teuer.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Einrichtung so auszubilden, daß eine stabile Befeuchtungsleistung einfach und kostengünstig ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Einrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird eine zweistufige Dampferzeugung eingesetzt. Der im ersten Dampferzeuger gebildete Dampf wird im Kondensator kondensiert. Dieses Kondensat wird dem weiteren Dampferzeuger zugeführt, der es verdampft. Der entstehende Dampf wird in die Prozeßluft eingebracht. Für die Einrichtung kann Leitungswasser verwendet werden. Die Leistung der beiden Dampferzeuger kann so aufeinander abgestimmt sein, daß die Dampferzeugung des ersten Dampferzeugers für einen Abschlämmvorgang kurzzeitig unterbrochen werden kann, während der weitere Dampferzeuger noch so viel Kondensat enthält, daß während des Abschlämmprozesses die Dampferzeugung am weiteren Dampferzeuger fortgesetzt werden kann.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
  • Sie zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung in schematischer Darstellung.
  • Die Einrichtung dient zum Befeuchten gasförmiger Medien, insbesondere Luft. Sie wird beispielsweise in Prozeßgeräten, wie sie bei der Halbleiterproduktion oder bei der Herstellung von CDs verwendet werden, sowie im Pharmaziebereich, in Feinmeßräumen oder Klimakammern eingesetzt.
  • Die Einrichtung weist einen ersten Destillator bzw. Dampferzeuger 1, einen Kondensator 2, einen Sammler 3 und einen zweiten Dampferzeuger 4 auf.
  • Der erste Dampferzeuger 1 ist in bekannter Weise als Elektrodendampfbefeuchter ausgebildet. Er weist eine Zulaufleitung 5 für Leitungswasser sowie eine Ablaufleitung 6 auf, in der eine Abschlämmpumpe 7 liegt. Über sie werden im Dampferzeuger 1 anfallende Abfallprodukte regelmäßig abgeschlämmt. Anschließend wird wieder kaltes Leitungswasser über den Zulauf 5 nachgefüllt, wodurch der Betrieb des Dampferzeugers 1 für kurze Zeit teilweise unterbrochen ist. In der Zulaufleitung 5 sitzt ein Schaltventil 39, mit dem der Zulauf des Leitungswassers gesteuert wird. Die Zulaufleitung 5 mündet vorteilhaft in einen Boden 40 eines Behälters 41 des Dampferzeugers 1. Im Behälter 41 wird durch Erhitzen des Wassers Dampf erzeugt, der über eine Dampfleitung 8 dem Kondensator 2 zugeführt wird. Die Dampfleitung 8 ist vorteilhaft ein Schlauch, der problemlos verlegt werden kann, auch unter ungünstigen Einbauverhältnissen. Im Kondensator 2, der vorteilhaft ein Plattenwärmetauscher ist, wird der Dampf kondensiert. Hierzu wird dem Kondensat 2 Kühlwasser 9 zugeführt, das die Kondensationsenthalpie aufnimmt und abführt. Das Kondensat ist enthärtetes Wasser, das über eine Leitung 10 dem Sammler 3 zugeführt wird. Er hat einen Behälter 42, in dessen Decke 43 die Kondensatleitung 10 vorteilhaft mündet. An den Boden 44 des Behälters 42 schließt eine Entleerungsleitung 45 an, die durch ein Ventil 46 geschlossen und geöffnet werden kann.
  • An den Behälter 42 ist eine Leitung 19 angeschlossen, in der eine Pumpe 11 sitzt, mit der das im Sammler 3 befindliche Kondensat über die Leitung 19 den zweiten Dampferzeuger 4 zugeführt wird.
  • Im Sammelbehälter 42 ist ein Schwimmerschalter 12 und eine Elektrode 13 angeordnet. Der Schwimmerschalter 12 ist mit dem Schaltventil 39 gekoppelt. Erreicht das Kondensat im Sammlerbehälter 42 einen bestimmten Höchststand, wird über den Schwimmerschalter 12 eine zugehörige Steuerung und eine Steuerleitung 17, in der ein Regler 16 liegt, das Schaltventil 39 geschlossen, so daß die Zufuhr von Wasser in den Behälter 41 des Dampferzeugers 1 unterbrochen wird.
  • Die Elektrode 13 ist über eine Steuerleitung 18, in der ein Regler 20 sitzt, mit der Pumpe 11 steuerungstechnisch verbunden. Über die Elektrode 13 und die Regler 20 und 16 wird das Ventil 39 so gesteuert, daß ein konstantes Niveau im Sammlerbehälter 42 gehalten wird. Außerdem wird dadurch sichergestellt, daß die Pumpe 11 nicht trockenläuft.
  • An den Behälter 42 des Sammlers 3 ist eine Überlaufleitung 14 angeschlossen, über die überschüssiges Kondensat einem Ablauf 15 zugeführt wird.
  • Der Sammler 3 bildet einen Speicher für das Kondensat, wenn das Wasser im Behälter 41 des Dampferzeugers 1 durch den Abschlämmvorgang ersetzt werden muß. Es wird mit der Pumpe 7 über die Ablaufleitung 6 von Zeit zu Zeit abgesaugt und dem Ablauf 15 zugeführt. Während dieses Reinigungsvorganges ist das Schaltventil 39 geschlossen, so daß kein Leitungswasser zugeführt wird. Außerdem wird während des Reinigungsvorganges die Dampferzeugung unterbrochen, so daß kein Kondensat gebildet wird. Darum wird das im Sammler 3 befindliche Kondensat während des Reinigungsprozesses dem Dampferzeuger 4 zugeführt. Der Behälter 42 des Sammlers 3 hat ein so großes Fassungsvermögen, daß für die Dauer des Reinigungsprozesses eine ausreichende Menge an Kondensat zur Verfügung steht. Somit ist trotz der diskontinuierlichen Arbeitsweise des Dampferzeugers 1 ein kontinuierlicher Betrieb des Dampferzeugers 4 gewährleistet.
  • Das Kondensat im Sammler 3 wird mittels der Pumpe 11 über die Leitung 19 dem Dampfbefeuchter 4 zugeführt. Die Leitung 19 ist als Kapillarrohr ausgebildet, das nur einen kleinen Innendurchmesser hat. Er beträgt beispielsweise nur etwa 5 mm bis 7 mm, vorteilhaft etwa 6 mm. Die Leitung 19 mündet in ein Überlaufrohr 32, das nahe der Decke 47 eines Behälters 21 des Dampfbefeuchters 4 mündet. An das Überlaufrohr 32 ist ein Siphon 38 über ein T-Stück 37 angeschlossen. Die Leitung 19 mündet in Strömungsrichtung des Kondensats vor dem T-Stück 37 in das Überlaufrohr 32.
  • Im Behälter 21 des Dampfbefeuchters 4 ist eine Heizung 22 untergebracht, die beispielsweise durch wenigstens einen Tauchheizstab gebildet sein kann. Er ragt von einer Seitenwand 48 des Behälters 21 nahe dem Boden 33 in das Kondensat. Mit der Heizung 22 wird die zur Befeuchtung der Prozeßluft benötigte Wassermenge verdampft. Der Dampf strömt über wenigstens eine Dampfleitung 37 zu wenigstens einer Dampflanze 28, die Austrittsdüsen 49 aufweist, durch die der Dampf in die vorbeiströmende, zu befeuchtende Prozeßluft eingebracht wird.
  • In der Dampflanze 28 sich bildendes Kondensat fließt über wenigstens eine Kondensatleitung 50 zurück zu einer drucklosen Sammelleitung 29. Sie ist über den Siphon 38 und das T-Stück 37 mit dem Überlaufrohr 32 verbunden und mündet in eine weitere drucklose Sammelleitung 30. In ihr wird das Kondensat über einen Filter 31 zum Sammler 3 zurückgeführt. Die Sammelleitung 30 mündet in die Decke 43 des Sammlerbehälters 42. In Strömungsrichtung hinter dem Filter 31 befindet sich in der Sammelleitung 30 ein Siphon 51.
  • Das über das Überlaufrohr 32 aus dem Behälter 21 des Dampfbefeuchters 4 austretende Kondensat wird dem Sammelbehälter 3 über den Siphon 38, die Sammelleitung 29 und die weitere Sammelleitung 51 zurückgeführt. Sie kann durch einen Hahn bzw. ein Ventil 35 geöffnet werden, wenn der Behälter 21 entleert werden soll.
  • Die Anordnung des T-Stückes 37 bestimmt über die Verbindung zum offenen Ablauf in die Sammelleitung 29 für das Kondensat den Füllstand im Behälter 21. Der zwischengeschaltete Siphon 38 dämpft über seine Wasservorlage die im Behälter 21 durch den Verdampfungsvorgang auftretenden Wasserspiegelschwankungen.
  • Da das Kondensat über die Entleerungsleitung 34 dem Behälter 21 zugeführt wird, ergibt sich eine sehr gleichmäßige Nachspeisung von kaltem, enthärtetem Wasser zum im Siedezustand befindlichen Wasser im Behälter 21 und damit eine gleichbleibend stabile Verdampferleistung. Das Kapillarrohr 19 sorgt für einen stabilen Pumpenvordruck. Schwankungen des Wasserniveaus im Behälter 21 und/oder Einflüsse vom Dampfbefeuchter bzw. Verdampfer 4 sind damit nahezu vollständig ausgeschaltet.
  • Der Dampfbefeuchter 4 ist mit mindestens einem Niveauwächter 23 versehen, mit dem das Niveau des Kondensats im Behälter 21 geregelt werden kann. Der Niveauwächter 23 ist an einen Regler 24 angeschlossen, der wie die Regler 16, 20 an die Steuerung angeschlossen ist. Sobald das Kondensatniveau im Behälter 21 einen vorgegebenen Wert unterschreitet, wird die Pumpleistung der Pumpe 11 über die Steuerung erhöht.
  • An den Regler 24 sind auch die Heizung 22 und wenigstens ein Feuchtefühler 26 angeschlossen, der in Luftströmungsrichtung nachgeordnet zur Dampflanze 28 liegt. Je nach Feuchtegehalt der Luft kann über die Steuerung die Heizleistung erhöht oder erniedrigt werden, so daß der Feuchtegehalt konstant gehalten werden kann. Mit dem Regler 24 ist es zuverlässig möglich, die relative Feuchte der zu kondensierenden Luft als Regelgröße für die Leistung der Heizung 22 einzusetzen.
  • Mit der beschriebenen Einrichtung kann kalkhaltiges Stadtwasser verwendet werden, um daraus entsalztes, schmutzfreies Wasser für die Befeuchtung der Prozeßluft zu erzeugen. Um eine Kalkbildung im Dampferzeuger 1 zu verringern, wird der Behälter 41 regelmäßig abgeschlämmt. Das im Kondensator 2 gebildete Kondensat wird im Sammler 3 gesammelt, der als Wasserpuffer für den Dampfbefeuchter 4 dient, wenn der Dampferzeuger 1 gereinigt wird. Im Dampferzeuger 4 wird das enthärtete Wasser verdampft, vorzugsweise durch eine stetige Regelung mittels des Reglers 24. Aufgrund der beschriebenen Niveauregelung im Behälter 21 des Dampfbefeuchters 4 wird eine konstante Befeuchterleistung gewährleistet, da das Kondensat konstant und gleichmäßig zuläuft. Die Niveauregelung ist einfach im Aufbau und kostengünstig.
  • Da das in der Dampflanze 28 anfallende Kondensat ebenfalls im Sammler 3 gesammelt wird, kann der Dampfbefeuchter 1 bei geringerer Leistung betrieben werden. Dadurch wird der Energieverbrauch gesenkt. Wird nur wenig Dampf zur Befeuchtung der Prozeßluft benötigt, kann der Dampferzeuger 1 zeitweise sogar abgeschaltet werden, da der Sammler 3 genügend Vorrat an Kondensat enthält.
  • Die Befeuchterleistung wird stetig über die Steuerung der Prozeßluftanlage geregelt. Die Leistungsregelung der Heizung 22 im Dampfbefeuchter 4 erfolgt vorteilhaft über einen Leistungssteller mit Pulsweitenmodulation. Die Regelung des Dampferzeugers 1 erfolgt in der beschriebenen Weise unter Berücksichtigung des Füllstandes des Sammlers 3 in Verbindung mit der geforderten Befeuchterleistung.
  • Der Dampfbefeuchter 1 wird so geregelt, daß er bei Unterschreiten einer vorgegebenen Leistungsanforderung abgeschaltet wird, beispielsweise bei einer Leistungsanforderung kleiner als 20%. Steigt die geforderte Befeuchtungsleistung über einen vorgegebenen Wert, beispielsweise über 25%, wieder an oder sinkt das Niveau im Sammler 3 unter einen eingestellten Wert, wird der Dampfbefeuchter wieder eingeschaltet. Um einen Wassermangel zu vermeiden, muß die Verdampferleistung des Dampfbefeuchters 1 ausreichend größer sein als die Verdampferleistung des Dampfbefeuchters 4, beispielsweise um 20%.
  • Auf diese Weise wird die benötigte Leistung des Dampfbefeuchters 1 dem Leistungsbedarf angepaßt. Insbesondere wird angestrebt, einen Überlauf des Kondensats im Sammler 3 so gering wie möglich zu halten, um unnötige Belastungen des Dampfbefeuchters 1 zu minimieren.
  • Im Dampfbefeuchter 4 ändern sich aufgrund des Überganges vom heißen zum siedenden Wasser durch entstehende Gasblasen die Wasserstände im Behälter 21 in kurzen Intervallen sehr stark. Um ein schnelles Abfließen des Wasser mit anschließender Nachfüllung mit kaltem, enthärteten Wasser aus dem Sammler 3 über das Überlaufrohr 32 zu verhindern, wird der Zulaufquerschnitt sehr klein gehalten.
  • Das Überlaufrohr 32 erlaubt über den Siphon 38 und die Sammelleitung 29 einen Druckausgleich im Behälter 21. Dadurch haben Druckstöße beim Sieden des Wassers keinen Einfluß auf den Wasserstand im Behälter 21.
  • Das Kondensat aus dem Sammler 3 wird so zugeführt, daß es oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behälter 21 in das Überlaufrohr 32 gelangt. Dadurch ist gewährleistet, daß der Behälter 21 einwandfrei gefüllt wird, bevor das Wasser in das Überlaufrohr 32 gelangt. Um eine ausreichende Menge an Wasser für den Verdampfungsvorgang zur Verfügung zu haben, wird mehr Kondensat, vorzugsweise doppelt so viel, zugeführt, als Kondensat im Behälter 21 verdampft wird.
  • Damit das Überlaufrohr 32 und der Siphon 38 nicht vollständig mit Wasser gefüllt sind, was zu einem Saugeffekt führen würde, sind die Strömungsquerschnitte des Überlaufrohres 32, des T-Stückes 37 und des Siphons 38 ausreichend groß. Der Austritt nach dem Siphon 38 weist dasselbe Druckniveau wie die Dampflanze 28 auf, da die Sammelleitung 29, an die der Siphon 38 angeschlossen ist, frei ablaufend ist.
  • Der Abstand vom Dampfaustritt 25 des Behälters 21 zum Wasserspiegel ist ausreichend groß, damit kochendes Wasser nicht in die Dampfleitung 27 gelangt und dadurch den Druck erhöht, was zu Feuchteschwankungen, insbesondere aber zu Niveauschwankungen, führen würde. Am Dampfaustritt 25 können aber auch konstruktive Maßnahmen vorgesehen sein, die den Zutritt von Spritzwasser in die Dampfleitung 27 verhindern. Dann kann der Wasserspiegel im Behälter 21 höher sein.

Claims (16)

  1. Einrichtung zum Befeuchten von Prozeßluft, wie bei der Halbleiterproduktion, CD-Herstellung, im Pharmaziebereich, in Feinmeßräumen und Klimakammern, mit mindestens einem Dampferzeuger (1), der wenigstens einen Zulauf für das zu verdampfende Medium, vorzugsweise Wasser, und wenigstens eine Dampfleitung (8) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß dem Dampferzeuger (1) wenigstens ein Kondensator (2) nachgeschaltet ist, dem mindestens ein weiterer Dampferzeuger (4) nachgeschaltet ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der vorteilhaft an Kühlmedium angeschlossene Kondensator (2) ein Plattenwärmetauscher ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger (1) wenigstens eine Ablaufleitung (6) aufweist, in der vorteilhaft eine Pumpe (7) sitzt.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Dampferzeuger (1) wenigstens eine Wasserzulaufleitung (5) aufweist, die durch ein Ventil (39) verschließbar ist.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Dampferzeuger (4) mindestens eine Dampfleitung (27) aufweist, die den weiteren Dampferzeuger (4) mit mindestens einer vorteilhaft als Dampflanze ausgebildete Dampfaustrageinheit (28) verbindet.
  6. Einrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß an die Dampfaustrageinheit (28) mindestens eine Kondensatleitung (50) angeschlossen ist, die vorteilhaft mit einer vorzugsweise drucklosen Sammelleitung (29) leitungsverbunden ist.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kondensator (2) und den weiteren Dampferzeuger (4) ein Sammler (3) geschaltet ist, der vorteilhaft über wenigstens eine Leitung (19) mit dem weiteren Dampferzeuger (4) leitungsverbunden ist.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß in der vorteilhaft als Kapillarrohr ausgebildeten Leitung (19) eine Pumpe (11) sitzt, mit der das Kondensat im Sammler (3) zum weiteren Dampferzeuger (4) förderbar ist.
  9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (19) in eine Überlaufleitung (32) des weiteren Dampferzeugers (4) mündet, die vorteilhaft im Bodenbereich in einen Behälter (21) des weiteren Dampferzeugers (4) mündet.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufleitung (32) über einen Siphon (38) mit der Sammelleitung (29) verbunden ist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung (19) des Sammlers (3) in Strömungsrichtung vor dem Anschluß (37) des Siphons (38) in die Überlaufleitung (32) mündet.
  12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Dampferzeuger (4) eine Heizung (22) für das Kondensat aufweist, die vorzugsweise in Abhängigkeit vom Feuchtegehalt der Luft nach dem Befeuchtungsvorgang regulierbar ist.
  13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, daß im Austrittsbereich des Dampfes aus der Dampfaustrageinheit (28) wenigstens ein Feuchtefühler (26) vorgesehen ist.
  14. Einrichtung nach einem Ansprüche 7 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Sammler (3) wenigstens einen Schwimmerschalter (12) aufweist und daß die Pumpe (11) vorteilhaft in Abhängigkeit von Signalen des Schwimmerschalters (12) betätigbar ist.
  15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Austritt hinter dem Siphon (38) und die Dampfaustrageinheit (28) dasselbe Druckniveau haben.
  16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung eines zumindest annähernd konstanten Niveaus der Sammler (3) mit wenigstens einer Elektrode (13) versehen ist, mit der über wenigstens einen Regler (16, 20) und wenigstens ein Ventil (39) der Wasserstand im Sammler (3) geregelt wird.
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