SE1900125A1

SE1900125A1 - Drying chamber via diffusion dehumidified against boxes inserted in the drying air flow

Info

Publication number: SE1900125A1
Application number: SE1900125A
Authority: SE
Inventors: Sten Zeilon
Original assignee: Sten Zeilon
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2021-01-18
Also published as: WO2021010876A1; SE543529C2

Abstract

Ett i en torkkammare (1) cirkulerat torkluftflöde (11) är avfuktat via diffusion mot uteluftflöde (3) via ramar (2) klädda med flerskiktad, diffusionsöppen väv. Ramarna är parvis sammanfogade till flata boxar (22) uppställda utmed ett sidoschakt (15) och vinkelrätt mot dess bakvägg (17). Uteluftflödet drives fördelat inom boxarna i medström med torkluftflödet strömmande emellan boxarna. Boxarna ansluter via bottenkanal (7) och toppenkanaler (4), yttre samlingskanal (5) och fläkt (6) till omgivningen via hål (8) i bakväggen.A drying air flow (11) circulating in a drying chamber (1) is dehumidified via diffusion to outdoor air flow (3) via frames (2) lined with multilayer, diffusion-open fabric. The frames are joined in pairs to flat boxes (22) arranged along a side shaft (15) and perpendicular to its rear wall (17). The outdoor air flow is driven distributed within the boxes in co-current with the drying air flow flowing between the boxes. The boxes connect via the bottom duct (7) and top ducts (4), outer collecting duct (5) and fan (6) to the surroundings via holes (8) in the rear wall.

Description

Torkkammare via diffusion avfuktad mot i torkluftﬂödet insatta boxar. Drying chamber via diffusion dehumidified against boxes inserted in drying air.

Föreliggande uppfinning avser en torkkammare med ett torkluftﬂöde cirkuleratgenom en fläkt/värmekanal, ett första sidoschakt, ett torkgods och ett andrasidoschakt och avfuktat via ångdiffusion till ett uteluftflöde via ramar kläddamed ﬂerskiktad, diffusionsöppen väv.The present invention relates to a drying chamber with a desiccant air circulated through a fan / heating duct, a first side shaft, a dryer and a second side shaft and dehumidified via steam diffusion to an outdoor air flow via frames clad with multilayered, diffusion-open woven fabric.

Tekniken att avfukta torkluft via diffusion till uteluft via nämnda ramar ersätterkonventionell luftbytesteknik med en besparing i torktid och ochenergibesparing i storleksordning 35% och som är känd från mina svenskapatent 0302197-9, 1400580-5 och 170043-1. Gemensamt för dessa skrifter är attett delﬂöde av torkluft är avlänkat från huvudflödet torkluft för att i arrangemang med nämnda rarnar avfuktas och sedan âterinblandas i huvudﬂödet.The technology of dehumidifying drying air via diffusion to outdoor air via the mentioned frames replaces conventional air exchange technology with a saving in drying time and energy savings in the order of 35% and which is known from my Swedish patents 0302197-9, 1400580-5 and 170043-1. Common to these publications is that part of the desiccant of drying air is diverted from the main flow of desiccated air to be dehumidified in arrangement with said grooves and then remixed in the main desiccant.

Ett första syfte med uppfinningen är att radikalt förenkla diffusionsteknikengenom att skippa närnnt delﬂöde och arrangemang för dess strömningskanaleroch hetluftfläktar och ersätta det med en direktkontakt mellan torkluftﬂödet ochnämnda ramar i torkluftens normala strömming.A first object of the invention is to radically simplify the diffusion technique by skipping near part ﬂ fate and arrangement of its flow channels and hot air fans and replacing it with a direct contact between the drying air ﬂ fate and said frames in the drying flow of the normal air.

Ett andra syfte är att åstadkomma en medströms strömning av torkluft ochuteluft utmed ömse sidor av nämnda ramar, som minimerar för verkningsgradenskadligt luftläckage dem emellan.A second object is to provide a co-current flow of drying air and outdoor air along both sides of said frames, which minimizes air leakage harmful to efficiency between them.

Nämnda syften uppnås genom en torkkammare vidare kännetecknad av att denomfattar utmed bottnen av endera av sidoschakten och vinkelrätt mot dessbakvägg uppställda flata boxar formade av dubblerade, sagda ramar och omfattarboxarna utvändigt bestrukna av torkluftﬂödet och invändigt i medströmgenomströmmade av uteluftﬂödet via ett antal smärre hål i bakväggen.Said objects are further achieved by a drying chamber further characterized in that it comprises along the bottom of either of the side shafts and perpendicular to its rear wall arranged flat boxes formed of doubled, said frames and the enclosure boxes externally coated by drying air

Uppfinningen beskrives nedan i anslutning till figurerna. Figur 1 visar sektionav torkkammare med sluten torkluftströmning genom ﬂäkt/värmekanal,sidoschakt, torkgods och mellan i endera sidoschakt monterade boxar. Figur lavisar i sektion uteluftströmning genom boxar. Figur lb visar i sektionreverserad strömming inom torkkammare och boxar.The invention is described below in connection with the figures. Figure 1 shows sections of drying chambers with closed drying air flow through the ﬂ genuine / heating duct, side shaft, drying material and between boxes mounted in either side shaft. Figure lavisar in section outdoor air flow through boxes. Figure 1b shows in section reversed herring within drying chambers and boxes.

Figurer 2 och 3 visar i elevation och plan boxinstallation mot sidoschakt ochdess bakvägg. Figurer 4a-c berör kalkyl kring tryckfall. 2 En torkkammare 1 inrymmer enligt figur 1 ett torkluftﬂöde 11 cirkulerat genomen fläkt/värmekanal 12, ett första sidoschakt 13, ett torkgods 14 och ett andrasidoschakt 15. Torkgodset 14 är främst strölagt virke och annat staplat gods,som medger låga tryckfall och höga ångtryck i torkluften exempelvis keramikoch tvätt. Med figuren ritad i skala 1:75 illustrerar figuren som exempel entypisk torkkammare för virkespaket. Enligt uppfinningen sker avfuktningen avtorkluften via utmed bottnen 16 av endera av sidoschakten och vinkelrätt motdess bakvägg 17 uppställda flata boxar 22 formade av dubblerade ramar 2 kläddamed ﬂerskiktad, diffusionsöppen väv. Vävmaterialet täcker lämpligt ävenboxamas kortsidor. Boxama är utvändigt bestrukna av torkluftﬂödet ochinvändigt i medström genomströmmade av ett uteluftflöde 3. Drivet avångtrycksskillnad diffunderar ånga genom ramarna 2 från torkluften 11 tilluteluftﬂödet 3, som värms av medföljande kondenserad dimma och sålundavärmd mättas med vattenånga. Inkoppling av uteluftﬂödet sker lätt viaupptagning av ett antal smärre hål 8 i bakväggen 17. I referens till figurer la ochlb är botten av boxarna 22 är anslutna till omgivningen via en bottenkanal 7och hål 8 och toppen av boxarna är anslutna till omgivningen via toppkanaler 4,hål 8, en utvändig samlingskanal 5 och en eller flera reverserbara ﬂäktar 5.Figures 2 and 3 show in elevation and flat box installation against the side shaft and its rear wall. Figures 4a-c concern calculations about pressure drops. According to Figure 1, a drying chamber 1 houses a drying air ﬂ deserted 11 circulating through a fan / heating duct 12, a first side shaft 13, a drying material 14 and a second side shaft 15. The drying material 14 is mainly scattered wood and other stacked goods, which allow low pressure drops and high vapor pressures. the drying air, for example ceramics and laundry. With the figure drawn in scale 1:75, the figure illustrates as an example a typical drying chamber for timber packages. According to the invention, the dehumidification takes place via the wiper air via along the bottom 16 of either of the side shafts and flat boxes 22 arranged perpendicularly to its rear wall 17 formed by double frames 2 lined with multilayered, diffusion-open fabric. The weave material suitably also covers the short sides of the box. The boxes are coated on the outside by drying air ﬂ fate and internally in cocurrent flowed by an outdoor air flow 3. Driven exhaust pressure difference diffuses steam through the frames 2 from the drying air 11 to supply air ﬂ fate 3, which is heated by the accompanying condensed mist and thus heated water is saturated. Connection of outdoor air ﬂ destiny takes place easily via a number of smaller holes 8 in the rear wall 17. In reference to figures 1a and 1b, the bottom of the boxes 22 are connected to the environment via a bottom channel 7 and hole 8 and the top of the boxes are connected to the environment via top channels 4, holes 8, an external collection channel 5 and one or more reversible ﬂ spikes 5.

Boxarna är utformade med ramama 2 något lutande mot varann med en motbottnen ökande strömningsarea axb för uteluftflödet 3 där b är rambredden och aär den variabla distansen mellan ramarna. Motsvarande minskar mot bottnenströmningsarea axb för torkluftﬂödet 11 mellan ramarna. Med denna utformninguppnås med rätt dimensionering av den variabla distansen a enligt nedan atttryckfall i luftströmning utmed ömse sidor av ramarna 22 är väsentligt lika ochatt för ångdiffusionens verkningsgrad skadligt luftutbyte över ramarna därmed är minirnerat.The boxes are formed with the frames 2 slightly inclined towards each other with a counter-bottom increasing flow area axb for the outdoor air flow 3 where b is the frame width and is the variable distance between the frames. Correspondingly, towards the bottom flow area axb for drying air ﬂ the gap 11 between the frames decreases. With this design is achieved with the correct dimensioning of the variable distance a according to the following pressure drop in air flow along both sides of the frames 22 is substantially equal and that for the efficiency of the vapor diffusion harmful air exchange over the frames is thereby minimized.

Figur 1 illustrerar torkluften 11 strömmande mellan boxarna 22. Figur la visaruteluft 3 strömmande genom boxarna och figur lb illustrerar hur strömningen avuteluft 3 reverseras analogt med reversering av torkluftflödet 11, varigenommedströms luftströmningar bibehålles. I exemplet virkestork ovan för ca 80 kbmvirke 14 är ett massﬂöde torkluft 11 i storleksordning 150 000 kbm/h medtontemperatur + 70 grader och ångtryck ca 250 mbar. Avfuktning är ca 300 kgånga/h mot ett ﬂöde uteluft 3 i en storleksordning om 5000 kbm/h. Per kbmupptar uteluften sålunda via diffusion 60 g ånga , varav ca 17 g är kondenserad 3 till dimma och värmande uteluften exempelvis +5/+39 grader. Ångtrycket iuteluften ökar därvid under passage över ramarna 2 från 6 mbar till 70 mbarmed medelvärde 38 mbar. Drivkraft för ångdiffusion genom ramarna 2 ärångtrycksskillnaden i torkluft/uteluft = 250-38 =212 mbar. Med endiffusionsfaktor i ramarna 22 om 0.033 kg ånga/h, kvm ramyta, mbar ångtryckerfordras en ramyta om 42 kvm i följande samband 300 kg ånga = 0.033 x42kvm x212 mbar.Figure 1 illustrates the drying air 11 flowing between the boxes 22. Figure 1a shows window window 3 flowing through the boxes and Figure 1b illustrates how the flow of outdoor air 3 is reversed analogously with reversal of the drying air flow 11, whereby airflow air flows are maintained. In the example timber dryer above for approx. 80 kbm timber 14, a mass of desolate drying air 11 is in the order of 150,000 kbm / h with a median temperature of + 70 degrees and a steam pressure of approx. Dehumidification is about 300 kg steam / h against a deserted outdoor air 3 in the order of 5000 kbm / h. Per kbmuppet the outdoor air thus via diffusion 60 g steam, of which about 17 g is condensed 3 to mist and warming the outdoor air for example + 5 / + 39 degrees. The vapor pressure in the outdoor air then increases during passage over the frames 2 from 6 mbar to 70 mbar with an average value of 38 mbar. Driving force for steam diffusion through the frames 2 the difference in steam pressure in drying air / outdoor air = 250-38 = 212 mbar. With a diffusion factor in the frames 22 of 0.033 kg steam / h, sqm frame area, mbar steam pressure, a frame surface of 42 sqm is required in the following connection 300 kg steam = 0.033 x42sqm x212 mbar.

Figurer 2 och 3 visar plan och elevation av de i sidoschaktet 15 uppställdaboxarna 22. Ritade i skala 1:75 illustrerar ﬁgurema exemplet virkestork ovanmed 14 st ramar 2 av mått bredd = 1.0 m och höjd = 3.0 m med totalt 42 kvmdiffusionsyta. Ramama 2 är parvis lutande mot varann hopfogade till 7 st boxar22 med ett valt cc-avstånd 0.7 m. Torkluftﬂödet 11 trappar av i hastighet från 6m/s vid ﬂäktkanalen 12 till noll mot bottnen 16 av schaktet 15. Hoppressadmellan boxama sker en hastighetsökning i torkluftﬂödet till i medelvärde 3.0m/s i läge A utmed den övre halvan av boxama och till 1.6 m/s i läge B utmedden undre halvan. Nedan i referens till figurer 4a-c visas att med boxsektionenrätt dimensionerad i relation till valda massﬂöden erhålles väsentligt likatryckfall i luftströmningen av torkluft 11 och uteluft 3 å ömse sidor om ramarna2. Därmed uppnås minimal tryckdifferans och luftutbyte över ramarna, vilket ärväsentligt för diffusionsprocessens höga verkningsgrad.Figures 2 and 3 show the plan and elevation of the boxes 22 set up in the side shaft 15. Drawn in scale 1:75, ﬁ gurema illustrates the example wood dryer above 14 frames 2 of dimensions width = 1.0 m and height = 3.0 m with a total of 42 sqm diffusion area. The frames 2 are in pairs inclined towards each other joined to 7 boxes22 with a selected cc distance 0.7 m. Drying air ﬂ deserted 11 steps off at a speed from 6m / s at ﬂ marriage channel 12 to zero towards the bottom 16 of the shaft 15. Jumping between the boxes there is a speed increase in drying air ﬂ deserted to an average of 3.0 m / s in position A along the upper half of the boxes and to 1.6 m / s in position B along the lower half. Below in reference to Figures 4a-c it is shown that with box section right dimensioned in relation to selected mass ﬂ fates, a substantial equal pressure drop is obtained in the air flow of drying air 11 and outdoor air 3 on both sides of the frames2. This achieves minimal pressure difference and air exchange over the frames, which is essential for the high efficiency of the diffusion process.

Figur 4a visar i sektion i skala 1:25 tre boxar 22 enligt exemplet ovan . LägenaA och B representerar medeltillstånd för övre och undre halva av detrektangulära strömningsutrymmet för torkluftflödet 11 mellan boxama ochlägena C och D motsvarande för det rektangulära strömningsutrymmet för ettvalt uteluftflöde 3 om 800 kbm/h inom vardera box. Data för A-D är uppställd itabellen figur 4b. Figur 4c är del av känt diagram för tryckfall för luftströmning irektangulära kanaler enligt kanalmått d och hastighet v varvid med d betecknaslikvärdig diameter = 2xaxb/a+b med a och b utgörande mått i en rektangulärkanal. I tabellen avläses metermâtten a och b, likvärdig diameter d, lufthastighetv m/s och resulterande tryckfall p i mm vp/m. För läge A erhålles således meda=0.5 m , b=1.0 m, d=0.66 m och v=3 m/s ett p-värde= 0.014. Samma p-värdenås vid läge C på andra sidan av ramarna 2 med en dimensionering meda=0.15m , b=1.0m, d= 0.26m och flödet 800 kbm/h, som ger v= 1.7 m/s. Förläge B erhålles med a=0.42 m, b=1.0 m, d=0.58 m och v= 1.6m/s ett 4 p-värde=0.004. Samma p-värde nås för läge D på andra sidan ramarna med endimensionering med a = 0.23m, b= 1.0m, d=O.35m och ﬂödet 800 kbm/h, somger v= 1.1 m/s.Figure 4a shows in section in scale 1:25 three boxes 22 according to the example above. Positions A and B represent average states for the upper and lower halves of the rectangular flow space for the drying air flow 11 between the boxes and positions C and D corresponding to the rectangular flow space for a selected outdoor air flow 3 of 800 kbm / h within each box. Data for A-D are set out in table 4b. Figure 4c is part of a known diagram for pressure drop for air flow in rectangular ducts according to duct dimensions d and velocity v whereby d denotes equivalent diameter = 2xaxb / a + b with a and b constituting dimensions in a rectangular duct. The table reads meter meters a and b, equivalent diameter d, air velocity v m / s and resulting pressure drop p in mm vp / m. For position A, meda = 0.5 m, b = 1.0 m, d = 0.66 m and v = 3 m / s a p-value = 0.014 is thus obtained. The same p-value is reached at position C on the other side of the frames 2 with a dimensioning meda = 0.15m, b = 1.0m, d = 0.26m and the flow 800 kbm / h, which gives v = 1.7 m / s. Position B is obtained with a = 0.42 m, b = 1.0 m, d = 0.58 m and v = 1.6m / s a 4 p value = 0.004. The same p-value is reached for position D on the other side of the frames with one-dimensioning with a = 0.23m, b = 1.0m, d = O.35m and ﬂ the distance 800 kbm / h, which gives v = 1.1 m / s.

Av kalkylen ovan framgår att med valda värden på massﬂöden i torkluftﬂöde 11och uteluftflöde 3, valda cc-avstånd mellan boxarna 22 och av vald rambredd bkan den variabla distansen a mellan ramama 2 dimensioneras så att väsentligenlika tryckfall p uppnås i luftströmning utmed ömse sidor av ramama 2.From the calculation above it appears that with selected values of mass ﬂ in dry air ﬂ desert 11 and outdoor air flow 3, selected cc distances between the boxes 22 and of selected frame width b the variable distance a between the frames 2 can be dimensioned so that substantially similar pressure drops p are achieved in air flow along 2 sides of the frames. .

I referens till figur 1 kan åtkomst till torkgodset 14 ske i tre alternativ .In reference to Figure 1, access to the dry goods 14 can take place in three alternatives.

Alternativ 1: Intag /uttag via port till första schaktet 13. Boxama 22 ärmonterade utmed en fast bakvägg 17 i det andra schaktet 15. Exempel in- ochutlastning av virkespaket med truck.Option 1: Inlet / outlet via door to the first shaft 13. The boxes 22 are mounted along a fixed rear wall 17 in the second shaft 15. Example loading and unloading of timber packages by truck.

Alternativ 2: Intag/uttag via port till första schaktet 13 och intag/uttag via andraschaktet 15 genom att bakväggen 17 utgör en vertikalport med anslutna boxar 22och kanaler 4,5 och 6. Vertikal förﬂyttning möjliggörs av att en ändkåpa 12 aiﬂäktkanalen 12 vrids upp ett kvarts varv. Exempel spårbunden förflyttning avtorkgods genom kammaren.Option 2: Inlet / outlet via door to the first shaft 13 and inlet / outlet via the second shaft 15 in that the rear wall 17 forms a vertical door with connected boxes 22 and channels 4,5 and 6. Vertical for ﬂ removal is made possible by turning an end cap 12 ai ﬂ the outlet channel 12 a quartz laps. Example rail-borne movement of wipers through the chamber.

Alternativ 3 : Intag/uttag via andra schaktet 15 enligt alternativ 2 och en fastyttervägg utmed första schaktet 13. En fördel här att tryckskillnad inne /ute ärnära noll oberoende av reversering av torkluften 11 och att därmed luftläckagegenom porttätningar är lågt.Alternative 3: Inlet / outlet via the second shaft 15 according to alternative 2 and a fixed outer wall along the first shaft 13. An advantage here is that the pressure difference inside / outside is close to independent of reversal of the drying air 11 and thus air leakage through door seals is low.

Med uppfinningen blir diffusionstekniken mycket enkelt installerbar i såvälbefintliga som nya torkkammare, är lätt dimensionerbar via antal och storlek påboxar 22 för skilda torkningsförhållanden, är lätt underhållen för byte avförbrukade ramar 2 och är effektiviserad genom att hela ramytan är exponeradmot det höga ångtiycket i torkluften och av att luftbyte mellan torkluft/uteluftöver rarnytan är minimerat.With the invention, the diffusion technique becomes very easily installable in both existing and new drying chambers, is easily dimensioned via number and size of boxes 22 for different drying conditions, is easily maintained for replacing used frames 2 and is made more efficient by exposing the entire frame surface to the high steam pressure and that air exchange between drying air / outdoor air above the pipe surface is minimized.