SE466736B

SE466736B - Arrangement for drying air with drying agent

Info

Publication number: SE466736B
Application number: SE9000471A
Authority: SE
Inventors: Per Erik Gustafsson
Original assignee: Gustafsson Erik
Priority date: 1990-02-09
Filing date: 1990-02-09
Publication date: 1992-03-30
Also published as: SE9000471L; SE9000471D0

Abstract

A device for drying air by means of microwave energy is characterized in that the drying takes place in an easily exchangeable cartridge 5, with drying agent which is regenerated. The air is sucked through the cartridge. Several devices can be coupled together to form a larger arrangement. Only one suction fan 1 is needed for handling all the wet air, and one suction fan 5 is used for transporting regenerated moisture out from the arrangement. Individual valves on the same axle can be used for changing between drying and regenerating. Individual mobiles are used for spreading the microwave energy. <IMAGE>

Description

466 736 2 luft, medan ett fåtal används för torkning av torkmedel. Enkla spjällkonstruktioner medger en växling från den ena torkningen till den andra. Växlingen kan automatiseras enligt något schema. För spridningen av*ênergin över absorbatorns yta används en eller flera rörliga reflektorer eller mobiler. Den fukt, som absorberas i kassetterna, kommer in i en riktning och den fuktiga luften från regenereringen av absorbatorn vid torkningen sugs ut samma väg som fukten kom in. 466 736 2 air, while a few are used for drying desiccants. Simple damper constructions allow a change from one drying to the other. The changeover can be automated according to any schedule. One or more moving reflectors or mobiles are used to spread the * energy over the surface of the absorber. The moisture absorbed in the cassettes enters in one direction and the moist air from the regeneration of the absorber during drying is sucked out the same way as the moisture came in.

BESKRIVNING AV RITNINGAR En fungerande anordning för torkning av luft enligt uppfin- ningen visas i figur l, som är en sprängskiss i perspektiv. I figur 2 visas de väsentliga luftledningsdonen var för sig. I figur 3 har de förts ihop till en enhet. Tre enheter visas schematiskt i figur 4. I figur 5 kan luftledningen observeras för den sammantagna enheten i figur 4. Slutligen visas i figur 6 och 7 några anordningar för reflektion av mikrovågsenergi utsänd från sändarenheten, vilken endast visas på plats i figur 1.DESCRIPTION OF DRAWINGS A working device for drying air according to the invention is shown in Figure 1, which is an exploded perspective view. Figure 2 shows the essential air ducts separately. In Figure 3, they have been combined into one unit. Three units are shown schematically in Figure 4. In Figure 5, the overhead line can be observed for the overall unit in Figure 4. Finally, Figures 6 and 7 show some devices for reflecting microwave energy emitted from the transmitter unit, which is only shown on site in Figure 1.

ETT LYCKAT UTFÖRANDE Den i figur 1 visade anordningen för lufttorkning innehåller de flesta nödvändiga delarna, som behövs. Luften sugs in av en sugande fläkt l, vars inloppskona tydligt framgår av figuren.A SUCCESSFUL DESIGN The air drying device shown in Figure 1 contains most of the necessary parts needed. The air is sucked in by a suction fan 1, the inlet cone of which is clearly shown in the figure.

Utloppet 2 visas även. Den fuktiga luften tas in genom ett filterpaket 3. Däremellan finns de för torkningen nödvändiga delarna.Outlet 2 is also shown. The moist air is taken in through a filter package 3. In between are the parts necessary for drying.

Den visade anordningen innehåller tre stycken torkenheter.The device shown contains three drying units.

Fläkten 1 suger fuktig luft genom anordningen, varvid fukten absorberas i kassetter. För att driva ut fukten används i vardera torkenheten minst en mikrovågssändare 4. Den fuktiga luften sugs ut av en särskilt fläkt 5 för regenereringsluft.The fan 1 sucks moist air through the device, whereby the moisture is absorbed in cassettes. To expel the moisture, at least one microwave transmitter 4 is used in each drying unit. The moist air is sucked out by a special fan 5 for regeneration air.

I figur 1 kan man särskilja flera typiska enheter. Hit hör en spjällenhet 6 med två spjäll och en kanal 7 för våt regenere- ringsluft. I underkanten av kanalen är fläkten 5 för regenere- * 466 756 ringsluften fästad.In Figure 1, several typical units can be distinguished. This includes a damper unit 6 with two dampers and a duct 7 for wet regeneration air. The fan 5 for the regeneration air is attached to the lower edge of the duct.

Spjällen vetter mot en ramenhet 8, som skall ge plats för spjällens rörelse i det visade utförandet. I figur 1 är två delar sammanbyggda, dels ett utrymme för kassetten 9 med torkmedel dels ett utrymme med mikrovågssändare, sändarvolymen 10. Det senare har typiska envägsventiler ll på sin ovansida.The dampers face a frame unit 8, which is to provide space for the movement of the dampers in the embodiment shown. In figure 1, two parts are assembled, partly a space for the cassette 9 with desiccant and partly a space with a microwave transmitter, the transmitter volume 10. The latter has typical one-way valves 11 on its upper side.

Figur 2 visar de olika delarna isärdragna. Spjällenheten 6 har två korsande kanaler. Den ena 7 är avsedd för regenereringsluf- ten. Den andra kanalen 12 har en stor spjällucka 13. Luckan 13 är i figuren öppen, medan den mindre våtluckan 14 är stängd.Figure 2 shows the different parts separated. The damper unit 6 has two intersecting channels. One 7 is intended for the regeneration air. The second channel 12 has a large damper door 13. The door 13 is open in the figure, while the smaller wet door 14 is closed.

Fuktig luft kan alltså tas in i torkdonet denna väg.Moist air can thus be taken into the dryer this way.

Ramenheten 8 är egentligen bara en ram för att fördela luften över hela kassettytan i nästa enhet. Den skall också ge plats för spjället 13, om detta är utfört i ett stycke.The frame unit 8 is really just a frame for distributing the air over the entire cassette surface in the next unit. It must also provide space for the damper 13, if this is done in one piece.

Kassettenheten 9 är delvis uppskuren. Man observerar i det rektangulära röret en parallellepiped 15, som utgör förvarings- don för torkmedel. Förvaringsdonet har två permeabla ytor. Den ena 16, som vetter mot spjällen, har sådan yta att mikrovàgse- nergi reflekteras in mot det bakomliggande torkmedlet. En håltagen aluminiumplåt har här visat sig fungera utmärkt.The cassette unit 9 is partially cut. A parallelepiped 15 is observed in the rectangular tube, which constitutes a storage device for desiccant. The storage device has two permeable surfaces. The one 16, which faces the dampers, has such a surface that microwave energy is reflected towards the underlying desiccant. A perforated aluminum plate has proven to work excellently here.

Fackmannen kan dimensionera hålen så att vågenergien inte kommer vidare, samtidigt som fuktig luft kan passera. Andra material kan också användas.Those skilled in the art can dimension the holes so that the wave energy does not advance, at the same time as moist air can pass. Other materials can also be used.

Kassettens 15 andra stora yta 17, som är schaffrerad i figuren, utgörs även av ett nätliknande material. Detta skall hålla kvar torkmedlet inom kassetten 15, men tillåta att mikrovågsenergi kommer in. Fackmannen vet att olika plaster är lämpliga.The second large surface 17 of the cassette 15, which is embossed in the figure, also consists of a net-like material. This should retain the desiccant within the cartridge 15, but allow microwave energy to enter. Those skilled in the art know that different plastics are suitable.

Utförandet i övrigt av dennaxyta ingår inte i uppfinningen, eftersom alla detaljer är kända av fackmannen.The rest of the design of this surface is not included in the invention, as all details are known to those skilled in the art.

Kassettens plats mellan spjällenhet 6 och sändarvolym 10 kan utföras på många sätt. Det är ett utmärkande särdrag för uppfinningen att torkmedlet förvaras i en kassett 15, vanligen med formen av en parallellepiped. Genom denna kan luft sugas i båda riktningarna genom stora permeabla ytor 16 och 17. Kasset- ten med torkmedel kan, då den är en särskild insatt del av 466 736 m* 4 torkdonet, enkelt tas ut ur densamma för byte av torkmedel och eventuell rengöring.The location of the cassette between damper unit 6 and transmitter volume 10 can be performed in many ways. It is a characteristic feature of the invention that the desiccant is stored in a cassette 15, usually in the form of a parallelepiped. Through this, air can be sucked in both directions through large permeable surfaces 16 and 17. The cassette with desiccant can, as it is a special inserted part of the 466 736 m * 4 dryer, easily be taken out of it for changing desiccant and possible cleaning .

Sändarvolymen 10 inleds medïen spridardel 18 vettande mot kassetten. Volymen avgränsas mot den sugande fläkten 1 med perforerade ytor 19 och 20. Ytorna är utförda så att de till- åter fri passage av luft men hindrar mikrovågsenergi från att lämna sändarvolymen. Fackmannen kan dimensionera hål och välja material i ytorna. Perforerad aluminium har visat sig fungera utmärkt, men andra material kan även komma ifråga.The transmitter volume 10 begins with the spreader portion 18 facing the cassette. The volume is delimited towards the suction fan 1 with perforated surfaces 19 and 20. The surfaces are designed so that they return free passage of air but prevent microwave energy from leaving the transmitter volume. Those skilled in the art can dimension holes and select materials in the surfaces. Perforated aluminum has proven to work excellently, but other materials may also be considered.

Den ena av de perforerade ytorna 19 är täckt av rörliga dukar ll. I figuren finns sex dukar inritade, men antalet kan väljas efter ytans 19 storlek och detta är enkla val för en fackman.One of the perforated surfaces 19 is covered by movable cloths 11. In the figure, there are six canvases drawn, but the number can be chosen according to the size of the surface 19 and these are simple choices for a person skilled in the art.

Dukarna sträcker sig över hela bredden av den perforerade ytan 19. Denna lutar. Skulle ingen fläkt i torkdonet vara igång skulle ytan 19 vara helt täckt av dukar. Dessa skulle sugas mot den sneda ytan 19 om regenereringsfläkten var igång samt spjället 14 till denna var öppet. I det visade läget för spjällen och den sugande stora fläkten 1 igång lyfts dukarna ll från den perforerade ytan. Denna yta och dukarna bildar således en envägsventil, som alltid är stängd för mikrovågs- energi men tillåter passage av luft med en sugande fläkt utanför.The cloths extend over the entire width of the perforated surface 19. This is inclined. Should no fan in the dryer be running, the surface 19 would be completely covered with cloths. These would be sucked against the oblique surface 19 if the regeneration fan was running and the damper 14 for this was open. In the position shown for the dampers and the suction large fan 1 started, the cloths 11 are lifted from the perforated surface. This surface and the cloths thus form a one-way valve, which is always closed to microwave energy but allows the passage of air with a suction fan outside.

I sändarvolymen är även minst en mikrovågssändare med vågledare installerad i det lådliknande utrymmet, som avslutas av en permeabel plåt 20 med samma egenskaper som den andra permeabla ytan 19. I figuren är den vertikal och utan ventildukar. Andra utföranden kan även ge gott resultat. Det är genom denna yta, som regenereringsluft sugs in i sändarvolymen, när enheten står i regenereringsläge. Luft för regenerering tas i allmänhet från den torkade luftströmmen, men andra förfaranden kan även komma ifråga. Den visade formen på sändarvolymen utgör ett lyckat exempel av många för att få en fungerande torkenhet.In the transmitter volume, at least one microwave transmitter with waveguide is also installed in the box-like space, which is terminated by a permeable plate 20 with the same properties as the second permeable surface 19. In the figure it is vertical and without valve cloths. Other designs can also give good results. It is through this surface that regeneration air is sucked into the transmitter volume when the unit is in regeneration mode. Air for regeneration is generally taken from the dried air stream, but other methods may also be considered. The shown shape of the transmitter volume is a successful example of many to get a working drying unit.

I den ingående regenereringsluftströmmen är en eller flera rörliga reflektorer inplacerade så att vågenergien fördelas över hela kassettens 15 volym. 466 756 5 I figur 3 har de olika enheterna förts samman till en fungeran- de torkenhet. Allt omgivande material antas här vara trans- parent så att man kan se in i enheten.In the input regeneration air stream, one or more moving reflectors are placed so that the wave energy is distributed over the entire volume of the cassette. 466 756 5 In Figure 3, the various units have been combined into a functioning drying unit. All surrounding material here is assumed to be transparent so that you can see into the unit.

I figur 4 har tre stycken enheter från figur 3 förts samman.In Figure 4, three units from Figure 3 have been brought together.

Kassetterna 15 är markerade med streckade linjer. Alla ventil- dukar 11 står fritt ut från ytorna 19, eftersom ingen ändring av något genomförts vid jämförelse mellan figuren 2, 3 och 4.The cassettes 15 are marked with dashed lines. All valve cloths 11 protrude freely from the surfaces 19, since no change of anything has been made in comparison between Figures 2, 3 and 4.

Man observerar en schaffrerad framsida 17 på samtliga kasset- ter. Det är denna yta, som släpper igenom vågenergien, men hindrar torkmedel från att komma ut.A screened front 17 is observed on all cassettes. It is this surface that lets the wave energy through, but prevents desiccant from coming out.

Det är tre enheter som förts samman. Då finns också minst tre mikrovågssändare inbyggda. Oftast räcker det med en sändare i varje enhet. Det har dock visat sig fördelaktigt att vid stora kassetter ha två eller fler mikrovågssändare inbyggda istället för en större. Antalet lagerhållna produkter blir då mindre om en standard kan användas.There are three units brought together. Then there are also at least three microwave transmitters built-in. Usually one transmitter is enough in each unit. However, it has proved advantageous to have two or more microwave transmitters built in instead of a larger one for large cassettes. The number of stocked products will then be smaller if a standard can be used.

I figur 5 visas tre stycken spjällenheter 6 bredvid varandra.Figure 5 shows three damper units 6 next to each other.

Två spjäll 13 och 14 är lagrade på samma axel 21. Av de tre enheterna A,B, och C står två stycken i läge för torkning av den inkommande luften 22. Denna fördelas på två enheter A och B och passerar var sin öppning i spjällenheten där spjällen 13 är öppna. Den tredje enheten C däremot står i läge för regenere- ring av den torkande kassettens torkmedel. Eftersom spjällen 14A och 14B är stängda bildas en kanal 7 där våt regenererings- luft kan sugas~ut av fläkten 5 i figur 1. Spjället l4C är öppet och den våta luften 23 tas in i kanalen genom öppningen och sugs sedan ut ur kanalen 7. Kanalen 7 avslutas vid den sista spjällenheten med en stängd vägg i kanalens bortre del, räknat från fläkten 5, som ej ritats in i denna figur.Two dampers 13 and 14 are mounted on the same shaft 21. Of the three units A, B, and C, two are in position for drying the incoming air 22. This is distributed on two units A and B and each passes its opening in the damper unit where the dampers 13 are open. The third unit C, on the other hand, is in the position for regenerating the drying agent of the drying cassette. Since the dampers 14A and 14B are closed, a duct 7 is formed where wet regeneration air can be sucked out of the fan 5 in Figure 1. The damper 14C is open and the wet air 23 is taken into the duct through the opening and then sucked out of the duct 7. The duct 7 terminates at the last damper unit with a closed wall in the distal part of the duct, counted from the fan 5, which is not drawn in this figure.

Spjällen 13 och 14 sitter i detta utförande på samma axel.The dampers 13 and 14 are in this embodiment on the same shaft.

Detta betyder att en vridning av axeln 21 ett kvarts varv medför att ett spjäll öppnas och ett annat stängs. Detta torde vara det enklaste sättet att styra de båda spjällen i en mindre torkenhet. Andra mera komplicerade spjällregleringar torde dock falla inom ramen för efterföljande patentkrav. Då varje axel motsvarar en enhet är det nu möjligt att låta tvâ enheter stå för torkning av luft och en för regenerering av torkmedel. 466 736 6 Detta kan utföras periodiskt så att i nästa cykel står A för regenerering och B och C i torkläge. I den tredje cykeln blir då A och C enheterna torkande medan B regenereras. Yttre kända don för reglering kan här användas.This means that a rotation of the shaft 21 a quarter turn causes one damper to open and another to close. This is probably the easiest way to control the two dampers in a smaller drying unit. However, other more complicated damper regulations should fall within the scope of the following patent claims. Since each axis corresponds to one unit, it is now possible to leave two units for drying air and one for regenerating desiccant. 466 736 6 This can be done periodically so that in the next cycle A stands for regeneration and B and C in drying mode. In the third cycle, the A and C units then become dry while B is regenerated. External known devices for regulation can be used here.

Exemplet använder tre sammankopplade enheter, som står bredvid varandra. Fackmannen förstår attggodtyckligt antal kan komma ifråga och att de även kan staplas på varandra eller orienteras i förhållande till fläktarna på olika sätt. Väsentligt är att några kassetter används för torkning och någon eller några regenereras. Används bara en enhet får dess torkning avbrytas tidvis för regenerering.The example uses three interconnected units, which stand next to each other. The person skilled in the art understands that any number can be considered and that they can also be stacked on top of each other or oriented in relation to the fans in different ways. It is important that some cassettes are used for drying and some or some are regenerated. If only one unit is used, its drying may be interrupted from time to time for regeneration.

I detta lyckade utförande används en mobil i den regenererande luftströmmen för att sprida mikrovågsenergien. En mobil visas i figur 6a. Den består av en tunn aluminiumskiva 25, som i exemplet är cirkulärt. Andra former av tunn plåt kan naturligt- vis även ge gott resultat. Skivan är upphängd i en tunn tråd 26. Med bara denna enda skiva i luftströmmen genom sändarvoly- mens bakre del 20 erhålls en god spridning av vågenergi över hela kassettens 15 yta. Mikrovågsenergien är dessutom instängd i sändarvolymen av reflekterande väggar och kassettens 15 in- gångssida (16). Torkmedlet förvaras således i ett slutet rum med reflekterande väggar och god penetration av torkmedlet kan upphàllas med mycket enkla medel. Spridningen kan förbättras avsevärt om skivan är ojämn eller t ex tillbucklad. Den roterar och svänger fram och tillbaka. Flera skivor kan kombineras till en större mobil t ex den, som visas i figur 6b. Här är åtta skivor 25 vardera i sin tråd 26 upphängda i en cirkulär ram 27, vilken i sin tur är upphängd i en tråd. Andra utföranden av mobiler med reflekterande material har även visat sig fungera utmärkt.In this successful embodiment, a mobile in the regenerating air stream is used to dissipate the microwave energy. A mobile is shown in Figure 6a. It consists of a thin aluminum plate 25, which in the example is circular. Other forms of thin sheet metal can, of course, also give good results. The disc is suspended in a thin wire 26. With only this single disc in the air flow through the rear part 20 of the transmitter volume, a good spread of wave energy is obtained over the entire surface of the cassette 15. The microwave energy is also trapped in the transmitter volume of reflective walls and the input side (16) of the cassette 15. The desiccant is thus stored in a closed room with reflective walls and good penetration of the desiccant can be maintained by very simple means. The spread can be significantly improved if the disc is uneven or, for example, dented. It rotates and swings back and forth. Several discs can be combined into a larger mobile, such as the one shown in Figure 6b. Here, eight discs 25 are each in their wire 26 suspended in a circular frame 27, which in turn is suspended in a wire. Other designs of mobiles with reflective material have also proven to work excellently.

Mera stabila anordningar t ex en, som hämtats från samma uppfinnares SE 890 1070-6, har även fungerat tillfredsställan- de. Denna, som visas i figur 7, består väsentligen av en skiva 28 med ett antal vingar 29. Den genom sändarvolymens bakstycke 20 kommande luftströmmen sätter skivan i rotation och mikro- vágsenergien sprids av de roterande vingarna.More stable devices, such as one taken from the same inventor's SE 890 1070-6, have also worked satisfactorily. This, as shown in Figure 7, consists essentially of a disc 28 with a number of wings 29. The air flow coming through the rear piece 20 of the transmitter volume sets the disc in rotation and the microwave energy is spread by the rotating wings.

Känd teknik används för att rikta luftströmmen mot vingarna 29 466 756 7 så att reflektorhjulet kommer i rotation. Utförandet här kan variera avsevärt men väsentligt är att en ingående luftström bringar reflekterande ytor att röra sig i den utsända vågener- gien.Prior art is used to direct the air flow towards the wings 29 466 756 7 so that the reflector wheel comes into rotation. The design here can vary considerably, but it is essential that an incoming air stream causes reflective surfaces to move in the emitted wave energy.

Ovan nänmda lyckade utförande kan naturligtvis ersättas med en extra driven reflektoranordning, men torkdonet blir då dyrare.The above-mentioned successful design can of course be replaced with an extra driven reflector device, but the dryer will then be more expensive.

Som torkmedel har kiselgur visat goda egenskaper, men andra torkmedel kan ha väl så goda torkegenskaper. Enklaste utföran- det av ventilerna 11, som tillåter endast en riktning av den utgående torkade luften är flexibel kanvas. Andra täta tex- tilier eller plastmaterial fungera också.As a desiccant, diatomaceous earth has shown good properties, but other desiccants may have just as good drying properties. The simplest embodiment of the valves 11, which allows only one direction of the outgoing dried air, is flexible canvas. Other dense textiles or plastic materials also work.

INDUSTRIELL ANVÄNDBARHET Med föreliggande uppfinning har problemet att industriellt framställa lufttorkningsdon med varierande storlek fått en prisvärd lösning. Dels kan antalet enheter varieras efter behov av torkkapacitet dels kan placeringen av de enskilda enheterna även varieras efter tillgången på byggvolym där luften skall torka.INDUSTRIAL APPLICABILITY With the present invention, the problem of industrially producing air dryers of varying sizes has been found to be an affordable solution. On the one hand, the number of units can be varied according to the need for drying capacity, and on the other hand, the location of the individual units can also be varied according to the availability of building volume where the air is to dry.

Då enheterna enkelt kan förses med anordningar för växling av kassetter med torkmedel kan god service av installerade enheter ges. *~~As the units can easily be equipped with devices for changing cassettes with desiccant, good service of installed units can be provided. * ~~

Claims

466 736 PATENT CLAIMS

An air drying device which is passed through a cassette (15) of desiccant, which desiccant is regenerated, the released water vapor being transported out of the cassette with an air stream directed to that used in the drying of air and wherein the heating of the desiccant in the cassette is made with microwave energy, characterized in that desiccant is stored in easily replaceable cassettes (15), one surface (16) of which is permeable to air, but reflects microwave energy, and that two fans are used to suck moist air through the cassette, of which one (1) is used during air drying and the other (5) is used during regeneration of the desiccant, where switching of the flow between drying and regeneration is carried out so that one damper (13) is open when the second damper (14) is closed , and that the microwave energy is dissipated by reflection against moving mobiles made of materials which reflect the microwave energy against the desiccant in cassettes (15) and the walls of the transmitter volume (10) with its diffuser part (18) and volume with microwave transmitter (4) and / or its waveguide.

A device for drying air according to claim 1, characterized in that the dampers (13 and 14) for changing the direction of flow sit on the same shaft (21).

Air drying device according to claim 1, characterized in that the volume containing a microwave transmitter, the transmitter volume, has a surface (19) facing the fan volume, which allows dried air to be sucked from the transmitter volume to the fan (1) but is closed to air flow in the opposite direction.

Air drying device according to claim 3, characterized in that the movement of the air from the fan volume at the fan (1) to the transmitter volume (18) through a surface (19) is hindered by one or more flexible cloths (11). 466 736 9

5. A device for drying air according to claim 1, characterized in that the mobile consists of one or more thin plates, which reflect microwave energy, which plates are suspended in the transmitter volume, and are set in motion by the sucked-in regeneration air.

Air drying device according to claim 1, characterized in that two or more drying devices (Figures 1 and 3) are connected to a larger unit, where only one fan (1) sucks moist air (22) through several cassettes and a fan (5) sucks regenerated air (23) back out of the device.

7. Air drying device according to claim 6, characterized in that more drying devices are in the drying mode than in the regeneration mode.

A device for drying air according to claim 6, characterized in that the cyclic switching between drying and regeneration is controlled by an external control device.