DE4309416A1 - Verfahren und eine Vorrichtung zur Arbeitszonen- und Raumluft-Klimatisierung vorzugsweise für Textilmaschinen - Google Patents
Verfahren und eine Vorrichtung zur Arbeitszonen- und Raumluft-Klimatisierung vorzugsweise für TextilmaschinenInfo
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Description
1. Verfahren zur Klimatisierung der Arbeitszonen einer Textil
maschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung so
ausgelegt wird, daß die Bearbeitungszone im ungemischten
Kernstrahlbereich mit hoher relativer Luftfeuchtigkeit zu
liegen kommt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die diffuse Ausblasefläche für turbulenzarme Einströmung
in der Mitte einen einstellbaren Ausblaseschlitz erhält,
der einen ebenen Freistrahl mit hoher Induktionswirkung
und starke Beimischung von Sekundärluft erzeugt, welche ein
einstellbares Gemisch von Primärluft mit hoher Luftfeuch
tigkeit und Sekundärluft (Raumluft) mit geringer relativer
Luftfeuchtigkeit auf die Bearbeitungszone bringt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Vorrichtung seitliche Luftauslaßöffnungen er
hält, welche dem Zweck der Raumklimatisierung dienen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vorrichtung bei Einführung der Luft von
oben mit 2 Stellklappen versehen ist. Bei einseitiger Luft
zuführung wird eine Klappe benötigt. Die Klappen dienen
zum Einstellen eines bestimmten Mischungsverhältnisses zur
Einströmung von Primärluft in die seitlichen Austrittsöff
nungen und der Primärluft, welche nach unten auf die Ar
beitszone geblasen wird.
Diese nach unten geblasene Arbeitszonenluft kann wiederum
durch den mittleren Ausblaseschlitz den Luftzustand in der
Arbeitszone beeinflussen.
5. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die nachfolgend
durch zeichnerische Darstellungen erläutert werden soll.
Fig. 1 zeigt den Ausblasekasten mit den Einbauten im Querschnitt.
Pos. 1 sind die diffusen Ausblaseflächen für turbulenzarme
Einströmung. Hierzu werden Filter und Gleichrichter
elemente sowie Lochbleche angewandt.
Pos. 2 zeigt in der Mitte liegend den einstellbaren Aus
blaseschlitz, welcher einen ebenen Freistrahl mit
hoher Induktionswirkung und starker Beimischung von
Sekundärluft erzeugen kann.
Pos. 3 sind die seitlichen Ausblaseöffnungen, welche nach
Bedarf als Injektionsauslässe mit hoher Induktions
leistung oder für diffuse Einströmung ausgelegt
werden können.
Pos. 4 ist eine Verstell- und Absperrvorrichtung für den
Ausblaseschlitz, Pos. 2.
Pos. 5 sind 2 Stellklappen, deren Funktion unter 4.,
Blatt 1, beschrieben ist.
Im unteren Teil des Blattes ist der Auslaß von
schräg unten perspektivisch dargestellt.
Pos. 6 sind die beiden Hebel zum Verstellen der Klappen, Pos. 5.
Fig. 1A zeigt den Ausblasekasten mit einseitiger Luftzuführung,
wobei nur eine Einstellklappe, Pos. 5, mit Hebel, Pos. 6,
benötigt wird.
Fig. 2 zeigt die Einstellung der Klappen bei Einführung der Luft
von oben zur Erzeugung einer sehr hohen Arbeitszonen-Luft
feuchtigkeit. Die seitlichen Luftauslässe werden weitgehend
geschlossen, der mittlere Ausblaseschlitz wird durch die
Verstelleinrichtung ganz geschlossen. Die Luft strömt nach
unten durch die beiden breiten diffusen Ausblaseflächen für
turbulenzarme Einströmung. Durch die Breite des Auslasses
hat der Kernstrahl eine große Eindringtiefe.
Es ist notwendig, die Arbeitszone innerhalb des Kernstrahl
bereiches anzuordnen. Im Fall einer Webmaschine ist dies
die Kettfadenschar.
Der ungemischte Kernstrahl hat die gleichen Luftzustände
wie die eingeblasene Primärluft, d. h. die Temperatur bleibt
konstant erhalten und damit bei gleichbleibendem Wasserge
halt natürlich die relative Luftfeuchtigkeit ebenfalls.
Fig. 3 zeigt die Einstellung der Klappen bei Einführung der Luft
von oben zur Erzeugung einer mittleren relativen Arbeits
zonen-Luftfeuchtigkeit. Durch Öffnen des mittleren Ausblase
schlitzes wird ein ebener Freistrahl auf die Länge des Aus
lasses erzeugt, der eine geringe Menge von diffus austreten
der Primärluft und im weiteren Verlauf der Strahlachse Raum
luft (Sekundärluft) mit geringer relativer Luftfeuchtigkeit
ansaugt und intensiv mischt.
Die Arbeitszone wird dann von einem Gemisch aus Primär- und
Sekundärluft mit niedriger relativer Luftfeuchtigkeit be
aufschlagt.
Fig. 4 zeigt die Einstellung der Klappen bei Einführung der Luft
von oben zur Erzeugung einer niedrigen relativen Arbeits
zonen-Luftfeuchtigkeit. Die beiden Stellklappen decken das
gesamte Feld der diffusen Ausblasefläche ab.
Die klimatisierte Luft strömt durch die beiden seitlichen
Austrittsöffnungen in den Raum. Durch den mittleren Aus
blaseschlitz wird entsprechend der Einstellung ein kräftiger
ebener Strahl mit hoher Turbulenz nach unten strömen und
Raumluft mit geringer relativer Luftfeuchtigkeit ansaugen,
so daß sich in der Arbeitszonenebene eine niedrige relative
Luftfeuchtigkeit einstellen wird. Der ebene Primärluftstrahl
dient hierbei hauptsächlich als Treibstrahl für Raumluft mit
geringer relativer Luftfeuchtigkeit. Bei extrem niedrigen
relativen Arbeitszonen-Feuchtigkeiten wird der Sollwert des
Kanalhygrostaten auf entsprechend niedrigere relative Luft
feuchtigkeit eingestellt.
Fig. 5 zeigt die Anwendung des Verfahrens auf eine runde Vorrich
tung zur Arbeitszonen-Klimatisierung von Kreisflächen.
Die Vorrichtung besteht aus folgenden Teilen:
Pos. 1 - ein rundes Gehäuse,
Pos. 2 - ein Blendenring zur Unterteilung der Ausblase
flächen innerhalb des Kreiszylinders,
Pos. 3 - Rundlochung am Umfang zum Ausströmen der Raum
klimaluft,
Pos. 4 - drehbarer Innenring zum Abdrosseln der Raum
luftmenge,
Pos. 5 - eine runde Blasdüse mit kurzer Kernstrahllänge,
Pos. 6 - eine diffuse ringförmige Ausblasefläche mit
langer Kernstrahllänge,
Pos. 7 - ein Schieberohr mit Drosselscheibe.
In den drei unteren Darstellungen sind die einzelnen Aus
blasevarianten schematisch dargestellt.
6. Um die Vorgänge besser beschreiben zu können, werden die
Luftzustands- und Mischungsveränderungen in einigen h-x
Diagrammen, Fig. 6 bis 8, näher erläutert.
Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt aus dem h-x Diagramm. Hierbei wurde
als Beispiel der Sommerbetrieb eingetragen.
Die Anlage arbeitet mit einem Luftwäscher, der eine adiaba
tische Abkühlung der Luft erreicht, also ohne Kältemaschine
arbeitet, wie in der Textilindustrie meist üblich.
Es wurde im Sommer ein ungünstigster Außenluftzustand von
32°C und 40% relativer Luftfeuchtigkeit - entsprechend
einer Feuchtkugeltemperatur von 21,5°C und einem absoluten
Wassergehalt von 12 Gramm Wasser pro Kilogramm trockener
Luft - zugrunde gelegt.
Im Luftwäscher erfolgt eine adiabatische Kühlung, d. h. der
Wärmeinhalt wird nicht verändert.
Durch Zerstäuben von Wasser erhöht sich der absolute Wasser
gehalt, die Verdunstungswärme des Wassers entzieht der Luft
die Energie und kühlt sie dabei ab. Wenn im Luftwäscher eine
relative Austrittsfeuchtigkeit von 90% erreicht wird, er
gibt sich hierbei eine Temperatur von 22,8°C. Der absolute
Wassergehalt hat einen Wert von 15,7 g/kg. Im Kanalnetz er
gibt sich eine leichte Erwärmung, so daß im Ausblasekasten
des Luftverteilers eine geringere relative Luftfeuchtigkeit
vorliegt. Diese kann durch einen Kanalhygrostat eingestellt
werden.
In unserem Beispiel wird eine relative Luftfeuchtigkeit in
der Arbeitszone von 80% gefordert. Der Wassergehalt der
Luft bleibt konstant 15,7 g/kg. Durch Wärmeaufnahme steigt
die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit wird nied
riger. Hierbei ergibt sich eine Temperatur von 24,6°C und
eine relative Luftfeuchtigkeit von 80%. Dies ist der Aus
blase-Luftzustand aus dem Luftauslaß.
Da der Kernstrahl konstante Temperatur beibehält, ergibt
sich, daß zwangsläufig die gleiche relative Luftfeuchtigkeit
im Kernstrahl erhalten bleibt. Wenn die Arbeitszone inner
halb des Kernstrahls gelegt wird, dies wird erreicht durch
die breite Ausblasedüse, dann kann mit Sicherheit der Wert
von 80% erreicht werden.
Im übrigen Raumteil wird die Luft durch Maschinenwärme, Be
leuchtungswärme und im Sommer Transmissionswärme durch das
Gebäude erwärmt und in unserem Beispiel ein Luftzustand von
28°C bei 65% relativer Raumluftfeuchtigkeit erreicht. Der
Wassergehalt der Luft bleibt dabei mit 15,7 g/kg konstant.
Diese geringere Feuchtigkeit ist für den Arbeitsprozeß außerhalb
der Arbeitszone als geeignet anzusehen.
Fig. 7 zeigt die Zustandsänderungen im h-x Diagramm bei einer
Klappenstellung gemäß Fig. 3.
Durch Einstellen der beiden Stellklappen auf Mischluftbe
trieb und Öffnen der Schlitzdüse mit Impulsstrahl auf eine
entsprechende Stärke, ergibt sich durch den Strahlimpuls
eine Mischung von Primärluft mit einem geringeren diffusen
Primärluftanteil in der oberen Ausströmzone in der Nähe des
kurzen Kernstrahls. Darunter erfolgt eine Beimischung von
Sekundärluft (Raumluft) mit niedriger relativer Luftfeuch
tigkeit, so daß in der Arbeitszonenebene ein Mischpunkt zu
stande kommt, der im h-x Diagramm auf der Mischgeraden x
konstant Linie x = 15,7 g/kg zwischen 24,6°C, 80% r. F.
und 28°c, 65% r. F. zu liegen kommt.
In unserem Beispiel ist ein Mischpunkt von 70% relativer
Luftfeuchtigkeit in der Verarbeitungszone eingetragen. Hier
bei beträgt die Mischtemperatur 26,8°C.
Fig. zeigt die Vorgänge bei einer Klappenstellung gemäß Fig. 4.
Hierbei wird die diffuse Ausströmung senkrecht nach unten
durch die beiden großen Auslaßflächen durch die Klappen
stellung vollständig geschlossen. Die Schlitzdüse arbeitet
auf Maximalleistung, also mit dem maximalen Impuls und er
reicht durch sehr starke Induktion eine große Menge Beimi
schung von sehr trockener Sekundärluft (Raumluft).
In unserem Beispiel wird die relative Luftfeuchtigkeit in
der Arbeitszone auf ca. 67% reduziert. Die Temperatur be
trägt hierbei 27,7°C.
Wird eine noch niedrigere relative Arbeitszonen-Feuchtigkeit
gewünscht, kann man den Sollwert des Kanalhygrostaten auf
entsprechend niedrige relative Ausblase-Luftfeuchtigkeit
einstellen.
7. Die bisher erstellten Arbeitszonen-Klimaanlagen bestehen
aus zwei getrennten Klimaanlagen.
Eine Klimaanlage arbeitet ausschließlich für die Einblasung
der Arbeitszonenluft, also der Primärluft mit hoher Luft
feuchtigkeit, und die andere Klimaanlage ist für das Raum
klima zuständig. Hierbei ist es allerdings nicht möglich,
z. B. in einer Weberei, verschiedene Webmaschinen mit ver
schiedenen Arbeitszonen-Feuchtigkeiten zu beschicken. Die
ses kommt häufig vor, weil in einem Websaal unterschiedliche
Mischungsqualitäten gefahren werden, die jeweils andere
Luftfeuchtigkeiten in der Kettfadenzone notwendig machen.
Dies ist der Vorteil, der durch den neu entwickelten Luft
auslaß erzielt wird. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei
dieser Strömungsform eine erhebliche Energieeinsparung er
reicht wird.
Bei geschickter Luftführung mit Abluft in der Nähe der
Staubentstehungsstelle am Beispiel der Weberei, wenn die
Absaugeöffnung im Webstuhl am Fußboden nach unten erfolgt,
ergeben sich die besten Entstaubungseffekte, so daß unter
Umständen auf zusätzliche Reinigungsgeräte verzichtet wer
den kann.
Bei der Luftführung von oben nach unten wird der nach unten
geblasene und spezifisch schwerere Luftstrahl auf die Kett
fadenschar treffen und den dort bei der Fachbildung erzeug
ten, ebenfalls spezifisch schwereren Abrieb und Staub nach
unten in die Strömungssenke der Abluftöffnung auf kürzestem
Weg abführen, ohne Belastung der Raumluft.
Ein weiterer Vorteil ist die Verbesserung der Raumluftzu
stände in der Aufenthaltszone des Bedienungspersonals. Dort
werden durch die Einblasung in die niedrigere Aufenthalts
zone für den Menschen erträgliche Luftzustände erreicht und
die Staubbelästigung weitgehend eliminiert.
Claims (16)
1. Verfahren zur Klimatisierung der Arbeitszone, vorzugsweise
von Textilmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern
strahlbereich einer breiten Ausblasevorrichtung die Arbeits
zone ausschließlich mit hoch befeuchteter Primärluft er
reicht.
Wahlweise kann mit einer Schlitzdüse, die in der Mitte der
großflächigen Ausblasevorrichtung angeordnet wird, ein tur
bulenter, ebener Freistrahl nach unten geblasen werden, der
ein Gemisch aus hoch befeuchteter Primärluft und Sekundär
luft (Raumluft) mit geringer relativer Luftfeuchtigkeit auf
die Arbeitszone bläst.
Des weiteren kann durch die seitlichen Ausblaseöffnungen der
Gesamtraum klimatisiert werden.
Durch eingebaute Klappen können verschiedene Variationen
eingestellt werden, die in der vorangegangenen Schrift
näher erläutert sind.
2. Die Erfindung ermöglicht das individuelle Einstellen unter
schiedlicher Klimazustände an verschiedenen Verarbeitungs
zonen, wie dies z. B. in einer Weberei der Fall ist.
Dort können verschiedene Materialien, z. B. reine Baumwolle,
verarbeitet werden, die eine sehr hohe relative Luftfeuch
tigkeit für den Verarbeitungsprozeß benötigen.
Werden Gemische von Baumwolle mit Synthetiks oder andere
Faserarten verarbeitet, kann es sein, daß erheblich geringe
re relative Luftfeuchtigkeiten notwendig sind, um optimale
Laufeigenschaften zu erreichen.
Ähnlich ist es in Spinnereien, Zwirnereien, Texturierereien,
Spulereien und weiteren Verarbeitungsstätten der Textil
industrie.
Ein Anwendungsgebiet sind auch Flockenbildner mit Schneid- und
Klebeprozessen, die mit sehr unterschiedlichen Arbeits
zonen-Feuchtigkeiten arbeiten müssen.
Auch in der Lebensmittelverarbeitung wurden vielfach unter
schiedliche Verarbeitungs-Luftzustände an bestimmten Ar
beitszonen gefordert.
Diese Fälle können mit der Erfindung weitgehend abgedeckt
werden.
3. Ein weiterer Vorteil ist die Energieeinsparung bei geziel
ter Klimazuführung zur Arbeitszone mit Hilfe unserer Vor
richtung, wobei meist in Verbindung mit einer sinnvollen
Absaugevorrichtung und Kombination zwischen Strömungsquelle
und Strömungssenke konzentriert Schadstoffe (Stäube und
Gase) erfaßt und konzentriert abgeführt werden. Dabei er
geben sich die besten Erfassungswirkungsgrade.
4. Bei der Arbeitszonen-Klimatisierung in der bisher durchge
führten Form wurden immer 2 getrennte Klimaanlagen notwen
dig. Eine Anlage zum Klimatisieren der Arbeitszonenluft und
eine zweite Klimaanlage zum Klimatisieren der Raumluft.
Hierbei ist jedoch das individuelle, unterschiedliche Ar
beitszonenklima an verschiedenen Verarbeitungsstellen nicht
möglich.
Durch die in der Erfindung beschriebene Vorrichtung ist es
möglich, mit 1 Klimaanlage für beide Funktionen auszukommen.
Dies ergibt geringere Investitions-, Wartungs- und Betriebs
kosten.
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- 1993-03-15 DE DE19934309416 patent/DE4309416A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |