DE3040159C2 - Vorrichtung zum Aufheizen eines gasförmigen Mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufheizen eines gasförmigen Mediums, insbesondere Trockenvorrichtung, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Vc-richtung ist beispielsweise aus der US-PS 34 67 179 bekanntgeworden und umfaßt eine geschlossene Kammer mit einem zur Umgebungsatmosphäre geschlossenen von der Kammer über einen Ventilator in die Kammer zurückgeführten Luftkreislauf mit einem dort eingebauten Ventilator, über den die Luft ständig umgewälzt wird wodurch die Temperatur im Inneren aufgeheizt wird. Zum einen ist aber der Wirkungsgrad bei dieser Vorrichtung beschränkt. Zum anderen handelt es sich hierbei um ein geschlossenes System mit heftiger Luftumwälzung, bei der die Luft ständig von der Kammer über den Ventilator und die nachfolgende Luftleitung wieder in die Kammer zurückgeführt wird. Zudem kann mit dieser gegenüber der Umgebung vollständig abgedichteten Kammer Außenwärme nicht und vor allem feuchte Gegenstände nur schlecht getrocknet werden, da die dann gegebenenfalls dampfhaltige Luft aus dem Inneren der Kammer nicht ohne Unterbrechung des Aufheizvorganges entfernt werden können.

Bei der aus der US-PS 39 58 552 bekannten Vorrichtung zum Aufheizen von gasförmigen Medien wird zwar auch ein Ventilator mit hoher Kapazität verwendet, der die Luft ständig im Inneren umwälzt. Vor allem aber erfolgt der Aufheizvorgang hier über ein zusätzliches Aufheizelement, beispielsweise einen Heizwiderstand, der die Primärenergiequelle darstellt.

Bei der aus der CH-PS 2 22 858 bekannten Trocknungseinrichtung handelt es sich um eine seit langem bekannte Vorrichtung mit Heizelementen, wobei die so erwärmte Luft mittels eines Ventilators in einem Kammerinneren umgewälzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es ausgehend von der eingangs geschilderten Vorrichtung gemäß der US-PS 34 67 179 die Aufheizung des gasförmigen Mediums insbesondere zu Trocknungszwecken bei gleichzeitiger Vermeidung einer starken Luftzirkulation in der Kammer zu vereinfachen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprächen angegeben.

Durch die vorliegende Erfindung wird eine völlig neue Vorrichtung zum Aufheizen eines gasförmigen Mediums, insbesondere Trockenvorrichtung, geschaffen, mit der insbesondere ohne zusätzliche Heizeiemente ein sehr wirksamer Aufheizvorgang möglich ist Erfindungsgemäß wird dies dadurch rea!is^:ert daß eine öffnung in einer umschlossenen Kammer nach außen führt, in der ein Ventilator angeordnet ist wobei sich zwischen den Ventilatorflügeln und der öffnung ein

is Spalt befindet Bei ständiger Rotation dieses Ventilators win* dadurch zunächst der Luftdruck innerhalb der Kammer reduziert wodurch andererseits eine Luftreibungshitze im Spaltbereäch in der öffnung, wo der Ventilator angeordnet ist erzeugt wird

Als besonders günstig und wirtschaftlich hat sich diese Vorrichtung zur Wärmeerzeugung insbesondere zum Trocknen feuchter Gegenstände erwiesen. Besonders günstig können dabei nicht nur Kleider sondern vor allem auch landwirtschaftliche Erzeugnisse, wie Pilze, Gemüse oder Meeresfrüchte getrocknet werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4 ist vorgesehen, daß ferner ein Außenluftzuführelement mit einem Einstellventil in der Kammer angeordnet ist Dadurch läßt sich der Trocknungs-Vorgang von feuchten Gegenständen in der Kammer weiter verbessern, da dadurch ständig ein gewisser Austausch von dampfhaltigen und feuchten Gasen in der Kammer mit dem Außenraum ermöglicht wird. Mit anderen Worten wird also ständig in einem gewissen Maße über das Einstellventil trockene Außenluft in die Kammer eingeführt und entsprechend dampfhaltige feuchte und erwärmte Luft aus dem Inneren der Kammer nach außen abgegeben.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in Ansicht von vorn sowie in teilweise aufgebrochener Darstellung,
Fig.2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in perspektivischer Ansicht und teilweise aufgebrochener Darstellung,

Fig.3 ein äußeres Luftzuführungselement, welches einen Bestandteil der Vorrichtung von Fig.2 bildet, in einer demgegenüber vergrößerten und teilweise aufgebrochenen perspektivischen Ansicht,

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel eines äußeren Luftzuführungselementes in teilweise aufgebrochener Darstellung,

Fig.5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Heizgerätes in einer Darstellung analog Fig.1,

Fig.6 den unteren Teil der Heizvorrichtung von F i g. 5 in teilweise aufgebrochener Darstellung,
F i g. 7 ein Luftzuführungselement, welches einen Bestandteil der Vorrichtung von F i g. 5 bildet, in demgegenüber vergrößerter und teilweise aufgebrochener Darstellung,

F i g. 8 das Luftzuführungselement von F i g. 7 in Seitenansicht,

F i g. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX von F i g. 8, Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel eines Luftströmungs-Regulierelementes in Gcbrauchsstcllung, in Draufsicht,

F i g. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI von Fig. 10,

F i g. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung analog F i g. 2,

Fig. 13 ein Luftzuführungselement, welches einen Bestandteil der Vorrichtung von F i g. 12 bildet, in einer demgegenüber vergrößerten sowie teilweise aufgebrochenen perspektivischen Darstellung,

F i g. 14 einen dem Luftzuführungselement von Fig. 13 zugeordneten Propeller in perspektivischer Darstellung.

Gemäß F i g. 1 ist eine kubische Kammer t durch ein Paar von Türen 2 zu öffnen und zu schließen. Die Kammer 1 wird durch zwei Außertwandungen 3a begrenzt, zwischen denen Wärmedämmaterial 3 eingebracht ist Eine Säugöffnung 4 ist in einem mittleren Bereich der oberen Kammerwandung vorgesehen. In der Saugöffnung 4 ist ein Ventilator a angeordnet, das direkt mit einem Motor 5 verbunden ist. Der Veniilator a ist mit einem Propeller, einer Flügelwalze oder dergleichen versehen, von denen jede(r) jeweils mehrere Flügel 6 aufweist, die von dem Motor 5 angetrieben sind. Jeder Flügel 6 hat eine gewisse Steigung, so daß Luft innerhalb der Kammer 1 abgesaugt und glatt abgegeben werden kann. In einem Bereich A wird durch den Ventilator a bei dessen Rotation Reibungswärme erzeugt

Ein Außenluft-Zuführungselement 7 umfaßt ein Außenluftzuführungsrohr 7a. Ein öffnungsende Tb des Rohres 7a ist zu dem Boden der Kammer 1 gerichtet Gemäß Fig. 1 steht die Kammer 1 auf Beinen 8, wobei das Zuführungsrohr 7a unterhalb einer Bodenwandung der Kammer 1 angeordnet ist.

Ein Justierventil 10 des Rohres 7a kann mittels einer Handhabe 10a justiert werden, so daß der Durchsatz der Außenluft durch das Rohr 7a in gewünschter Weise einstellbar ist Das Justierventil 10 kann als automatisches Regelventil ausgebildet sein, welches einen Arbeitsluftdruck variabel zu regeln vermag, wobei eine in der Kammer 1 herrschende Temperatur und eine Luftdruckdifferenz zwischen der Kammerinnenseite und Kammeraußenseite zu berücksichtigen sind. Daher wird die Außenluft in die Kammer 1 unter Berücksichtigung der Temperatur derselben oder des darin herrschenden reduzierten Luftdruckes zugeführt.

Ein Fenster 11 dient zur Überwachung des Kammerinneren. Eine Anzeigetafel 12 umfaßt Geräte zur Anzeige der Temperatur, des Luftdruckes und dergleichen mehr. Der Motor 5 ist dure!; ein zylindrisches Gehäuse 13 umgeben, in welchem ein Durchtritt zur Abgabe von Luft gebildet 1st. Ein Schalldämpfer 15 dient zur Lärmminderung. Um in der Kammer 1 enthaltene feuchte Gegenstände zu trocknen, ist eine Anzahl von (nicht dargestellten) Regalen vorgesehen, auf welche die Gegenstände zu legen sind. Es versteht sich, daß die Regale perforiert sind, um eine Ventilationswirkung zu erzielen.

Wenn im Betrieb der Motor 5 eingeschaltet ist, werden mehrere der Flügel 6 gedreht, wodurch der Luftdruck innerhalb der Kammer 1 allmählich reduziert wird, da die eingeschlossene Luft unter Krafteinwirkung abgesaugt und nach außen abgegeben wird, und zwar durch die Drehung der Mehrzahl von Flügeln 6. Die Differenz zwischen dem reduzierten Luftdruck in der Kammer 1 und dem normalen Umgebungsluftdruck außerhalb wird allmählich größer, jedoch stellt sich nach einer kurzen Zeit die Diffi/enz auf einen Ausgleichswert ein. Die Luftdruckdifferenz ist durch die Saugkraft des Ventilators a und einen Spalt zwischen der Saugöffnung 4 sowie den Drehflügeln 6 bestimmt, wobei jedoch die Differenz zwischen dem reduzierten Luftdruck innerhalb der Kammer t sowie dem normalen Außenluftdruck auf einem Ausgleichswert gehalten wird, sofern die Flügel 6 kontinuierlich in Drehung gehalten werden. Bei dieser ausgeglichenen Luftdruckdifferenz wird eine Luftrückhalteerscheinung in dem Reibungswärmeerzeugungsbereich A geschaffen, wo die Flügel 6 in Drehung versetzt sind. Da die Flügel 6 ständig in diesem

ίο Bereich rotieren, wird eine Luftreibungswärme erzeugt wobei diese Temperatur allmählich ansteigt Die auf diese Weise erwärmte Reibungsluft wird über die ganze Kammer 1 verteilt wobei es möglich ist diese auf einer gewünschten Temperatur zu halten.

Wenn irgendwelche feuchten Gegenstände zum Trocknen in die Kammer 1 eingebracht werden, so wird bei jedem Gegenstand ein Feucht- oder Wassergehalt sehr schnell durch die Luftdruckreduzierung innerhalb der Kammer 1 verdampft Zusätzlich wird infolge des Luftreibungseffektes die Kammerteiv.jieratur erhöht wobei alle Gegenstände in der Kammer erwärmt werden, und die feuchten Gegenstände gleichförmig sowie schnell getrocknet werden.
Während des Erwärmungsvorganges der Kammer 1 sowie bei/ii Zuführen von Außenluft in die Kammer 1 durch öffnung des Ventils 10 des Außenluft-Zuführungsrohres 7 wird die Temperatur innerhalb der Kammer 1 vermindert jedoch werden durch die Außenluftzufuhr bestimmte Dämpfe innerhalb der Kammer 1 durch die Drehung der Flügel 6 nach außen abgegeben, so daß der Trocknungseffekt in der Kamme 1 beschleunigt werden kann.

Da eine Pumpe zur Zuführung von heißer Luft oder eines Heizelementes zur Beheizung des Kammerinnenvolumens nicht erforderlich ist, kann in großem Maß Energie gespart werden.

Ein Unterschied zwischen dem obigen Beispiel und dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 und 3 liegt in dem technischen Aufbau des Außenluft-Zuführungselementes. In" übrigen ist der Aufbau nahezu gleich dem obigen Beispiel. Infolgedessen ist eine Beschreibung der gleichen Bestandteile wie in F i g. 1 als nicht notwendig anzusehen. Gemäß F i g. 2 ist ein Außenluft-Zufuhrungselement 16 in dem Boden der Kammer 1 enthalten. Die Außenluft wird von einer Saugöffnung 16a angesaugt und einem Luftdurchtritt 17 sowie einem Saugrohr 18 zugeführt. Ein vorderseitiges Ende des Saugrohres 18 ist als Düse 19 ausgebildet, welche durch eine Handhabe 18a einzustellen ist, die aus einer Frontplatte der Kammer 1 vorsteht.

Gemäß F i g. 4 ist in einen Kanal 20c eines Außenluftzuführungselementes 20 ein Filtermaterial 21 eingefüllt, welches austauschbar ist, so daß Staubanteile in der Außenluft auszufiltcr" sind. Ein Außenluftziiführungsrohr 206 steht mit einer Innenöffnung 2Ca in Verbindung, welche in die Kammer 1 gerichtet ist. Die Außenluft wird in die Kammer 1 durch öffnung eines Ventils 22 mit einer Handhabe 22a eingeführt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5—11 entspricht der Grundaufbau im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, wobei Außer.luft-Zuführungselemente, Luftströmungs-Einstellelemente und dergleichen vorgesehen sind. Gleiche oder funktionsgleiche Bauelemente wiz in Fig. 1 sind nicht nochmals im einzelnen beschrieben.

Ein Außenluft-Zuführungselement 25 ist in dem unteren Teil der Kammer 1 angebracht. Ein äußeres Ende 25a des Zuführungselementes 25 ist an einer Seite der

Außenwandungen 3a ausgebildet, während ein inneres Ende 2Si? an einer Flügelwalze 27 ausgebildet ist, die an einem Zentrum eines rotierenden Luftzuführungselementes 26 gelagert ist. Gemäß F i g. 6 ist die Flügelwalze 27 innerhalb sowie rund um einen Zylinder 28 gelagert. Eine bevorzugt gewählte Anzahl von Heizelementen 30 jeweils mit mehreren Rippen 29 ist in dem Außenluft-Zuführungselement 25 enthalten. Die Heizelemente 30 bewirken eine zusätzliche Aufheizung. Die Außenluftzufuhr wird durch Betätigung einer Handhabe 31a einger.tellt, die mit einem Justierventil 31 verbunden ist. Die Heizelemente 30 können automatisch durch einen (nicht veranschaulichten) Thermostaten kontrolliert werden, so daß die Kammer 1 auf einer konstant eingestellten Temperatur gehalten werden kann.

Das Einstellventil 31 kann durch ein automatisches Steuerventil ersetzt werden, welches geöffnet oder geschlossen wird, während die Kammertemperatur oder eine Luftdruckdifferenz zwischen dem Kammerinneren und Kammeräußeren angezeigt wird.

Eine Anzahl von Umwälzzylindern 32 verläuft in radialen Richtungen. Eine Schlitzöffnung 33 ist an jedem Umwälzzylinder 32 ausgebildet. Die Außenluft, durch welche die Flügelwalze 27 ihre Drehung erhält, wird in die Umwälzzylinder 32 mittels einer perforierten Scheibe 34 geleitet und nach oben aus den schiitzartigen öffnungen 33 abgegeben. Ein Lager 34 befindet sich zwischen dem Zylinder 28 und der Flügelwalze 27. Ein Luftdurchsatz-Einstellelement 36 ist an dem rotierenden Luftzuführungselement 21 vorgesehen. Das Luftdurchsatz-Regulierelement 36 umfaßt mehrere schräg verlaufende Platten 37, wobei ein Spalt g zwischen benachbarten Platten 37 gebildet wird.

Gemäß F i g. 11 wird erwärmte Luft der Kammer 1 längs der Neigung jeder schräg verlaufenden Platte 37 zugeführt, so daß eine gleichförmige Temperatur über die Kammer 1 erhalten wird. Durch Justierung der Neigung mehrerer schräg verlaufender riäüen 37 ist es möglich, die der Kammer 1 zugeführten Luftmenge zu regulieren.

Eine perforierte Platte 39 ist an dem oberen Teil der Kammer 1 gelagert, damit die Luft in der Kammer 1 gleichförmig aus dem gesamten Bereich durch Drehung des Ventilators a abgesaugt werden kann. Gleichzeitig ist zum Zwecke einer sicheren Wirkungsweise die perforierte Platte 39 so ausgebildet, daß der Ventilator a überdeckt wird, welches sonst freiliegt. Auf diese Weise ist es unmöglich, daß eine Bedienungsperson den Ventilator a unmittelbar berühren kann.

Wenn eine Anzahl von Regalen (lediglich zum Teil angedeutet) zur Lagerung von Gegenständen zur Trocknung angeordnet werden soll, ist es selbstverständlich unvermeidlich, diese Regale im Sinne einer Luftventilation auszubilden.

Beim Betrieb wird die Luft in der Kammer durch die Luftdruckreduzierung des drehbaren Bauelementes sowie durch den Luftreibungseffekt erwärmt. Bei dem Beispiel nach F i g. 5— 11 wird die Luft in der Kammer 1 zuerst auf eine gewünschte Temperatur eingestellt wonach das Außenluft-Zuführungselement 25 betätigt wird. Die Außenluft wird der Kammer 1 durch Einstellung des Schalters 31a des Justierventils 31 zugeführt und danach zusätzlich durch die Heizelemente 30 erwärmt Die Temperatur der erwärmten Außenluft ist gleich oder ähnlich derjenigen der Luft innerhalb der Kammer 1. Die beheizte Außeniuft wird durch das rotierende Luftzuführungselement 26 in Drehung versetzt und über das Luftdurchsatz-Regulierungselement 31 gleichförmig in die Kammer 1 eingeführt. Demgemäß werden jegliche feuchten Gegenstände in der Kammer erwärmt und gleichförmig getrocknet, und zwar mit einem Minimum an Energieaufwand.
Die Wirkungsweise und der Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 12—14 ist gleich wie bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen. Ein Außenluft-Zuführungselement 40 umfaßt einen Luftdurchtritt 41, in welchen die Außenluft von einer öffnung 41a eingeführt wird. In dem Luftdurchtritt 41 sitzt eine Anzahl von Heizelementen 43, welche durch eine Anzahl von Prallplatten 42 unterteilt ist. Die in den Durchtritt 41 eingesaugte Außenluft wird abgelenkt, um sie in dem Durchtritt 41 als Folge der Wirkung der Prallplatten 42 zu halten, so daß die Luft durch die Heizelemente 43 beheizt wird. Der Luftdurchtritt 41 ist an eine Leitung 44 angeschlossen, welche an einen Zylinder 48 mit einem Zapfen 47 mittels eines Einstellhahnes 45 angeschlossen ist. Die öffnung und Schließung des Hahnes 45 erfolgt durch eine Handhabe 45a. Es ist auch ein Nebenschiuüventii 46 vorgesehen. Das rotierende Luftzuführungselement 40 mit einem Zylindergehäuse 54 ist drehbar in dem Zylinder 48 gelagert. Das rotierende Luftzuführungselement 40 umfaßt eine Anzahl von Flügeln 51, von denen jeder stumpfwinklig geneigt ist. Jeder der Flügel 51 ist an seiner Oberkante mit einem Schlitz 52 versehen, von welchem die erwärmte Luft in die Kammer 1 eingeführt wird. Infolge eines Rückstoßes der rotierenden Flügel 51 wird di* Rotation des Zylinders 54 beschleunigt, wodurch das rotierende Luftzuführungselement eine glatte Drehung ausführt. Im Ergebnis kann die erwärmte Luft in der gesamten Kammer 1 auf einer konstanten Temperatur gehalten werden.
Wie sich aus Fig. 12 ergibt, sind in der Kammer 1 mehrere perforierte Regale 60 sowie mehrere Luftströmungs-Regulierungselemente 36 vorgesehen (vgl. auch Fig. 10 und 11). Die öffnung oder Schließung des Einsicünahnes 45 kann durch einen (nicht dargestellten) Zeitgeber automatisch erfolgen. Ferner kann des Nebenschlußrohr 46 als Bauelement zur Drehung des zylindrischen Gehäuses 54 ausgebildet sein.

Wie vorangehend erwähnt wurde, wird die Luft innerhalb einer dichten Kammer zuerst unter Krafteinwirkung abgesaugt und durch Drehung von an der Kammer angeordneten drehbaren Bauelementen nach außen abgegeben. Alsdann wird der Luftdruck in der Kammer selbst bis zu einem ausgeglichenen wert reduziert. Mittlerweile wird Luftreibungswärme durch eine kontinuierliche Drehung des drehbaren Bauelementes erzeugt wobei die Kammer innenseitig durch die Luftreibungswärme erwärmt wird. Nachdem die Reibungswärme eine gewünschte Temperatur erreicht hat, kann eine vorzugsweise erwärmte Außenluft mittels eines äußeren Luftzuführungselementes mit einer Heizeinrichtung in die Kammer eingeführt werden, um den Trocknungseffekt der Kammer weiter zu steigern. Gleichzeitig kann eine gewisse Menge an Dämpfen, die durch die feuchten Gegenstände in der Kammer entstanden sind, nach außen durch die Luftabsaugöffnung abgegeben werden.

Da das äußere Luftzuführungselement mit den drehbaren Luflzuführungselementen versehen ist wird die abgesaugte äußere Luft durch Drehung der drehbaren Luftzuführungselemente gleichförmig über die ganze Kammer verteilt Demzufolge wird die Luft in der Kammer an jeder beliebigen Stelle auf einer konstanten Temperatur gehalten, wobei jegliche darin gelagerten feuchten Gegenstände gleichförmig getrocknet werden.

Das Heizsystem nach der Erfindung vermeidet die Aufstellung einer üblichen Heizeinrichtung von großen Abmessungen und spart große Energiemengen. Lediglich ein Heizelement von geringen Abmessungen kann zusätzlich eingebaut werden. Verschiedene Arten feuchter Gegenstände, beispielsweise landwirtschaftliche Erzeugnisse oder Meeresfrüchte, Kleider oder dergleichen können in der Kammer wirksam und schnell getrocknet werden.

Der Ventilator zum Abspugen und Abgeben eier Luft aus der Kammer ist an der Kammeroberseite angeordnet, während die äußeren Luftzuführungselemente und die zugeordneten Einrichtungen am Boden vorgesehen sind. Jedoch kann die Anbringung der erstgenannten Bauelemente gegenüber den letztgenannten Bauelementen vertauscht werden.

Hierzu 5 Biatt Zeichnungen

30

40

45

50

55

60

65

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufheizen eines gasförmigen Mediums insbesondere Trockenvorrichtung mit einer allseits geschlossenen Kammer, die eine Durchtrittsöffnung aufweist, und mit einem Ventilator, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung i4) nach außen führt der Ventilator (a) innerhalb der öffnung (4) angeordnet und zwischen dem Ventilatorflügel (6) und der Öffnung (4) ein Spalt vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (5) für den Ventilator (a) von einem einen Ausströmkanal (14) bildenden zylindrischen Gehäuse (13) umgeben ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß unterhalb des Ventilators (a) eine perforierte Platte (39) in der Kammer (1) angeordnet ist

4. VorrichtKiig nach einem der Ansprüche I₁ 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Außenluftzuführelement (7) mit einem Einstellventil (10) vorgesehen ist.