DE2435224A1

DE2435224A1 - Dampfgespeiste befeuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2435224A1
Application number: DE2435224A
Authority: DE
Inventors: Mitlon Hilmer; Niranjan Jiandani; John William Ritter
Original assignee: SARCO CO
Current assignee: SARCO CO
Priority date: 1973-07-23
Filing date: 1974-07-22
Publication date: 1975-02-20
Also published as: FR2238524A1; CH573090A5; JPS5063754A; NL7409954A; ES428502A1; CA1000585A; BE817975A; BR7406025D0; AR202310A1; IT1017376B; GB1433313A; FR2238524B1; AU7104174A; ZA744379B; US3923483A; SE7409583L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Befeuchtungsvorrichtungen und betrifft insbesondere Befeuchtungsvorrichtungen, bei denen Dampf als Befeuchtungsmittel verwendet wird.

Um eine Befeuchtung durchzuführen, werden bis jetzt verschiedene bekannte Verfahren angewendet; beispielsweise wird fein zerstäubtes Wasser an die Atmosphäre abgegeben, oder man benutzt Verdunstungsbänder, die ständig neu mit Vvasser befeuchtet werden, und die einem Luftstrom ausgesetzt werden, oder man arbeitet mit einer direkten Zuführung von Dampf. Bei dem Verfahren zum Abgeben von Dampf handelt es sich zweifellos um dasjenige Befeuchtungsverfahren, welches in Fällen am zweckmäßigsten ist, in' denen insbesondere in der Industrie zum Zweck einer Befeuchtung sehr große Dampfmengen abgegeben werden müssen. Jedoch müssen die zum Abgeben von .Dampf dienenden Vorrichtungen von zweckmäßiger Konstruktion sein, denn bei einer Befeuchtung mit Naßdampf besteht die Gefahr, daß die Vorrichtung kleine Wassertröpfchen abgibt, die zu einer unerwünschten Benetzung von Leitungswänden, Decken, Böden und der Vorrichtung benachbarten Einrichtungen führen.

Um eine Befeuchtung mit Dampf durchzuführen, leitet man gewöhnlich Dampf durch ein mit Öffnungen versehenes liohr, so

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daß der Dampf durch die Öffnungen entweicht und an die zu befeuchtende Atmosphäre abgegeben wird, i'ür den üall, daß aus den Öffnungen Naßdampf entweicht., werden Auffangschalen zum Sammeln des Wassers vorgesehen.'*Ein zweckmäßigeres Verfahren besteht darin, daß man "das Entweichen von 1-Jaßdampf aus den öffnungen dadurch möglichst vermeidet, daß man einen mit Dampf, beheizbaren Llentel oder eine Heizzone vorsieht, welche das die öffnungen aufweisende Rohr umgibt. Solche Anordnungen sind z.B. in den U.S.A.-Patentschriften 3 642 2C1 und 3 486 697 beschrieben. In der letzteren U.S.A.-Patentschrift ist eine Rohrschlange beschrieben, die mit Heißdampf gespeist werden kann und das mit öffnungen versehene Rohr umgibt, so daß in der l^ähe der Öffnungen eine beheizte Zone vorhanden ist, die bewirkt, daß Sattdampf getrocknet wird. In der vorstehend zuerst genannten U.S.A.-ratentschrift ist eine Anordnung beschrieben, bei der das die Öffnungen aufweisende Rohr mit einem hantel versehen ist, so daß der zugeführte, relativ heiße Dampf das gelochte übgaberohr erwärmt, bevor er zu einem Dampfabscheider gelangt. Bei dieser Anordnung sind jedoch keine Maßnahmen getroffen, die gewährleisten, daß der zugeführte Dampf längs des gelochten Abgaberohrs strömt, und da sich auf dem Rohr Kondensat bildet, wenn das Rohr einem Luftstrom ausgesetzt wird, besteht keine Gewähr dafür, daß das kondensat- von dem strömenden Dampf mitgerissen wird.

Es ist erwünscht, den Dampf möglichst vollständig zu trocknen, bevor er von dem gelochten Verteilerrohr abgegeben wird, Daher werden bis jetzt bei mit Dampf arbeitenden Befeuchtungsvorrichtungen Abscheider verwendet, die dazu dienen, den Dampf auf mechanischem V.ege zu trocknen. Eine derartige Vorrichtung ist in der schon genannten U.S.A.Patentschrift 3 642 201 beschrieben, und ein weiteres einschlägiges Verfahren ist in der U.S.A.-Patentschrift 2 314 892 dargestellt. Gemäß diesen U.S.A.-Patentschriften wird jedoQh versucht,·den Abscheider mit Stromregelventilen zu versehen, so daß sich eine kompliziertere K_onstruktion ergibt und die-gewünschte Abseheidungswirkung nicht im vollen !.laße erzielt wird. -

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Lurch die Erfindung ist nunmehr eine mit Dampf arbeitende Befeuchtungsvorrichtung geschaffen worden, die ein Gehäuse aufweist, durch das eine Kammer zum Trennen von V.osser und zugeführtem Naßdampf abgrenzt, ferner eine Speiseleitung zum Zuführen von Naßdampf zu dem Gehäuse und zum -Bestimmen der fotrömungsrichtung des dem Gehäuse zugeführten Dampfstroms, eine Austrittsleitung zum Abführen von trockenem Dampf aus dem Gehäuse sowie einen Abscheider, der in der rammer angeordnet ist, und zu dem ein konisches Umlenkelement gehört, dessen Achse im wesentlichen mit der Strömungsrichtung des eintretenden Dampfstroms zusammenfällt, dessen itichtung durch die Zuführungsleitung bestimmt wird.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der E_rfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, .ts zeigt:

Fig. 1 eine teilweise weggebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung einer ausführungsform einer mit Dampf arbeitenden Befeuchtungsvorrichtung;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 ;

Fig. 3 einen verkürzten Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 1; und

Fig. 4 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen Teil des Abscheiders der Vorrichtung nach Fig. 1.

Gemäi: Fig. 1 weist die insgesamt mit 1C bezeichnete, mit Dampf arbeitende Befeuchtungs- und Abseheidungsvorrichtung einen Abscheider 11 und einen Dampfverteiler 12 auf. Lasser Dampf wird von einem nicht dargestellten Dampferzeuger aus dem Abscheider 11 durch eine Rohrleitung 13 zugeführt, die in ein .ehäuse 14 hineinragt, das eine Abscheidungskammer Λ^ abgrenzt. Jie speiseleitung 13 ist durch eine Gewindeverbindung mit einem Umlenkteil 16 verbunden, das in die Kammer 1^ hineinragt und so geformt ist, daß es den iN&Edampfstrom nach unten umlenkt, damit er sich längs der Achse der

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Kammer 15 in Eichtung auf das konische Umlenkelement 17 bewegt.

"Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, weist das Umlenkteil 16 einen Abschnitt 18 auf, der sich in einer ersten Eichtung erstreckt und dazu dient, den Naßdampf in einer ersten Eichtung zu leiten, und außerdem ist eine Stirnwand 19 vorhanden, die sich in einer zweiten Eichtung so erstreckt, daß die Hauptteile dieser Wand unter einem Winkel zu der ersten Eichtung verlaufen, um den Naßdampf so umzulenken, daß er in einer zweiten Eichtung weiterströmt. Gemäß den Zeichnungen beträgt dieser Winkel vorzugsweise 90°· Es hat sich gezeigt, daß bei der Anordnung nach Fig. 4 am Austrittsende 20 des Umlenkteils 16 eine Düsenwirkung auftritt, so daß die Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes allgemein der in Fig. eingezeichneten Kurve 21 entspricht. Somit strömt der Dampf aus dem Auslaß 20 mit einer relativ hohen Geschwindigkeit aus, um in die relativ große Kammer 15 einzutreten, wo sich der Dampf entspannt und die Strömungsgeschwindigkeit verringert wird. Beim Auftreffen des Naßdampfes auf die Stirnwand 19 entstehen auf dieser Wand jeweils einige Wassertröpfchen, die schließlich in Eichtung auf das Umlenkelement 17 herabfallen. Da das Umlenkteil 16 als Düse zur Wirkung kommt, tritt in der Kammer 15 in einem gewissen Ausmaß eine Nachverdampfung auf. Jedoch bewirkt das Umlenkelement 17, daß im wesentlichen •die gesamte in dem Naßdampf enthaltene Wassermenge gesammelt wird, wenn der Dampfstrom auf das Umlenkelement trifft, und das sich auf dem Umlenkelement sammelnde Wasser strömt gemäß Fig. 1 und 4 nach unten zu einem Auslaß 22, der an einen nicht dargestellten Kondenstopf angeschlossen ist.

Das allgemein konisch geformte Umlenkelement 17 wird durch Yerbindungsstege 23 in einem Abstand von der zylindrischen Wand des Gehäuses 14 gehalten, damit das gesammelte Wasser zu dem Auslaß 22 strömen karnu Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, ein U_mlenkelement 17 zu verwenden, dessen Kegelwinkel CC etwa 70° beträgt, wenn optimale Ergebnisse erzielt werden sollen, doch wird eine brauchbare Wirkung auch erzielt, wenn dieser Kegelwinkel eine andere

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Größe zwischen 60° und 90° hat. Wenn der Kegelwinkel 90° erheblich überschreitet, so daß das Umlenkelement eine Form annimmt, die sich zunehmend der Form einer Fläche nähert, welche sich im rechten Winkel zu dem Auslaß 20 erstreckt, neigen die herabfallenden Wassertröpfchen dazu, von dem Umlenkelement so abzuprallen, daß sie in die Bahn des Dampfstroms gelangen und vom Dampfstrom mitgerissen werden. Ist dagegen der Kegelwinkel des Umlenkelements 17 erheblich kleiner als 60°, wird keine bemerkbare Umlenkwirkung mehr erzielt. Gemäß Fig. 4 wird der zugeführte Dampfstrom gegenüber seiner Zuführungsrichtung um 180° umgelenkt, nachdem er über die Oberseite des Umlenkelements 17 hinweggeströmt ist, so daß der Dampf schließlich in der Kammer 15 von unten nach oben strömt. Die Geschwindigkeit, mit der der Dampf nach oben strömt, ist im Vergleich zu der Geschwindigkeit relativ niedrig, mit der der zugeführte Dampf in den Abscheider 11 eintritt, so daß der getrocknete Dampf nur in einem minimalen Ausmaß dazu neigt, freie Feuchtigkeit mitzureißen. Außerdem lenkt das konische Umlenkelement 17 den Dampf in der in Fig. 4 durch Pfeile angedeuteten Weise so um, daß sich der abzuführende Dampf nicht im Gegenstrom zu dem eintretenden relativ nassen Dampf bewegt.

Der getrocknete Dampf verläßt die Abscheiderkammer 15 über eine Abgabeleitung 24, und der abgegebene Dampfstrom wird mit Hilfe eines Regelventils 25 bekannter Art geregelt, das automatisch durch eine nicht dargestellte Einrichtung bekannter Art zum Fühlen der Feuchte gesteuert wird. Jenseits des Hegelventils 25 strömt.der getrocknete Dampf zu einem "Verteilerrohr 26, das an seinem freien Ende geschlossen ist und längs eines ersten Abschnitts Auslaßöffnungen 27 aufweist. Um das entstehende Geräusch zu dämpfen, ist in dem Rohr 26 ein Sieb 28 angeordnet.

Zwischen dem Regelventil 25 und dem Verteilerrohr 26 ist ein T-Stück 29 angeordnet, das in Verbindung mit einer hermetisch abgedichteten Wiederverdampfungskammer 30 steht, die in die Abscheiderkammer 15 hineinragt. Alle Wasser-

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tröpfchen, die sich, gegebenenfalls im Inneren des Regelventils 25 ansammeln, werden abgeschieden und zu der Wiederverdampf ungskammer 30 zurückgeleitet, in der sie erneut verdampft werden, woraufhin der entstehende Dampf über das T-Stück zu dem Verteilerrohr 26 strömt. Das Vorhandensein

des T-Stücks 29 und der Wiederverdampfungskammer 30, die in der beschriebenen Weise zur 'Wirkung kommen, ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das kegelventil 25 während einer längeren Zeit geschlossen gehalten wird, denn eine gewisse Dampfmenge kann in dem Regelventil 25 kondensieren, so daß Wassertröpfchen entstehen, die zu einer Ansammlung kleiner Wassermengen im Gehäuse des Hegelventils führen. Wird das Regelventil 25 geöffnet, kann dieses Wasser von dem Dampf mitgerissen werden, so daß es zu dem Verteilerrohr 26 gelangt und über die Öffnungen 27 abgegeben wird, wenn nicht in der beschriebenen Weise für eine erneute Verdampfung gesorgt ist.

Um weiter dazu beizutragen, daß durch die öffnungen nur trockener Dampf abgegeben wird, weist die Speiseleitung 13 einen Abschnitt auf, der einen zweiten Abschnitt des Verteilerrohrs 26 umgibt, so daß das Verteilerrohr durch den zugeführten Naßdampf erwärmt wird. Zu diesem Teil der Speiseleitung gehört ein Mantel 31» in dem das Verteilerrohr 26 konzentrisch damit angeordnet ist. Der Mantel 31 weist gemäß Fig. 2 radial nach innen verlaufende landabschnitte 32 und 33 auf, zwischen denen der zuerst genannte Abschnitt des Verteilerrohrs 26 mit den Öffnungen 27 freiliegend angeordnet ist, so daß nur ein zweiter Abschnitt des Verteilerrohrs 26 einen Mantel aufweist. Gemäß Fig. 2 und 3 erstreckt sich in axialer Richtung eine Leitfläche 34· zwischen dem Mantel 31 und dem Verteilerrohr 26, um eine obere Kammer 35 für den zugeführten Naßdampf und eine untere Kammer 36 für den abströmenden Dampf abzugrenzen, der dann dem Abscheider 11 zugeführt wird.

Da der zugeführte Dampf dazu dient, das Verteilerrohr 26 zu beheizen, so daß der Dampf entsprechend abgekühlt wird, kondensiert eine gewisse Wassermenge auf der Außenseite

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des Verteilerrohrs 26. Dieses Wasser kann jedoch nicht stagnieren und hierdurch die Zufuhr von Wärme zu dem Dampf in dem Verteilerrohr 26 verringern, denn das Wasser wird von dem zugeführten Dampf mitgerissen und in den Abscheider 11 überführt. Gemäß Fig. 1 und 3 ist das geschlossene freie Ende des "Verteilerrohrs 26 durch einen Abstand vom geschlossenen äußeren inde des Mantels 31 getrennt, so daß sich kein Kondensat zwischen der Wand 32 und dem Mantel 31 ansammeln kann.

Der Verteiler 12 ist gemäß Fig. 1 normalerweise in waagerechter Lage in einem nicht dargestellten Kanal angeordnet, durch den ein zu befeuchtender Luftstrom geleitet wird. Dieser Luftstrom bewegt sich normalerweise im Gegenstrom zu dem über die Auslaßoffnungen 27 abgegebenen trockenen Dampf. Um das Befestigen des Verteilers 12 zu erleichtern, ist der Verteiler an seinem freien Ende mit einem Halteteil 37 versehen. In manchen Fällen ist es jedoch zweckmäßig oder erforderlich, den Verteiler 12 stehend anzuordnen, und in diesem Fall würde die Gefahr bestehen, daß sich Wasser an einem Ende der Kammer 35 ansammelt. Im Hinblick hierauf ist das Leitorgan 34- gemäß Fig. 2 und 3 mit einer kleinen Öffnung 38 versehen, damit das sich ansammelnde Wasser aus der Kammer in die Kammer 36 übertreten kann.

Ls hat sich gezeigt, daß die Wirksamkeit des Abscheiders 11 durch die Dampfmenge, die durch die Vorrichtung geleitet wird, nur in einem sehr geringen Ausmaß beeinflußt wird. Die Durchsatzmenge kann zwischen KuIl und der maximalen Leistung der Vorrichtung variieren, und es wird eine hervorragende '-i-'rocknung des Dampfes erzielt. Wird dem Abscheider z.B. Dampf mit einem Wassergehalt von 20% zugeführt, beträgt der trocknungsgrad des abgegebenen Dampfes 99»7% bis 99,8%.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist durch die E₁,-findung eine mit Dampf arbeitende Befeuchtungsvorrichtung geschaffen worden, bei der ein sehr wirksamer Dampfabscheider in Verbindung mit einem zweckmäßigen Verteiler Sewähr dafür bitet, daß an den zu befeuchtenden Raum trockener Dampf abgegeben wird.

Ansprüche: 509808/0316

Claims

ANSPRÜCHE

1. Mit Dampf arbeitende BefeuchtungsTorrichtung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (14·), das eine Kammer (15) zum Abscheiden von 'Wasser aus zugefünrtem Naßdampf abgrenzt, Zuführungsleitungsteile (13_S 16) zum Zuführen von Naßdampf zu dem Gehäuse und zum Beeinflussen der !Richtung, in der der zugeführte Naßdampf in das Gehäuse eintritt, Abgabeleitungsteile (24, 26) zum Abführen von trockenem Dampf aus dem Gehäuse sowie durch eine in der Kammer angeordnete Abscheidungseinrichtung mit einem konischen Umlenkelement (17)» dessen Achse im wesentlichen mit der Achse zusammenfällt, längs welcher der dem Gehäuse durch die Zuführungsleitungsteile zugeführte Naßdampf in das Gehäuse einströmt.

2. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zu den Zuführungsleitungsteilen (13, 14) ein Abschnitt (18) gehört, der sich in einer ersten Richtung erstreckt und eine stirnwand (19) besitzt, die sich so in einer zweiten Richtung erstreckt, daß größere Teile der Stirnwand unter einem Winkel zu der ersten Richtung verlaufen, damit die Strömungsrichtung des zugeführten Naßdampfes geändert wird, um den Naßdampf zu veranlassen, in einer zweiten Richtung zu strömen, die sich unter einem "Winkel zu der durch den genannten Abschnitt bestimmten Strömungsrichtung erstreckt, und daß die Achse des konischen Umlenkelements (17) im wesentlichen mit der zweiten Strömungsrichtung des zugeführten Naßdampfes zusammenfällt.

3«, Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2₉ dadurch gekennzeichnet _s daß die genannten größeren Teile der Stirnwand (19) unter einem Winkel von etwa 90° zu der ersten Strömungsrichtung verlaufen»

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4. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kegelwinkel des konischen.Umlenkelements (17) im Bereich von etwa 60° bis etwa 90° liegt.

5. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Kegelwinkel des konischen Umlenkelements (17) etwa 70° beträgt»

6. Befeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß zu den Zuführungsleitungsteilen (13» 16) ein Abschnitt (31) gehört, der einen Abschnitt (26) der Abgabeleitungsteile (24, 26) umgibt, so daß beim Betrieb der Vorrichtung die Abgabeleitungsteile durch den zugeführten Naßdampf beheizt werden.

7. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine dicht verschlossene Wiederverdampfungskammer (30) vorhanden ist, die in das Gehäuse (14) hineinragt, und daß eine Einrichtung (29) vorhanden ist, die eine Strömungsverbindung zwischen der dicht verschlossenen Kammer und den Abgabeleitungsteilen (24, 26) herstellt.

8. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet , daß zu den Abgabeleitungsteilen (24, 26) ein langgestrecktes Bohr (26) gehört, das an einem Ende verschlossen ist und längs eines ersten Abschnitts mehrere Auslaßöffnungen (27) aufweist, daß ein zweiter Abschnitt des Rohrs von dem genannten Abschnitt (31) der Zuführungsrohrteile (13, 16) umgeben ist, und daß ein Leitorgan (34) zwischen dem Rohr und dem zuletzt genannten Abschnitt der Zuführungsleitungsteile angeordnet ist und dazu dient, den Dampf längs des Kohrs weiterzuleiten.

Der Patentanwalt:

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