NO844887L - Sekvensdrevet karusell-avfukter med modulaer-sjikt - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører luftavfuktingssystemer hvor det ved hjelp av fysikalsk absorpsjon tilveiebringes et kontrollert fuktighets-miljø for et bestemt lukket volum.

Avfuktingssystemer for tilveiebringelse av et kontrollert fuktig-hetsmiljø i et lukket volum anvendes i industriell prosessteknikk, ved produkttørking, materiallagring og i luftkondisjoneringsan-legg. Typiske apparater og fremgangsmåter som benyttes i slike systemer innbefatter en fysikalsk absorpsjonsprosess ved hvilken fuktighet fjernes fra luften ved bruk av et tørkemiddel, eksempelvis silikagel eller et annet hydrofilt materiale.

Når det benyttes et tørkemiddel føres omgivelsesluft gjennom et tørkemiddelsjikt hvor det tørkende medium absorberer fuktighet (vanndamp), vanligvis opptil 40 vekt-% av tørkemiddelet, alt avhengig av det anvendte tørkemiddel. Etter en bestemt■tidsperiode har tørkemiddelets absorpsjonsverdi nådd en bestemt grense, og tørkemiddelet reaktiveres ved anvendelse av varm luft for tørking av sjiktet. Etter reaktiveringen benyttes samme tørkemiddel om igjen for absorpsjon. Absorpsjonsprosessen og reaktiveringen av tørkemiddelet gjentas i sykler.

En type kommersielt tilgjengelig avfukter innbefatter et sirkulært tørkemiddelfylt sjikt hvor et tykkelseslag av tørkemiddel på begge sider er belagt med sirkulære, perforerte stålplateskiver for derved å muliggjøre en kontrollert luftpassasje gjennom sjiktet, idet én seksjon benyttes for tørking av prosessiuft og en annen seksjon benyttes for reaktivering av tørkemiddelet etter at den forutbestemte tidsgrense for én syklus er nådd. Slike sirkulære sjikt er innelukket på en slik måte at seksjoner av samme sjikt deles opp i rom ved hjelp av et hus. De sirkulære tørkemiddelsjikt roterer kontinuerlig gjennom rommene, som er adskilt fra hverandre, ved hjelp av skillemidler, vanligvis under utnyttelse av elastiske eller andre bøyelige pakninger i kontakt med sjiktet. Et rom, med adgang til et prinsippalt segment av sjiktet, avfukter prosessluften og leverer en kontinuerlig, ubrutt mengde av tørr luft til det området eller den prosess som krever slik tørr luft. I det andre rom blir endel av tørkemiddel-sjiktet regenerert ved hjelp av varm luft og klargjort for gjen-tatt bruk. Tørkemiddelet i det sirkulære sjikt utnyttes således kontinuerlig, og blir reaktivert ettersom det tykke sirkulære sjikt roterer for derved å bringe de forskjellige deler av sjiktet frem til rommene som er beregnet for prosessluft og for reaktivering.

Et problem man støter på ved bruk av et sirkulære-sjikt-system er at seksjoner av tørkemiddelsjiktet ikke kan isoleres helt,

det vil si at en prosess-seksjon ikke kan isoleres helt fra en seksjon som behandles med reaktiverings-varmluft. Videre kan det finne sted en sammenblanding av strømmer av luft som kondisjoner-es og den oppvarmede reaktiveringsluft i sjiktet eller i romav-tetningsområdet mellom sjiktseksjoner, slik at det altså oppstår en blanding av de to luftstrømmer. Dette skjer fordi den konven-sjonelle konstruksjon krever nedstrøm (det vil si strømmer i samme retning) for prosess- og reaktiveringsluften, eller fordi det oppstår utilsiktede eller konstruksjonsmessig betingede ubalanser mellom de to luftstrømmer. I tillegg vil i en tørkeanord-ning med sirkulært sjikt, seksjonene ikke være adskilt, og luft beveger seg horisontalt gjennom sjiktseksjonene. Bøyelige pakninger som adskiller rommene med hensyn til sjiktet, vil være utsatt for kontakt med den sirkulære, perforerte overflate som skivene har, med nedsliting av pakningene som et resultat av dette. I tillegg kan selve tørkemiddelet lekke igjennom de perforerte skiver og gi årsak til ytterligere nedslipingsproblemer med hensyn til pakningene og deres bevegelser i forhold til det sirkulære sjikt.

En iboende ulempe i et nedstrøm-absorbersystem er at, avhengig

av tykkelsen til tørkemiddelsjiktet, vil fuktighet ha en tendens til å konsentrere seg på den ene siden av sjiktet, det vil si den siden som først utsettes for prosessluftstrømmen når luften føres gjennom tørkemiddellaget. I reaktiveringstrinnet i et ned-

strøm-system må konsentrert fuktighet på den ene siden også "drives" igjennom tørkemiddelsjiktet før det kan oppnås en fullstendig tørking. På lignende måte vil reaktiveringsvarmenogså ha en tendens tilå konsentrere seg på den ene sjiktsiden, og ved en avkjøling av sjiktet etter reaktiveringen, før tørkemiddelet får sin optimale virkning, vil varme som er konsentrert på den ene siden, på lignende måte drives gjennom sjiktet. Den manglende effektivitetsgrad i forbindelse med drivingen av fuktighet gjennom sjikttykkelsen i tørketrinnet og drivingen av varme gjennom sjiktet i kjøletrinnet, vil naturligvis være avhengig av slike driftsparametre som sjikttykkelsen, ledningsevnen, luftstrøm-ningsmengder o.l., hvilket vil være velkjent for fagmannen, men ettersom størrelsen og kapasiteten til en avfuktingsenhet med tørkemiddelsjikt øker, vil disse faktorer bli mer og mer vesent-lige med hensyn til oppnåelse av driveffektivitet og driftøkonomi.

I tillegg er det også kjent ulike typer trommel- og/eller kammer-apparater som kan benyttes i avfuktingsenheter for luft. US-PS 3,487,608 viser således et absorpsjonsapparat hvor det benyttes flere separate kammere som er fylt med absorbent-materiale, hvilke kammere utnyttes syklisk for absorpsjon og regenerering. Kammerne kan rotere for omstilling mellom en absorpsjonsfunksjon og en re-genereringsfunksjon på en syklisk måte. Det er også kjent å be-nytte en roterbar trommel i et absorbent-system, hvor en ring-formet trommel ved hjelp av skillevegger er delt opp i et antall rom som syklisk utsettes for prosessering og regenerering. Det skal her vises til US-PS 3,639,000.

Det er en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en absorber-ingsinnretning med roterende sjikt i et industrielt avfuktings-system som arbeider med tørkemiddel, hvor flere adskilte tørke-middelkammere roteres syklisk i en karusell oppbygget av flere adskilte, modulære sjikt, mellom en første lufttørke-fluidumstrøm (prosessluft) og en andre regenererende fluidumstrøm. I denne forbindelse er det en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en positiv avtetting av kammerne og å kunne isolere et bestemt kammer i forhold til en første absorpsjonsstrøm og en andre regen-erasjonsluftstrøm. Luftstrømmene segregeres på en effektiv måte fra hverandre i enheten ved hjelp av romisolasjonsmidler såvel som skillemidler som adskiller de modulære tørkemiddelkammere fra hverandre.

Fordi luftstrømmene isoleres fra hverandre kan det oppnås en betydelig bedre styring av enhetens ytelse. Strømningsmengden til desorpsjons- eller regenereringsluftstrømmen kan økes for derved p maksimalisere hastigheten til tørkemiddel-regenereringen, eller den kan senkes for derved å minimalisere energiforbruket, eller mankan på annen måte endre strømningsmengden for tilpassing til spesifikke konstruksjonsparametre, egnet for bestemte formål. I tillegg er det en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe et tørkemiddel-apparat, hvor ulike tørkemiddelsjikt-tykkelser kan anvendes uten modifisering av plasseringen eller utformingen av karusellpakken. Det er også en hensikt å anordne kammer-avtet-tingselementene i forbindelse med isolasjonsanordningen. Videre skal adskillelsen av de modulære tørkemiddelsjikt tillate en mot-strøm-luftstrøm gjennom sjiktene for prosess- og regenererings-luf tstrømmene . Avhengig av sjikttykkelsen kan det oppnås bespar-elser i energiforbruker, fordi det ikke er nødvendig å drive konsentrert fuktighet og/eller varme gjennom sjikttykkelsen, slik tilfellet er i nedstrøm-systemer.

Det er således en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe et modulært vertikalt sjikt i en avfuktingsenhet som gjør det mulig å anvende et større tørkemiddelvolum i et apparat av en gitt (volu-metrisk størrelse) enn det vanligvis er mulig med den tradisjo-nelle konsentriske sikttrommel-utførelse. Vedlikehold forenkles som følge av de modulære kammere. Sjiktet kan demonteres i seksjoner for derved å muliggjøre vedlikehold av vanskelig tilgjenge-lige installasjoner.

I et slikt system er det også en hensikt med oppfinnelsen raskt og på en syklisk måte å kunne bevege de modulære sjikt fra prosess- og til regenereringsrom i enheten, og raskt å kunne retur-nere det regenererte sjikt for prosessbruk i syklusen. Det er

også en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en sikker og på-litelig drivanordning for karusellsjikt-rotasjonen, slik at i bestemte, temporære intervaller kan de modulære sjiktseksjoner roteres om en rotasjonsakse, og det er også en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en lineær aktivator for positiv drivpå-virkning og forskyvning av de modulære karusellsjikt med hensyn på prosess- og regenereringsluftstrømmene.

Disse og andre hensikter med oppfinnelsen vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av et foretrukket utførelseseksempel, under henvisning til tegningene.

På tegningene viser:

Figur 1 et perspektivriss av en avfuktingsenhet sett forfra og ovenfra, idet perspektivrisset viser de konstruktive elementer av innretningen, med enhetens sidevegger og toppvegg fjernet,

figur IA viser enhetens grunnplan,

figurene 2A og 2B viser planriss, henholdsvis ovenfra og nedenfra,

og viser drivforholdet mellom karusellens topp- og bunnseksjon,

figur 2C viser et frontriss av karusellen, med flere modulære,

vertikale skjikt,

figur 2D viser karusellens bunnseksjon i perspektivriss, med en bunnkant og med elementer beregnet for samvirke med en

lineær aktuator for rotasjonsdrift av karusellen,

figur 2E viser et tverrsnitt av enkarusellsjikt-form,

figurene 3A og 3B viser respektive detaljer av en modulær, vertikal tørkemiddelsjiktseksjon og monteringen av de modulære tørkemiddelsjikt i en karusellring,

figur 3C viser i perspektivriss en detalj av innretningens sentrale isolasjonsskille, som adskiller og isolerer avfuktings- og regenereringsluftstrømmene i forhold til

bestemte seksjoner av karusellen, hvilke skille-anordning kan benyttes i forbindelse med.den utfør-

else av karusellringen som er vist i figurene 3A og

3B,

figur 3D viser hvordan bunnaksen til den sentrale isolasjonsskilleanordning kan fastlegges i forhold til bunnaksen, figur 3E viser et tverrsnitt av den nedre del av karusellen,

med palmekanisme og bunnlagre,

figur 4 viser et snitt gjennom karusellen, skillemidlene på

karusellringen som adskiller de modulære vertikale sjikt og den sentrale isolasjonsskilleanordning. Fluidumstrømningsmønsteret i apparatet er vist med referanse til de karusellutførelser som er vist i

figurene 3A-3E,

figurene 5A-5D viser en utforming av en alternativ karusellring og sjiktisolasjonssystem, og

figurene 6A og 6B viser en detalj av en lineær aktivator med tilhørende karusell-drivmidler i bunnen av karusellringen, for rotasjonsbevegelse av sjiktkarusellen.

Generelt sett består det nye apparat av flere i hovedsaken identiske modulære tørkemiddelsjikt. Hvert sjikt er bygget opp med en beholder for et tørkemiddelmedium og har et par i hovedsaken parallelle og gjennomtrengelige sider som muliggjør en strømning av luft fra den ene siden av sjiktet og til den andre siden, gjennom tørkemiddelet. Sjiktene er montert i en ringform rundt en karusell som har flere i like innbyrdes avstander plasserte steder for opptak av et tørkemiddelsjikt. Hver sjikt-plassering er i hovedsaken aksial i forhold til karusellens rotasjonsakse, og siktene ligger mellom karusellringens indre og ytre omkrets. I karusellen er det anordnet skillemidler for driftsisolering og -adskillelse av de modulære tørkemiddelsjikt fra hverandre.

I den foretrukne utførelse er skillemidlene slik plassert at

en gjennomtrengelig side av hvert sjikt vender mot karusellens ytteromkrets, mens den andre gjennomtrengelige side av sjiktet

vender mot karusellens indre omkrets. Ytterligere isolasjonsmidler er anordnet i samvirke med de modulære sjikt for derved å segregere et bestemt antall' av modulære sjikt i karusellen fra de andre sjiktene i karusellen, for derved å tilveiebringe en første gruppe av luft-prosess-sjikt i karusellen, i hvilke sjikt tørkemiddelet er virksomt, og en andre gruppe av sjikt i karusellen, i hvilke sjikt tørkemiddelet er i en regenererende tilstand. På denne måten muliggjøres en motstrøm av luftstrøm-mene. Når det gjelder de enkelte sjikt så vil således alt tørkemiddelet i sjiktet enten være i såkalt prosess eller under regenerering. Det samme innelukkede tørkemiddelvolum i et enkelt sjikt vil ikke samtidig være utsatt for prosess- og re-generasjonsluftstrømmer, slik tilfellet kan være i konvensjo-nelle enheter.

Det tilveiebringes således uavhengige luftstrømmer for henholdsvis prosess og reaktivering. Det er ikke nødvendig å balansere prosess- og regenereringsluftstrømmer inne i enheten. Derfor er det mulig å stille inn reaktiverings-luftvolumet for derved å kunne maksimalisere korndepresjon eller minimalisere energiforbruket .

De modulære sjikt muliggjør også en forenklet fjerning av tørkemiddelsjiktene. Skulle det være nødvendig så er konstruk-sjonen av modulærsjiktene slik at tørkemiddelsjiktene lett kan tas ut av karusellen. I tillegg kommer at det kan benyttes en effektiv fylleprosedyre for tørkemiddel, fordi hver modulær sjiktseksjon har et fyllehull i toppen og et tømmehull i bunnen. Det er ikke nødvendig å fjerne sjikt, forstyrre pakninger, eller på annen måte gjøre inngrep i en skikkelig mekaniske pakke for fylling eller rechargering.

Ifølge oppfinnelsen benyttes en aktivator for syklisk rotasjon . ~

av karusell og sjikt om en sentral akse, i forhold til en sektorr isolasjonsanordning. For hvert slag som aktivatoren utøver etter et bestemt tidsintervall, vil karusellen dreies en bestemt vinkel. På denne måten forskyves det enkelte sjikt i karusellen fra en

prosesstilstand og til en regenereringstilstand, og tilsvarende blir et sjikt som befinner seg i regenereringstilstanden, forskjøvet til en drifts- eller prosesstilstand. Forholdet mellom antall sjikt under regenerering og det totale antall sjikt i karusellen, bestemmes ut ifra den oppholdstid som kreves for regenereringen i de enkelte anvendelsestilfeller.

Fordi de modulære sjikt som benyttes er radielt montert i en karusellring, er det også mulig å oppnå en vesentlig redusering av enhetens fysiske størrelse sammenlignet med en tilsvarende (kapasitet) enhet av den konsentriske sikttrommeltype. Ettersom enhetens kapasitet øker vil det geometriske arrangement av de tørkemiddelinneholdende sjikt i karusellen i sterk grad bevirke en reduksjon av enhetens fysiske størrelse sammenlignet med en enhet med samme kapasitet og av den konsentriske sikttrommeltype. Eksempelvis vil en karusellenhet ifølge oppfinnelsen med en diameter på 2,54 m kunne inneholde et antall modulære, vertikale sjikt som er radielt plassert og som med hensyn til tørkemiddel-kapasitet svarer til den kapasitet som en konsentrisk sikttrom-melenhet med en diameter på 4,88 m har.

Den roterende karusellring-enhet med det modulære tørkemiddel-sjiktsystem ifølge oppfinnelsen er i figur 1 vist i et egnet hus. Kabinettets sidevegg og toppvegg er fjernet. I den innretning som er vist i figur 1 er det benyttet et rammeverk 1 hvor en roterbar karusellring 2 med flere modulære tørkemiddel-sjikt 2a-2g er plassert. Sjiktene er i hovedsaken radielt plassert innenfor ytteromkretsen til karusellringen. En bunn er betegnet med 3, og som vist i figur 1A er bunnen utformet med en sentral aksel 4 og flere lagre- og støttemidler 5a,5b,5c og 5d, for understøttelse av karusellen og rotasjon av karusellen. P£ bunnen er det også som vist i figur 1 plassert en lineær aktivator 6 for selektivt drivsamvirke med midler på karusellringen for derved å tilveiebringe en rotasjonsbevegelse av karusellringen om dens akse i bestemte tidsintervaller for derved å kunne forskyve sjiktene fra prosesstrinn til reaktiver-ingstrinn og videre til et prosesstrinn osv. Det er også sørget for en førings- og styreanordning 6a for styring og kontroll av aktivatorens trykkraft i forhold til karusellen. Kanaler for retting av en luftstrøm inn i de indre seksjoner av karusellen er vist ved 7 og 8. Kanaler for retting av en luftstrøm til de ytre seksjoner av karusellen er utformet på sideveggene til det omgivne hus, slik det vil bli gjort nærmere rede for i det etterfølgende. En ytterligere isolasjonsanordning, ikke synlig i figur 1, befinner seg inne i karusellringen og virker til å isolere seksjoner av karusellen, inneholdende et antall enkeltsjikt, mellom prosess- og regenerasjonstilstander.

I en generell utførelse har den roterbare karusellring steder for flere modulære tørkemiddelsjikt som vertikalt danner en "ring"-struktur. Denne ring er vist i toppriss, bunnriss og sideriss i figurene 2A,2B og 2C. Palmekanismen på ringen, hvilken mekanisme samvirker med den lineære aktivator for selektiv rotasjonsbevegelse av de modulære tørkemiddelsjikt mellom avfuktings- og regenereringstrinn er vist i perspektivriss i figur 2D. Et tverrsnitt av karusellringen og tørkemid-dels j iktsystemet med karusellring-isolasjons-sytemet for hvert sjikt er vist i figur 2E.

I figurene 2A-2E er det vist at en ringbærer er utformet som

en karusell hvor de enkelte modulære tørkemiddelsjikt er plassert i hovedsaken radielt og vertikalt. Karusellringen har plasseringssteder for tolv modulære sjikt mellom indre og ytre ringomkrets i figurene 2A-2B, men innretningen ifølge oppfinnelsen kan selvfølgelig ha flere eller færre modulære sjikt i karusellringen, avhengig av de konstruktive kriterier. Vanligvis vil et antall på fra 12-32 sjikt med en sjikttykkelse på 10 cm, anordnet i en ring, være egnet for de fleste industri-elle anvendelser hvor det kreves enhetskapasiteter i området fra 14-1 400 m 3/minutt,med en antall syklustid på 80 min. for en fullstendig omdreining av karusellringen.

Karusellens bærebunn er vist i figurene 2B og 2D. Man ser et senterlager 4<1>for montering av karusellen på en bunnaksel 4

(se figur 1A). Konsentrisk anordnet rundt en inneromkrets av karusellbunnen er det anordnet en serie palanslag (et pr.sjikt)

i form av indekseringstapper (10a-10l). Disse tapper kan bringes til samvirke med den lineære aktivator og er stedsplas-sert i hovedsaken i samsvar med stedsplasseringen av karusellens modulære tørkemiddelsjikt. Ringen 19, som holdes i en avstand fra karusellen ved hjelp av palelementene, bevirker en konstruktiv forsterkning av disse og danner også en bunnflate for understøttelse av den ytre omkretsen til karusellen, med mellomliggende lagre, 5a-5d. Mellom karusellbunnen og ringen 19 er det anordnet en ekstra bærering 20 som danner en fast og sikker basis for innfesting av paltannelementene. Ringen 20 er en stående ring som også bærer belastningen fra karusellen når denne roterer på lagerne.

Vertikalt plassert mellom karusellens topp og bunn er det vinkel-skiller som strekker seg ifra det ytre radielle segment av et tørkemiddelsjikt og til det indre radielle segment av hosliggende sjikt. Sjiktene er således "koblet" i forhold til luft-strømmen som innføres, enten fra ytteromkretsen eller inneromkretsen til karusellen. Anordningen av vinkelskillene for sjiktene er vist i snittet gjennom karusellen i figur 2E, hvor skillene er angitt med tallene 11 a-111. Av figur 3 vil man se at luftstrømmen gjennom sjiktene fortrinnsvis går gjennom de to motliggende sider av sjiktet som strekker seg i hovedsaken radielt i ringen.

Det er klart at de fysiske forhold mellom de modulære vertikale sjikt og karusellringen kan løses på mange måter. Figurene 3A og 3B viser et foretrukket sjikt-monteringssystem.

I figur 3A er et individuelt tørkemiddel-sjikt vist i form av

en på høykant stilt rektangulær boks. To motliggende sider 30 og 31 er av et luftgjennomtrengelig materiale, eksempel-

vis perforert platemetall, slik at luft kan gå igjennom sjiktet.

De andre to sjiktsider 32 og 33 begrenses av et luftett materiale, eksempelvis platemetall. Den sjiktsiden som skal vende mot karusellens ytteromkrets, det vil si sjiktsiden 32

i figur 3A, er utformet med en utragende leppe 34 langs en vertikal side. Hensikten med denne leppe er å muliggjøre en fast og tett forbindelse med det hosliggende vertikale skille i karusellringen. Det modulære sjikt har øverst en toppåpning 35 med et lokk 35a. Her kan tørkemiddel fylles i sjiktet. Videre er det utformet et nedre tømmehull 36. Dette tømmehull er dekket av en løstagbar, inntrykket plate 37, for å mulig-gjøre uttak av tørkemiddel. Platen 37 holdes på plass ved hjelp av skruer eller andre festemidler og fortrinnsvis bør platen og festemidlene ikke springe frem fra overflaten 32.

Monteringen av sjiktene i den roterbare karusellring er vist

i detalj i figur 3B, som viser et segment av en karusellring 40 med en innerdiamter 41 og en ytterdiameter 42. De vertikale sjikt (deler derav) er vist ved 43,44,45 og 46. Skiller tilknyttet hvert hosliggende modulært sjikt er vist ved 47,48 og 49. Det modulære sjikt 44 er vist klart for innsetting i karusellringen. Sjiktets innoverrettede side kan bringes til anlegg mot en bakre leppe 47a på hosliggende karusellskille 47,

og sjiktets utadvendende side vil med leppen 44a få anlegg mot en tilsvarende fremre leppe 48a på det hosliggende skille 48. Man vil se at ved plasseringen av sjiktet i forhold til de vertikale karusellskiller tilveiebringes det to begrensede volumer. Et første volum har i hovedsaken kileform og befinner seg mellom skillet 47 og en luftgjennomtrengelig side av sjiktet 44b. Dette volum vil skille hosliggende tørkemiddelsjikt fra hverandre og sjiktets ene luftgjennomtrengelige side 44b er her åpen mot karusellringens ytre omkrets. Det andre volum befinner seg mellom sjiktets andre side 44c og et hosliggende skille 48. Skillet 48 strekker seg i hovedsaken parallelt med sjiktets luftgjennomtrengelige side 44c, og det dannes således et andre volum som er lukket mot karusellens ytteromkrets, men er åpent mot karusellens inneromkrets, slik at altså den andre nevnte luftgjennomtrengelige sjiktside er åpen mot inneromkretsen til

karusellen. Det tilveiebringes således et eget luftløp for hvert enkelt sjikt i karusellringen. I disse separate luft-løp tillates luft å strømme fra utsiden av karusellen og til innsiden av karusellen (eller omvendt), gjennom tørkemiddel-sj iktene.

Karusellringen med de modulære sjikt plassert i ringen, kan rotere om en sentral akse i bunnen av innretningen. Konsentrisk med rotasjonsaksen er det anordnet et innvendig sektorskille som avdeler en del av det innvendige sylindriske volum i ringen, slik at det fremkommer adskilte prosessvolum og re-genereringsvolum. En detalj ved dette skille, benyttet i et karusellsystem som vist i figur 3A og 3B, og hvor en kvadrant inneholdende sjikt er isolert fra resten, er vist i figur 3C. I...figur 3C er inneromkretsen til karusellringen betegnet med 41', ytteromkretsen er betegnet med 42' og innretningens senter-akse er betegnet med 50. Perpendikulære vegger 53 og 54 strekker seg over skillets høyde og dekker karusellhøyden. Veggene er lufttette og møter hverandre i hovedsaken i senteraksen og de går radielt ut fra senteret mot karusellringens innerdia-meter 41. På disse skilleveggers mot ringomkretsen vendte kanter er det plassert pakninger 55.og 56. Ved den ytre ringomkrets 42 er det plassert omkretspakninger, her i form av pakninger 57 og 58. Disse pakninger er plassert slik i forhold til hverandre og i forhold til sjiktene i karusellringen at de avgrenser en kvadrant, altså 25% av sjiktene i karusellen.

Plasseringen av de ytre pakninger og det sentrale kvadrant-skille i forhold til indre og ytre karusellomkrets krever at de er forskjøvet i forhold til hverandre for derved å mulig-gjøre en luftstrøm gjennom de luftgjennomtrengelige sjiktsider i kvadrantseksjonen. Pakninger er også anordnet øverst og nederst i sektoren, både ved den indre og ytre ringomkrets. I .figur 3C er slike pakninger 58a,58b,58c og 58d antydet. Bunndelen av senterskillet kan være fiksert i forhold til enhetens akse ved hjelp av det kilesamvirke med bunnakselen 4

som er vist i figur 3D, men andre stikkmidler, overlappings-

og festemidler kan også benyttes. Toppen av senterskillet er fiksert øverst i enheten ved at det er festet til en stang eller en annen bærer i enhetens husramme.

Av snittet i figur 3E går det frem at karusellens senter-

akse befinner seg over bunnlageret 4 og at sjiktene roterer innenfor ringbegrensninger som bestemmes av indre og ytre omkrets 41 og 42. I figur 3E er lagerne og holderingen samt paltannelementene også vist. Dreiebanen for den øvre delen av karusellringen kan fastlegges ved hjelp av et hjul eller lagersystem hvor ringens øvre del kan dreie seg i et sirkulært område som begrenses av flere avstandsplasserte lagre.

I det foretrukne utførelseseksempel er hvert sjikt litt for-skjøvet (ca. 3°) i forhold til en sann radiell orientering ut fra karusellsenteret. Denne forskyvning av sjiktet muliggjør et gradvist tetningssamvirke med sjiktene i karusellringen ettersom karusellen beveges sjikt for sjikt i rotasjonssyklusen.

En slik avtetning mot sjiktet og karusellringen er vist nærmere

i tverrsnittet i figur 4, hvor de vertikalt plasserte pakninger mellom prosess- og regenereringskammeret er betegnet med henholdsvis 55,56,57 og 58. I dette arrangement, hvor det er et toppinnløp for regenerasjonsluft ved 95, føres oppvarmet tørke-middel-regenereringsluft fra innsiden av karusellringen og gjennom sjiktene i regenereringsseksjonen og ut, slik det er vist med den inntegnede luftstrømpil. Prosessluften, her re-presentert ved pilen 97, går i motstrøm til regenerasjonsluften, fra utsiden av karusellen og inn i den, og ut gjennom prosess-utløpet 98. Andre prosessutløp, så som eksempelvis 99 i figur 4, kan også være utformet i enhetens sidevegger, etter behov. Luftstrømmen i figur 4 er et standard-arrangement for enheter med et varmegjenvinningssystem, men luftstrømmen kan også være motsatt rettet i hver sektor, slik at man har den nødvendige fleksibilitet og hensiktsmessighet dersom det benyttes et gass-fluidum- eller dampreaktivert system.

Et alternativt, men mindre foretrukket arrangement av sektor-skillet og avtetningsmidlene er vist i figur 5A,B,C og D, hvor det er vist at sjiktene har i hovedsaken motsatt anordning av den i det beskrevne foretrukne utførelseseksempel. I denne alternative utførelse er hvert sjikt forsynt med.en vertikal pakning langs innersiden og yttersiden, og som vist i figur 5C er det anvendt et sektorskille med konkave og kovenvekse flater som gradvist får tetningssamvirke med de ytre og indre pakninger på sjiktene i ringen.

I figur 5A er det vist et modulært sjikt 100 med parallelle luftgjennomtrengelige sider 101 og 102 og med innover- og ut-overvendende lufttette sider 103 og 104. Et fyllehull 105 med tilhørende lokk 106 er anordnet, og det finnes også et tømme-hull med tilhørende dekselplate 108. Pakninger 109 og 110 strekker seg vertikalt langs indre og ytre sider. På yttersiden er det en leppe 111 som kan være utformet iett med siden 103. Figur 5B viser et ringsegment 120 med monteringssteder for hosliggende sjikt 121,122,123. Disse sjikt holdes adskilt fra her-andre ved hjelp av vertikale skiller 124 og 125 som er tilknyttet hvert enkelt sjikt. Adskillelsen av prosess- og regenerer-ingssektorer i en karusell med denne type sjikt skjer ved hjelp av de midler som er vist i figur 5C. Innvendige konvekse flater 131 og 132 og utvendige konkave flater 133,134, er anordnet for gradvist samvirke med de vertikale indre og ytre pakninger på de enkelte sjikt, for derved å muliggjøre en gradvis avtetting av sjiktene i forhold til regenereringsseksjonen. De tette vegger som isolerer sektoren, en slik vegg er vist ved 135, er plassert vertikalt på stedene 135' og 136' som vist i figur 5C. Kanaler gir adgang til regenereringssektoren og prosessektoren. Disse kanaler er vist ved 137 og 138. Figur 5D viser et riss ovenfra av en slik enhet under drift. Det er i tillegg vist en aktivator 140 og styrehjul eller styre-lagre 141 og 142, anordnet øverst i karusellringen for fikser-ing av denne. Styrehjulene er fortrinnsvis anordnet motsatt regenereringssektor-pakningene og har i hovedsaken rullekon-takt med karusellens øvre kant og utøver en kraft tilstrekkelig til å holde pakningene på sjiktene i kontakt med de ytre tet-ningsflater 133 og 134. (Karusellens bunn er fiksert ved hjelp av akselen som samvirker med et lager sentralt i bunnen).

En varmeanordning for regenereringsluften er vist ved 150. De sider i enheten som tilveiebringer et lufttett hus er vist ved 161,162,163 og 164, og de respektive kanaler som retter luft-strømmer mot karusellringens ytteromkrets er vist ved 165 og 166, men andre plasseringer er naturligvis mulige. Av figur 5D går det frem at sjiktene A,B,C og D er isolert i forhold til de andre og befinner seg i enhetens regenereringssektor. Pakningene som isolerer denne sektor er vist ved E,F,G og H. I den foretrukne utførelsesform benyttes et tidsur for styring av en lineær aktivator som muliggjør en trinnvis rotasjonsbevegelse av karusellen med de modulære sjikt, det vil si at aktivatoren vil rotere karusellen et antall grader for derved å forskyve et sjikt fra prosesskammeret og til reaktiveringskammeret, mens et annet sjikt går fra reaktiveringskammeret og til prosesskammeret. Denne forflytning skjer i bestemte tidsintervall. For-skyvningen utføres som en rask skyving hvis tidsvarighet er meget liten sammenlignet med den vanlige oppholdstiden for sjiktene mellom forskyvningene. Oppholdstiden for et tørkemiddelsjikt i reaktiveringskammeret bestemmes ut fra de krav som stilles til anvendelsen av den bestemte enhet. I figur 6A og 6B er det vist en aktivator hvis skyver kan bringes til selektivt samvirke med paltenner anordnet i bunnen av karusellen. En foretrukken aktivator er en vanlig,kommersiell aktivator i form av en elektromekanisk lineær aktivator. Den i figur 6A viste aktivator innbefatter en motor 201 som driver en reduksjonsgirkasse og en kobling 202 . Koblingen er i sin tur tilknyttet en skrue og en skyvestang 204, slik at det kan tilveiebringes en kraft i begge retninger. Brukt i forbindelse med karusellen er skyvestangen her forsynt med et U-formet anslag 205, beregnet for anslags-samvirke med "tennene" i denpalmekanisme som er anordnet i bunnen av karusellen, i samsvar med plasseringen av hvert modulært sjikt. Aktivatorens skyvebevegelse er tilpasset for vinkel-

forskyvning av karusellen i forhold til en sektorpakning,

slik at et sjikt forskyves pr. slagbevegelse. Har enheten eksempelvis 12 sjikt så kreves det tolv slagbevegelser av aktivatoren, utført i bestemte tidsintervaller, for derved trinnvist å fullføre en fullstendig omdreining av karusellen.

I figur 6A er det også vist mekanisk betjente trinnbrytere anordnet langs en fast styrearm 206.

En tilsvarende bevegbar indeksarm 207 er festet til skyve-

armen og beveger seg lineært i samsvar med aktivatorens lineære bevegelse. Indekseringsbrytere som bestemmer aktivatorens av/på-stillinger med hensyn til den lineære bevegelse innbefatter en indekseringsbryter 208 som styrer aktivatoren slik at den kan bevege karusellen over den ønskede vinkel, og bryteren tilveiebringer et elektrisk signal for derved å bringe aktivatoren tilbake til utgangsstillingen, klar for neste slagbevegelse. En returbryter og aktivatoravstenger 209 bestemmer begynnelsen av slagbevegelsen. En nødbryter 210 er anordnet for å hindre at aktivatoren overskrider en bestemt skyvestrekning, og vil derfor hindre skader på enheten i tilfelle indekseringsbryteren 208 svikter. Et sideriss av aktivatoren og indeksstyrebryterne er vist i figur 6B, hvor bryterne 208,209,210 er plassert på

den faste arm 206, med et betjeningsanslag 207' på den beveg-bare arm 207.

For å muliggjøre en nøyaktig innretting av aktivatorens lineære bevegelse i forhold til paltennene på karusellbunnen, er aktivatoren i den ene enden svingbart opplagret ved 220. Videre er aktivatoren opplagret ved hjelp av et hjul eller lager eller på annen egnet måte ved 221, og en fjær 222 utøver en kraft tilstrekkelig til å holde aktivatoren i inngrepssamvirke med "tan-nen" på karusellen.

Som nevnt vil det modulære vertikale sjiktsystem vanligvis bestå av fra 12-32 uavhengige rektangulære sjiktseksjoner som er adskilt ved hjelp av skiller som er montert vertikalt i et sirkulært ringarrangement. I avfuktingsenheter med luftkapasiteter på fra ca.14-1400 m 3 pr. enhet og med fra ca. 0,08-8 m<3>tørkemiddel, i sjikt med en tykkelse målt mellom de luftgjennomtrengelige sider på ca. 10 cm, vil den syklustid som er nødvendig for en fullstendig omdreiing av karusellen ligge på ca. 80 minutter, når det benyttes et silicagel-tørkemiddel.

Flere ulike metoder kan benyttes for modulering eller styring av fuktighet-fjerningskapasiteten. Hvilken metode som skal anvendes vil bestemmes ut ifra de forhold som til enhver tid vil foreligge, men det,er allikevel noen situasjoner hvor en optimal fremgangsmåte fordelaktig kan innbefatte en kombinasjon eller et valg blant de i det etterfølgende beskrevne fire hoved-metoder : 1) På/ av- styring av hele avfukteren: Såvel prosessluft som reaktiveringsluft stenges henholdsvis kobles inn. Dette skjer under utnyttelse av en fuktighetsmåler eller en duggpunktmåler som over-våker returluften til avfukteren. Denne styrepro-sedyre benyttes vanligvis når avfukteren er montert som en uavhengig enhet og ikke er innlagt i et behandlings- eller luftsirkulasjonssystem.

2) På/ av- styring av reaktiverings- varmevekslere

og vifte; Den uavhengige luftstrømføring i enheten eliminerer behovet for opprettholdelsen av en sy-stembalanse mellom prosess- og reaktiveringsluft, slik det kreves ved vanlige avfuktere med flate sjikt. Den nødvendige styring er billig i instal-lering, men den utgående prosessluft vil ha en tendens til større variasjon i fuktighetsinnhold eller duggpunkt enn tilfellet er ved enheter som styres med andre metoder.

3) Modulering av reaktiveringsvarmen. Til reaktiverings-varmevekslerne ved hjelp av trinnstyrean-ordninger eller proposjonal-styreanordninger, en

SCR, eller ved innregulering av antall oppvarm-ingselementer som energiseres, vil gi mulighet for styring av reaktiverings-varmekilden. Denne modulering av reaktiveringstemperatur-inngangen til avfukteren gir mulighet for en jevn utgående prosesstilstand innenfor trange toleranser. Energiforbruket minimaliseres som følge av system-ets iboende tendens til bare å levere den minste reaktiveringsenergi som kreves for å tilfredstille den styrte romfuktighetsmåler eller duggpunktføler. 4) Modulering av reaktiveringsvarmen og luftvolumet. Ved denne metode benyttes reaktiveringsluftvolumet som den primære automatiske variant. Denlønskede reaktiveringstemperatur holdes automatisk på en spesi-fikk verdi, bestemt av de konstruktive forhold, anvendte tørkemidler eller andre variabler som vil være kjent for fagmannen. Denne metode utvider området for reaktiveringsevnen og kan benyttes over et bredt driftsområde. Metoden kompenserer automatisk reduksjoner i tørkemiddelets absorpsjonsevne.

For vanlige anvendelser vil den best egnede overflatehastighet gjennom tørkemiddelsjiktene være 24m/minutt. Lavere hastighet-er (i områder 12-18m/minutt) maksimerer fuktighetsfjerningen og gir det laveste fuktighetsinnhold i den behandlede luft, målt på en absolutt-skala uavhengig av temperaturen. Høyere hastig-heter (i området 24-30 m/minutt) forbedres enhetens virknings-grad derved at antall kilo vann som fjernes pr. anvendt kilo-watt øker. Det resulterende trykkfall gjennom sjiktet kan imidlertid bli for høyt. Regenereringstemperaturer på 120-135°C er typiske verdier når det anvendes silicagel, aktivert alumin-iumoksyd, eller aluminiumoksydgeler. Dersom det ønskes et prosess-utløpsduggpunkt under -18°C så vil det vanligvis være nød-vendig å ha en regenereringstemperatur i området 135-150°C.

Betydelig høyere regenereringstemperaturer, i området 160-

190°C, behøves når det benyttes molekylærsikt-tørkemidler.

Det er også vanlig at et reaktiverings-luftvolum på 25% av

det totale prosess- og reaktiveringsluftvolum er tilstrekke-

lig. Dersom man møter ingangsfuktighetsnivåer større enn 50 grains pr. pund, så vil det være nødvendig å øke luftvolumet for å opprettholde ytelsen. Under ekstreme betingelser kan det være nødvendig å bruke så meget som 30-35% av de modulære tørke-middels jikt for reaktiveringsluftvolumet. Fordi enheten er lufttett bør man ta hensyn til de beregnede eller utilsiktede trykkfall over tørken, og et trykkfall på mer enn 125 mm vann-søyle bør unngås.

Den foran beskrevne enhet ifølge oppfinnelsen byr på fordeler sammenlignet med tidligere kjent teknikk: 1) sammenlignet med den kontinuerlige rotasjon i et flatt sjikt tillater 'karusellringen rask overføring av tørkemiddel fra en fase til den andre; bevegelsen av et sjikt gjennom den vanskelige overgangssone skjer raskt og støtvist; 2) sektortetningene i karusellsjikt-enheten har aldri kontakt med de perforerte sjiktplater. Fordi perfor-eringene kan være grove og rue og kan inneholde fragmenter av tørkemiddel, virker de slitende, og dette er et problem man unngår, i motsetning til ved tidligere kjente enheter hvor silicontetninger raskt slites ned; 3) en innregulering av forholdet mellom absorpsjon- og regenereringsareal forenkles ved plasseringen av de vertikale skiller i karusellringens indre og ytre seksjoner; 4) en reduksjon av karuselldiameteren kan man oppnå ved å øke dybden av de enkelte sjiktsegmenter, med i bibehold av deres jevne tykkelse med økende enhetsstørrelse;

og 5) det er mulig å arbeide med motstrøm, i motsetning til det medstrømssystem som må benyttes for åpne sjikt-konstruk-sjoner som benyttes i f lats j iktutf ørelsene .

Foran er det benyttet uttrykk så som "vertikal" og det er også snakket om "kvadrant"-seksjoner av karusellen, men det tør være klart at andre romorienteringer og forhold mellom elementene i kan benyttes. Det kan også tenkes andre ekvivalente anord-ninger for tilveiebringelse av den modulære isolasjon av sjiktene og seksjonsoppdelingen i prosess- og regenererings-seksjoner, og anordningen for den trinnvise rotasjonsbevegelse av karusellen kan naturligvis også ha en annen utforming. Eksempelvis kan regenerasjonssektor-skillet være dreibart i forhold til den indre og ytre omkrets av en fast ring i et driftssamvirke som i hovedsaken vil være det omvendte av det som er beskrevet her.

s

Claims (13)

1. Avfuktingsinnretning, hvor et tørkemiddel syklisk forskyves mellom en aktiv prosesstilstand og en regenereringstilstand, karakterisert ved at den innbefatter : 1) En karusellring med flere i hovedsaken like modulære tørkemiddelsjikt, idet hvert av disse sjikt er fysisk adskilt fra de andre og inneholder et tørkemiddel samt har et par luftgjennomtrengelige sider som tillater en strøm av luft fra den ene siden av sjiktet og til den andre siden, gjennom tørke-middelet, hvilke modulære sjikt er plassert i hovedsaken radielt i ringen, mellom ringens ytre omkrets og indre omkrets; 2) Skillemidler for adskillelse av de modulære sjikt i ringen fra hverandre, hvilke skillemidler er anordnet slik i forhold til ringens indre og ytre omkretser og i forhold til sjiktene at en gjennomtrengelig side av hvert sjikt er åpen mot karusellens ytre omkrets, mens den andre gjennomtrengelige sjiktside er åpen mot inneromkretsen; 3) Isolasjonsmidler som samvirker med tørkemiddel-sjiktene på ringen for segregering av et bestemt antall modulære sjikt på ringen fra de andre sjiktene på ringen, hvorved det tilveiebringes en første gruppe av luftprosess-sjikt hvor tørkemiddelet er aktivt, og en andre gruppe av sjikt hvor tørkemid-delet befinner seg i en regenereringstilstand; og ) En aktivatoranordning for dreiebevegelse av karusellringen i forhold til isolasjonsmidlene over en bestemt dreievinkel rundt karusellaksen i bestemte tidsintervaller, for derved å forflytte et sjikt i den første gruppe av aktive luftprosess-sjikt til regenereringstilstanden, og å forflytte et sjikt i gruppen av sjikt i regenereringstilstanden til den aktive tilstand.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved midler for retting av en strøm av regener-eringsluf t til gruppen av regenereringssjikt i en retning som går i motstrøm til strømmen av luft gjennom sjiktene når sjiktene er i luftprosesstilstanden.

3. Innretning ifølge krav 1 , karakterisert ved at aktivatoranordningen er en elektromekanisk lineær aktivator som kan bringes til samvirke med en paltann-mekanisme på ringen.

4. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at paltannmekanismen på ringen innbefatter paltann-indekseringsmidler på karusellen i samsvar med hvert plasseringssted for et sjikt på ringen.

5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved en indekseringsanordning for den lineære aktivator for samstyring av aktivatorens skyvebevegelse i forhold til paltannanordningen på ringen for derved å tilveiebringe en trinndreiebevegelse av karusellen på en slik måte at karusellens vinkelrotasjon pr. skyvebevegelse fra aktivatoren i hovedsaken er lik en 360° rotasjonsbevegelse av sjiktene, dividert med antall sjikt på ringen.

6. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at isolasjonsmidlene innbefatter en paknings-anordning som gradvis kan bringes til samvirke mellom sjiktene på karusellringen og de isolasjonsmidler som segregerer et bestemt antall modulære sjikt på ringen i en første og en andre gruppe av sjikt.

7. Innretning - ifølge krav 6, karakterisert ved at den gradvis aktive tetningsanordning innbefatter pakninger plassert ved ringens indre og ytre omkrets i samsvar med et bestemt antall sjikt på ringen, hvorved en i i hovedsaken jevn flate på sjiktet gradvist bringes, til samvirke med pakningen.

8. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at sjiktene innbefatter pakninger som strekker seg langs lengden av karusellringen ved hvert sjikt ved dets indre og ytre omkrets og at isolasjonsanordningen innbe-" fatter en fast og gradvist til tetningssamvirke med pakningen på sjiktets omkretssider bringbar jevn flate.

9. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at sjiktene på karusellringen innbefatter en ytre ringflate som kan bringes til samvirke med pakningen, hvilken ytre flate er litt forskjøvet for derved ved den ytre ringomkrets å tilveiebringe en vinkel som er mindre enn 90° i forhold til radien.

10. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at sjiktene har parallellepipedisk form og at de to luftgjennomtrengelige sjiktsider i hovedsaken er radielt plassert i forhold til karusellens rotasjonsakse .

11. Innretning ifølge krav 10, karakterisert ved at skillene som sørger for den fysiske adskillelse av sjiktene i ringen, sørger for tettende forbindelse mellom hjørnene på hosliggende sjikt ifra karusellringens indre omkrets og til ringens ytre omkrets.

12. Innretning ifølge krav 11, karakterisert ved at de to lufttette sidene i de parallelle epipediske sjikt vender mot henholdsvis inneromkretsen og ytteromkretsen i ringen.

13. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at i. det minste den lufttette side som vender mot ringens ytteromkrets er forskjøvet ca. 3° ifra en perpen-dikulær på radien i karusellen, slik at den sideflate som vender mot ytterkretsen gradvist vil få tetningssamvirke med tetnings-midler i karusellens rotasjonsretning.