NL1006451C2 - Inrichting voor het behandelen van lucht. - Google Patents

Description

Inrichting voor het behandelen van lucht

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting volgens de kop van conclusie 1.

Een dergelijke inrichting wordt bijvoorbeeld gebruikt als inrichting voor het bevochtigen, reinigen en/of 5 koelen van lucht en tot nu toe zijn zowel toepassingen thuis of op kantoor als in de industrie bekend geworden. Voorbeelden van dergelijke inrichtingen zijn te vinden in DE-A-1 778 268, EP-A-0 118 811 en DE-A-32 43 080. Bij deze inrichtingen wordt lucht van de ventilator naar de bevochti-10 gingsmiddelen geleid, die bijvoorbeeld als evenwijdige schijven kunnen zijn uitgevoerd. De ventilator en de bevochtigingsmiddelen kunnen een eigen aandrijving bezitten, doch ook is voorgesteld de aandrijving van de ventilator tevens te gebruiken voor de bevochtigingsmiddelen, bijvoor-15 beeld via wrijvingswielen (EP-A-0 118 811) of door de bevochtigingsmiddelen uit te voeren met een schoepenwiel dat door een uitwendige luchtstroom kan worden aangedreven (DE-A-l 778 268). Niettemin nemen de bevochtigingsmiddelen en de ventilator tezamen nog een groot volume in, hetgeen 20 bij sommige toepassingen ontoelaatbaar is.

In DE-A-25 23 199 wordt voorgesteld om dezelfde schijven zowel voor het opwekken van een luchtstroom als voor de bevochtiging van deze luchtstroom te gebruiken.

Het zal echter duidelijk zijn dat deze inrichting niet goed 25 kan functioneren daar aan de ventilatorschijven geheel andere eisen worden gesteld dan aan de schijven die als bevochtigingsmiddelen moeten werken. Zo zouden de schijven van een ventilator veel sneller moeten draaien dan de schijven van de bevochtigingsmiddelen.

30 De uitvinding beoogt thans een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de genoemde bezwaren op doeltreffende wijze zijn opgeheven.

1 η ; i<ï; : ' ‘ 2

Hiertoe wordt de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt door de maatregelen van het kenmerk van conclusie 1. Voordelige uitvoeringen van de uitvinding zijn onderwerp van de volgconclusies.

5 Doordat de ventilator en de bevochtigingsmiddelen zijn gecombineerd door overlapping en/of inbouw in elkaar, en bijvoorbeeld concentrisch zijn opgesteld kan de zeer compacte opstelling met bij voorkeur maar één as worden gerealiseerd, zodat de inrichting aanzienlijk kleiner kan 10 worden dan de bekende inrichtingen met los van elkaar gebouwdw bevochtigings- en luchtstroomorganen. Doordat de bevochtigingsmiddelen en de luchtstroomorganen echter uit afzonderlijke onderdelen kunnen bestaan en afzonderlijk van elkaar kunnen draaien, kan aan beide de gewenste eigenschap-15 pen worden gegeven, zodat een goed werkende inrichting met een klein formaat kan worden bereikt.

De althans ongeveer concentrische of coaxiale opstelling van de luchtstroomorganen en de bevochtigingsmiddelen maakt het verder mogelijk de bevochtigingsmiddelen 20 door de luchtstroomorganen te laten aandrijven indien de bevochtigingsmiddelen in de nabijheid en in de werkingssfeer van de luchtstroomorganen zijn aangebracht.

Behalve de compacte bouw, heeft deze uitvoering nog een groot bijkomend voordeel van de overbodigheid van een 25 afzonderlijk aandrijforgaan voor de bevochtigingsmiddelen of een transmissie tussen de ventilator en de bevochtigingsmiddelen. De bevochtigingsmiddelen kunnen in deze uitvoering door de door de luchtstroomorganen opgewekte luchtstroom worden aangedreven, waarbij de luchtstroomorganen en de 30 bevochtigingsmiddelen bij voorkeur zodanig zijn uitgevoerd dat deze aandrijving bijna automatisch plaatsvindt zonder extra onderdelen.

Een stromingstechnisch gunstige uitvoering is die waarbij de luchtstroomorganen inwendig van de ringvormig 35 uitgevoerde bevochtigingsmiddelen zijn geplaatst. Op deze 1 0 0 f' V5 1 ’ 3 wijze wordt meestal lucht van buitenaf eerst door de bevochtigingsmiddelen dan door de stroomorganen en bij voorkeur vervolgens weer door de bevochtigingsmiddelen gevoerd, waardoor een zeer goede bevochtiging van de lucht 5 kan plaatsvinden.

Een voordelige uitvoering is die, waarbij de luchtstroomorganen als op een as gemonteerde, in hoofdzaak evenwijdige schijven zijn uitgevoerd, terwijl de bevochtigingsmiddelen kunnen zijn uitgevoerd als in hoofdzaak 10 evenwijdige ringvormige schijven.

Deze uitvoering levert een inrichting met een relatief laag energieverbruik, een zeer laag geluidsniveau en een efficiënte werking op.

De uitvinding zal hierna verder worden toegelicht 15 aan de hand van de tekeningen, die een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de uitvinding weergeven.

Fig. 1 is een verticale doorsnede van de inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een doorsnede volgens de lijn II-II in 20 Fig. 1, die een gedeelte van de inrichting toont.

De tekening toont een uitvoeringsvoorbeeld van een inrichting voor het behandelen van lucht, die zelfstandig zou kunnen worden gebruikt, bijvoorbeeld voor het reinigen en bevochtigen van lucht in een ruimte, zoals een kamer, 25 cabine of dergelijke, voor het verhogen van het comfort daarin. Anderzijds kan de inrichting worden opgenomen als onderdeel van een grotere installatie, bijvoorbeeld in een airconditioningsinstallatie die volgens het ab- of ad-sorptieprincipe werkt, en waarbij droge, relatief warme 30 lucht dient te worden gekoeld en bevochtigd door het daarin laten verdampen van water. Een dergelijke airconditioning zou kunnen worden toegepast in vervoermiddelen, zoals vrachtwagens, caravans en personenauto's, en in het bijzonder in het laatste geval is het van groot belang om een 1 C π h 4 stille en kleine inrichting met een laag energieverbruik te verschaffen.

Volgens Fig. 1 en 2 is de inrichting voorzien van een kast 1 die op een luchtinlaat 2 en een luchtuitlaat 3 na 5 is gesloten. Vanaf de luchtinlaat 2 naar de luchtuitlaat 3 loopt een luchtstromingskanaal 4 dat zijdelings wordt begrensd door zijwanden 5 van de kast, aan de bovenzijde door een begrenzingswand 6 en aan de onderzijde door scheidingswanden of -platen 7 die de bovenzijde van een 10 waterbad 8 in de kast 1 begrenzen. Dit waterbad 8 bevat het water dat als waterdamp in de door het luchtstromingskanaal 4 stromende lucht dient te worden opgenomen.

In het luchtstromingskanaal 4 is een horizontale as 9 geplaatst die aan zijn uiteinden door lagers 10 in de 15 kast 1 draaibaar is ondersteund. Op deze as 9 grijpt een aandrijforgaan, zoals een elektromotor of dergelijke aan teneinde de as 9 in draaiing te zetten. Teneinde een zo compact mogelijke inrichting te verkrijgen, is de as 9 tenminste gedeeltelijk hol uitgevoerd en is een aandrijvende 20 elektromotor 11 in deze holle as 9 opgenomen. Op de as 9 is een aantal schijven 12 als luchtstroomorganen evenwijdig aan elkaar en bij voorkeur met gelijke onderlinge afstand draaivast bevestigd. Deze schijven 12, die zo licht mogelijk dienen te zijn en bijvoorbeeld kunnen zijn vervaardigd van 25 kunststof, zoals PVC, polyethyleen, polypropyleen en dergelijke, aluminium, papier enz., dienen voor het opwekken van een luchtstroming door het luchtstromingskanaal 4 vanaf de inlaat 2 naar de uitlaat 3. Teneinde dit te bereiken, wordt de as 9 gedraaid in een zodanige richting dat de 30 schijven in het gebied aangrenzend aan het water in het waterbad 8 van de inlaat 2 naar de uitlaat 3 bewegen. De schijven 12 en 13 zijn bij voorkeur zo dun mogelijk en het oppervlak is bij voorkeur glad voor het verkrijgen van een laag geluidsniveau.

1 Cr6'ö ' " 5

Op de as 9 zijn verder, concentrisch met de schijven 12, als bevochtigingsmiddelen werkende, ringvormige schijven 13 aangebracht, welke schijven 13 door dwarspennen 14 op een vaste afstand van elkaar worden gehouden en via 5 buitenste verbindingsorganen 15 zijn gelagerd ten opzichte van de kast 1, respectievelijk ten opzichte van de as 9. De ringvormige schijven 13 kunnen derhalve vrij ten opzichte van de as 9 draaien. De ringvormige schijven 13 kunnen bijvoorbeeld via de verbindingsorganen 15 met lagers op een 10 vaste as 16 zijn gelagerd, welke vaste as 16 dient voor het ondersteunen van de elektromotor 11 en door de holle as 9 verloopt. Uiteraard zijn ook nog allerlei andere constructies denkbaar.

De inwendige diameter van de ringvormige schijven 15 13 is zodanig, dat deze de schijven 12 van de ventilator met een kleine spleet van bijvoorbeeld circa 1-2 mm omgeven, terwijl het waterniveau in het waterbad 8 zodanig is, dat de ringvormige schijven 13 in hun onderste punt geheel in het water worden ondergedompeld en derhalve over hun gehele 20 oppervlak kunnen worden bevochtigd, zodat de ringvormige schijven 13 als bevochtigingsmiddelen kunnen werken.

De ringvormige schijven 13 bezitten geen afzonderlijke aandrijving, doch worden aangedreven door de luchtstroming die wordt opgewekt door de schijven 12. Dit effect 25 wordt bereikt doordat zowel de intredende lucht als de uittredende lucht onder een hoek met de radiaal langs de ringvormige schijven 13 stroomt, waarbij de omtrekscomponen-ten dezelfde rotatierichting hebben, zodat de schijven 13 door deze omtrekscomponenten van de luchtstroming in 30 draaiing worden gebracht. De draaisnelheid van de bevochti-gingsschijven 13 kan aanzienlijk lager zijn dan die van de ventilatorschijven 12, bijvoorbeeld 30-90 tpm voor de bevochtigingsschijven 13 tegenover 2000-4000 tpm van de ventilatorschijven 12. De aan de schijven 13 verleende 35 rotatiesnelheid hangt van een aantal factoren af, doch het ] Π Π r:;£ 1 * 6 is in principe mogelijk deze snelheid te regelen door een regelbare rem op de schijven 13 te laten aangrijpen, teneinde de tegendruk te variëren indien dit nodig is voor het verkrijgen van een hogere of lagere snelheid van de 5 schijven 13 ten opzichte van de schijven 12, bijvoorbeeld om de relatieve luchtvochtigheid te regelen of aanpassing aan de doorstromingshoeveelheid van de lucht.

De verdeling van de schijven 12 per lengte-eenheid is bij voorkeur anders dan die van de schijven 13, waarbij 10 bij voorkeur meer schijven 13 per lengte-eenheid zijn aangebracht dan schijven 12. Een verhouding van twee tot vier en bij voorkeur drie in de beide verdelingen is gunstig zoals uit metingen is gebleken. De radiale afmeting van de schijven tussen de binnen- en buitendiameter is bij voorkeur 15 ongeveer 25 tot 30% van de straal of radiale afmeting van de schijven 12. Het oppervlak van de schijven 13 kan glad maar ook enigszins absorberend zijn en kan eventueel zijn voorzien van gaten of andere perforaties. Het oppervlak van de schijven 12 kan met opzet ruw worden gemaakt of een 20 bepaalde oppervlaktestructuur worden gegeven voor het verkrijgen van een grotere luchtopbrengst, resp. een grotere drukval, in hoofdzaak veroorzaakt door microturbulentie.

De doorsnede van de luchtuitlaat 3 is aanzienlijk kleiner dan die van de inlaat 2 en kan zich bijvoorbeeld 25 verhouden als 1: 3 a 4, bij voorkeur ongeveer 1:3. De uitlaat 3 bevindt zich bij voorkeur in lijn met de onderste helft van de schijven 12 en de onderrand van de luchtuitlaat 3 ligt ongeveer in lijn met het onderste raakpunt van de schijven 12. Uiteraard kan aan het luchtstromingskanaal 4 30 ter plaatse van de luchtuitlaat 3 een van een rechte afwijkende vorm worden gegeven.

De werking van de hiervoor beschreven inrichting is als volgt.

Indien de elektromotor 11 wordt bekrachtigd, zal de 35 as 9 met een voorafbepaald, eventueel regelbaar toerental 1 r) f’ ·' :'[ ' *’, i ’* 7 van enkele duizenden toeren per minuut worden aangedreven en door de vorm van het luchtstromingskanaal zal een lucht-stroming aan één zijde, in het weergegeven geval aan de onderzijde van de as 9 gaan plaatsvinden door de wrijving 5 van de schijven 12 langs de lucht, waardoor de lucht wordt meegesleept en ter plaatse van de uitlaat 3, waar geen radiale begrenzing door de kast 1 of het water in het waterbad 8 is, naar buiten worden geslingerd. Het instromen en uitstromen van de lucht naar en van de schijven 12 vindt 10 in hoofdzaak niet-radiaal plaats, waardoor de opgewekte luchtstroming een aandrijvende kracht uitoefent op de vrij draaiende ringvormige schijven 13 die zich concentrisch om de schijven 12 bevinden. Deze ringvormige schijven 13 lopen aan hun onderzijde door het water van een waterbad 8 en 15 worden zodoende bevochtigd, welk vocht door de luchtstroom kan worden opgenomen zodat de luchtvochtigheid toeneemt.

Door verdamping van het water zal verdampingswarmte aan de lucht worden onttrokken, waardoor de temperatuur van de lucht zal afnemen, zodat de inrichting ook als koelinrich-20 ting fungeert. Voorts zullen stof en andere verontreinigingen aan het natte oppervlak van de schijven 13 hechten, zodat de inrichting ook een reinigende werking heeft. Daar de schijven 13 door het waterbad 8 lopen, kunnen de verontreinigingen daar weer worden afgegeven, zodat de schijven 13 25 schoon blijven. Doordat een groot aantal schijven 13 per lengte-eenheid zijn aangebracht staat, ondanks de beperkte radiale afmeting, een groot bevochtigingsoppervlak ter beschikking en kan een hoge bevochtigingsgraad worden bereikt. Deze bevochtigingsgraad van de lucht kan worden 30 geregeld bijvoorbeeld door regeling van het toerental van de bevochtigingsmiddelen en/of de luchtstroommiddelen van de ventilator. Het energieverbruik is daarbij zeer laag. Zo kan met een elektromotor van 20-30 W en luchtverplaatsing van 300 m3/h worden bereikt. Het geluidsniveau van deze schijven-35 ventilator is zeer laag. Een niveau van minder dan 30 dB is * '· 1 ' · ' V. » 8 zonder meer haalbaar. Indien de inrichting volgens de uitvinding is opgenomen in een langer luchtstromingskanaal met andere aggregaten, dan kan, indien de inrichting aan de uitlaatzijde van het kanaal is aangebracht, zelfs als 5 geluiddemper werken. Doordat de verdamping van het water aan het oppervlak van de bevochtigingsmiddelen plaatsvindt en niet in de lucht zelf, zoals bij versproeien, treedt geen druppelvorming op, hetgeen comfortabel en gezond is.

De uitvinding is niet beperkt tot het in de 10 tekening weergegeven en in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeeld, dat op verschillende manieren binnen het kader van de uitvinding kan worden gevarieerd. Zo zouden de bevochtigingsmiddelen ook inwendig van de luchtstroom-organen kunnen zijn aangebracht. De bevochtiging dient dan 15 uiteraard anders plaats te vinden, bijvoorbeeld van binnenuit door de holle as. De bevochtigingsmiddelen en de luchtstroommiddelen kunnen ook op evevnwijdige assen zijn geplaatst, of op kruisende assen, zolang zij dan in elkaar zijn geïntegreerd. Het water kan uiteraard worden vervangen 20 door een andere bruikbare vloeistof, en ook kan het water toevoegingen bezitten, zoals anti-vries en/of geurstoffen.

De ventilator kan verder andere luchtstroomorganen dan schijven bezitten, zoals schoepen of dergelijke.

i 0 ϋ K : M

Claims (12)

1. Inrichting voor het behandelen van lucht, voorzien van een kast (1) roet een luchtstromingskanaal (4), een in het kanaal aangebrachte ventilator met een aandrijf-orgaan (11) en bevochtigingsmiddelen uitgevoerd met een 5 aantal gedeeltelijk in het luchtkanaal en gedeeltelijk in watertoevoermiddelen (8) en om een as (9) draaiende bevochtig ingsorganen (13), met het kenmerk, dat de ventilator is voorzien van, de bevochtigingsorganen (13) althans gedeeltelijk overlappende, resp. om of binnen, doch afzonderlijk 10 daarvan draaiende, luchtstroomorganen (12).

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij de bevochtingsorganen (13) en de luchtstroomorganen (12) althans ongeveer concentrisch of coaxiaal ten opzichte van elkaar zijn geplaatst.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarbij de bevochtigingsorganen (13) in de nabijheid en in de werkingssfeer van de luchtstroomorganen (12) zijn aangebracht.

4. Inrichting volgens conclusie 3, waarbij de luchtstroomorganen (12) inwendig van de ringvormig uitge- 20 voerde bevochtigingsorganen (13) zijn geplaatst.

5. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de luchtstroomorganen (12) als op een bij voorkeur horizontale as (9) gemonteerde, in hoofdzaak evenwijdige schijven zijn uitgevoerd.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, waarbij de bevochtigingsorganen (13) zijn uitgevoerd als in hoofdzaak evenwijdige ringvormige schijven, en/of zijn voorzien van, van buiten naar binnen verlopende kanalen, bijvoorbeeld als een honingraatstructuur.

7. Inrichting volgens conclusie 5 en 6, waarbij de bevochtigingsschijven (13) met een fijnere verdeling per lengte-eenheid zijn aangebracht dan de luchtschijven (12). i ! ; * . r· i 1

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de watertoevoermiddelen zijn voorzien van een waterbad, en het luchtkanaal (4) bij voorkeur grenst aan het waterbad (8) en onder de as (9) door verloopt.

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclu sies, waarbij het luchtkanaal (4) aan de inlaatzijde (2) een grotere doorlaat heeft dan aan de uitlaatzijde (3).

10. Inrichting volgens conclusie 8 en 9, waarbij de omtrek van de luchtstroomorganen (12), resp. de bevochti-10 gingsorganen (13) aan de van het waterbad (8) afgekeerde zijde is omgeven door een nauw aansluitende wand (6), terwijl bij voorkeur het waterbad (8) op plaatsen buiten de bevochtigingsorganen door een afdekking (7) is bedekt, welke dan tevens het luchtstromingskanaal (4) begrenst. 15

11.Inrichting volgens een der voorgaande conclu sies, waarbij de as (9) hol is uitgevoerd en een elektromotor (11) voor aandrijving van de as (9) in de as is ondergebracht.

12.Inrichting volgens een der voorgaande conclu-20 sies, waarbij een regelorgaan voor regeling van de bevochtiging is voorzien, bijvoorbeeld door regeling van het toerental van de ventilator en/of van de bevochtigingsmidde-len, waarbij het regelorgaan voor de bevochtigingsmiddelen kan zijn voorzien van een op de bevochtigingsorganen (13) 25 aangrijpende, regelbare rem.