説明

気流を冷却する方法

第1の気流を冷却する方法は、第2の気流から湿気を取り除くステップと、第2の気流を冷却するように湿気が取り除かれた気流に水を注入するステップと、第1の気流を冷却するように熱交換器を通して第1のおよび冷却された第2の気流を通過させるステップとを使用する。そのように行う中で、第2および/または第1の気流の除湿中に再生された凝縮液は、注入ステップで用いられる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、気流の冷却のための装置に関し、請求項1のプリアンブルの機能を有する。
【背景技術】
【0002】
除湿システムは国内技術で知られている。ここで、欧州特許第1521040号明細書によって開示されるような装置を用いることは可能である。第1の空胴を通って流れる気流から、湿気は、水浸透および/または水蒸気透析膜を介して抽出される。冷却される気流および湿気が取り除かれたリターン気流による熱交換に先立って、液体は、その後、この還気に加えられ、熱交換器(蒸発冷却)の上流でリターン気流の温度を低下させるために蒸発させられる。
【0003】
欧州特許第0959307号明細書は吸収プレート熱交換器を開示しており、その薄い吸収剤は、複雑な手順によって集められ、再処理(加熱再生法および次の冷却)され、次にプレート熱交換器に戻り通過される。
【0004】
国際公開第03/091632号パンフレットは、2つの気流が熱導体壁通過して導かれる露点コンデンサーを開示している。そのプロセスにおいて、水は壁の片側のみの吸湿性のコーティングで1つの気流から吸収され、蒸発によって媒体にフィードバックされる。これは壁の後ろの別の気流の冷却の結果として生じる。
【0005】
米国特許第6,434,963号明細書は、中央熱交換器を含む冷暖房装置を記述している。熱交換器の排出口においては、閉冷却回路が、どれが給気(さらにその結果として熱した還気)をさらに冷却するかが規定される。先行技術の装置において、水は熱交換器の上流でそれを冷却するように使用済みの区画の空気に加えられる。熱交換器の下流で、還気が冷却回路の発熱部を通過する前に、より多くの水が蒸発パッドによって還気に加えられるのが好ましい。給気側で、冷却回路の冷却セクション上で圧縮する水は、集められ、蒸発パッドに再利用される。
また、外部の水供給も存在する。
【0006】
米国特許出願公開第2005/056042号明細書は、水を熱交換器の上の還気に注入し、それにより熱交換器の壁を湿らせる、米国特許第6,434,963号明細書と同様の装置を記述している。熱交換器より下の水を集めることは、還気内に残る水蒸気を除外して、部分的な水サイクルを可能にする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
この先行技術に基づいて、本発明の目的は、全体としてまたは部分的に、装置の自給自足できる動作がその結果として可能になるような方法で、最初に言及された型の装置を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
この目的は、請求項、および請求項4の機能を有する装置によって達成される。
【0009】
したがって、第1の気流を冷却する方法は、第2の気流から湿気を取り除くステップと、第2の気流を冷却するために湿気が取り除かれた第2の気流に水を注入するステップと、第1の気流を冷却するために熱交換器を通して第1および冷却された第2の気流を通過させるステップとを含む。第2の気流から湿気を取り除くプロセスにおいて、注入ステップで再使用される凝縮液は再生される。
【0010】
物理的な規定の事実のために、注入は、注入する水の蒸発を含む。
【0011】
自給自足を強化する目的で、特に移動体装置において、自由に使える環境空気から湿気を取り除くことによって再生されて注入されるさらなる凝縮液の追加オプションがある。
【0012】
本発明による第1の気流を冷却するための装置は、ポンピング手段を介して凝縮液セパレータに接続される水浸透および/または水蒸気透水性構造体を有する少なくとも1つの第2の気流のための湿気除去装置と、湿気が取り除かれた第2の気流が通過することができる冷却システムと、 2つの気流が第1の気流を冷却するために通過することができる熱交換器とを備える。凝縮液セパレータから再生された水は、それを注入する目的で冷却システムへ通過される(蒸発)。
【0013】
本発明による装置のさらなる湿気除去装置において、さらなる凝縮液は冷却された第1の気流から再生することができる。
【0014】
付加的な湿気除去装置は、環境空気からさらなる凝縮液を再生するために用いることができる。
【0015】
付加的な装置は車両に配置することができる。この配置において、付加的な湿気除去装置に沿った気流は、車両を移動させることにより生成される。
【0016】
車両には、自動車両または自動車両のトレーラー(特に好ましくはドーモビール、キャラバン、トラック、トレーラー、船、または航空機)が好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
図1は、概略描写における、本発明による装置を示している。本発明による装置の機能は、この概略描写を参照しながら説明される。区画の空気を冷却するための装置は、当業者に知られている個々の器具の多様性を備えており、したがって、ここではそれ以上詳細に論じられない。
【0018】
第1の気流と呼ばれる気流において、外部空気50は区画60の中へ諸要素を介して給気51として通過される。外部空気50(それは多くの場合、夏に、より低く望ましい外部温度を有している)は、粗粒子フィルタ38および/または熱交換器40(国際公開第2004/085946号パンフレットによるプレート熱交換器である熱交換器の可能なデザイン)の中への静電フィルタ39を介して主として通過される。熱交換器40において、外部空気50は、逆流方向に通過されて、好ましくは冷却された気流55”による冷却を受けて、冷却された気流50’として再発生する。その後、冷却された気流50’は、第1の湿気除去装置1へ通過されるのが好ましい。この第1の湿気除去装置1において、湿気は、より暖かい外部空気50と比較されて、ここではより高い相対的な大気湿度がある冷却された気流50’から抽出され、冷却された気流50’は、冷却され湿気が取り除かれた気流50”として湿気除去装置1を出る。ファン41によって冷却され湿気が取り除かれた気流50”は、給気51として、所望された気候条件が達成される閉鎖区画60に供給されるのが好ましい。従って、給気51は外部空気50より低い温度を有する。
【0019】
第2の気流と呼ばれる気流において、区画60からの還気55は以下に記述される諸要素を介して、周囲への排出空気56として放出される。還気55(それは内部温度がある)は、閉鎖区画60から粗粒子フィルタ38および/または静電フィルタ39を通して、主として通過される。還気55は、第2の湿気除去装置2に入り、湿気が取り除かれた気流55’としてこれを出る。ファン41によって、湿気が取り除かれた気流55’は、冷却システム20に供給される。冷却システムにおいて、湿気が取り除かれた気流55’は冷却される。結果的に、冷却された気流55”は、冷却システムから流出する。熱交換器40において、熱交換は、冷却された気流55”と暖かい外部空気50との間に起こる。熱交換が起こった後、ここでのより暖かい気流55”(それは先に冷却された)はその後、周囲に放出される排出空気56として熱交換器を出る。
【0020】
2つの湿気除去装置1および2は、欧州特許第1521040号明細書または同等の装置に従って設計されうる。湿気除去装置1および2は、例えば各ケースにおける第1の空胴4を含み、それは、水浸透および/または水蒸気透析膜3による第2の空胴5から分離される。各ケースにおける上記気流は、分離した第1の空胴4を通って流れる。
【0021】
他の実施例において、2つの分離した湿気除去装置1および2を備えることができる。あるいは、単なる湿気除去装置2は第2の気流55のために備えられる。以下で示されるように、図示されないさらなる湿気除去装置も備えることができ、それは環境空気上で作動する、つまり後者から湿気を取り除く。しかしながら、この目的は、湿気が取り除かれた環境空気ではなく、凝縮液の再生である。これは、湿気除去装置1および2と共に説明された、分離した圧縮水セパレータまたは圧縮水セパレータ11によって達成することができる。
【0022】
部分真空(例えば、バキュームポンプ10によって生成される)によって、部分真空は、連結管6、および湿気除去装置1および2の第2の空胴5内で生成される。この連結管6(それは湿気除去装置1、2の第2の空胴5に接続される)を介して、このより湿度の高い空気が放出される。部分真空は、圧縮水セパレータ11に、空気および水蒸気の混合物100を吸う。圧縮水セパレータ11によって、混合物100は、空気101および水102へ分離される。空気101は周囲へ放出され、水102は管渠12を介して圧力ブースタポンプ13に供給される。さらなる管渠セクション14を介して、加圧された水103は、冷却システム20に供給される。
【0023】
例えば国際公開第2004/085946号パンフレットによる設計の冷却システム20において、加圧された水103は、1つ以上のノズルによって霧になり、湿気が取り除かれた気流55’の湿気を増加させる。そのプロセスにおいて、排出空気の相対湿度は増加し、吸収される蒸発熱の結果、湿気が取り除かれた気流55’の温度は冷却された気流55”の結果として落ちる。過剰水は周囲に放出される。あるいは、それは冷却するシステム20へそれを再利用する意図で集めることができる。
【0024】
気流50’または/および55’から湿気を取り除くことにより圧縮水102を再生すること、および続いて冷却システム20にそれを再利用することは、本発明による装置の全体としてまたは部分的に自給自足できる動作を可能にする。
【0025】
付加的な湿気除去装置(図示せず)の設置は、さらなる凝縮液の再生を可能にする。この配置において、装置は空胴4を含んでおらず、したがって、膜3は気流に直接隣接している。この装置が自動車両または自動車両のトレーラー(例えばドーモビール、キャラバン、トラック、トレーラー、航空機)に搭載される場合、この装置は特に有利である。気流は、この場合、車両の相対風によって生成される、流れ過ぎる気流である。そうする際に、注入目的のための凝縮液は自由な環境空気から再生される。
【0026】
前記気流はすべて、流れ過ぎる気流とは別に、管渠または当業者に知られているダクトで導かれる。
【0027】
冬においては、その設置も気流50、50’50”を、熱し湿らすために用いることができる。気流55’、55”は、その後、冷却システム20内で冷却されない。熱交換器40において、気流50は、その結果、より暖かい還気55”によって加熱することができる。さらに、湿気は、第2の湿気除去装置2内の還気55から抽出され、連結管6を介して第1の湿気除去装置1に供給される。第1の湿気除去装置1を介して、気流50’の湿気は増大される。その装置は、キャラバンの暖房装置または自動車両の暖房装置と組み合わせることができる。
【0028】
図1による装置は、単純な方法でカスケード接続できる。給気51のためのダクトが前記ダクト50に接続され、還気55のデュエットは直前の装置の排出空気に接続されるような方法において、最も単純なカスケードは、図1の左側の描写内に示されるようなフィルタ38、39および熱交換器40を包括して含み、かつ図1の右側に示されるようなファン41およびフィルタ38、39までをも含むさらなる装置を、気流50、56を導くダクト上に配置することにより達成される。したがって、段数において、より大きな範囲まで温度を全体で低下させることは可能である。その後、装置の各々は、その電源リードとは別に自給自足できることができ、空気の放出のためのダクト101は、好ましくは組み合わせられる。同一の構造の装置を用いることができるので、このカスケード接続する配置の利点は、その簡易さである。万一、ユニットが動かなくなれば、例えば、他の装置のファン41が気動を維持し続けるので、装置の動作は全体としてそれ自身影響を与えられず、水回路が動かなくなった場合、他のカスケード要素の冷却は機能し続ける。
【0029】
単純なカスケード接続の配置において、カスケード接続は、噴射装置20および熱交換器40と共に湿気除去装置2に限定される。ファン41、フィルタ38、39および水セパレータ11は、全装置のために単一のアイテムとして同様に備えられてもよい。そのケースにおいて、その後、還気55は連続的に組立品2、20、40を通過する。しかし、各ケースにおける外部空気50は、また湿気除去装置1を通してもっぱら熱交換器40の第2のダクトを通して任意に通過される。
【図面の簡単な説明】
【0030】
本発明は、図面を参照しながら、以下でより詳細に説明される。
【図1】図1は、本発明の実施例の概略描写を示す。
【符号の説明】
【0031】
1 湿気除去装置
2 湿気除去装置
3 水浸透および/または水蒸気透析膜
4 第1の空胴
5 第2の空胴
6 連結管
10 バキュームポンプ
11 圧縮水セパレータ
12 管渠
13 圧力ブースタポンプ
14 管渠
20 冷却システム
38 粗粒子フィルタ
39 静電フィルタ
40 熱交換器
41 ファン
50 外部空気
50’ 冷却気流
50” 湿気が取り除かれた冷却気流
51 給気
55 還気
55’ 湿気を取り除いた気流
55” 冷却気流
56 排出空気
60 区画
100 空気および圧縮水の混合物
101 空気
102 水
103 加圧された

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の気流(50’、50、50”、51)を冷却する方法であって、
第2の気流(55’、55、55”、56)から湿気を取り除くステップと、
前記湿気が取り除かれた第2の気流(55’)を冷却するように、水を注入するステップと、
前記第1の気流(50)を冷却するように、熱交換器を通して、前記第1(50)および前記第2の気流(55”)を通過させるステップとを含み、
前記第2の気流(55)から湿気を取り除く前記ステップの間に再生された凝縮液が、前記注入ステップで用いられることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記冷却された第1の気流(50、50’、50”、51)は次に同様に湿気が取り除かれ、前記再生された凝縮液は前記注入ステップで用いられることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
自由に使える環境空気から湿気を取り除くことによって、前記注入ステップのさらなる凝縮液が再生されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
ポンピング手段(13、10)を介して凝縮液セパレータ(11)に接続される水浸透および/または水蒸気透水性構造体(3、4)を有している少なくとも第2の気流のための湿気除去装置(2)による、第1の気流(50、50’、50”、51)を冷却するための装置であって、
前記湿気が取り除かれた第2の気流が通過することができる冷却システム(20)が存在し、
前記2つの気流が前記第1の気流を冷却するように通過することができる熱交換器(40)がさらに存在し、
前記再生された水を注入する目的で、前記冷却システム(20)へ前記凝縮液セパレータ(11)から前記再生された水が通過されること
を特徴とする装置。
【請求項5】
前記冷却された第1の気流(50、50’、50”、51)からさらなる凝縮液を再生するために、さらなる湿気除去装置(1)が用いられることを特徴とする請求項4に記載の装置。
【請求項6】
ファンが推進されるまたはファンが推進されないように通過するように流れる前記環境空気からさらなる凝縮液を再生するために、付加的な湿気除去装置が用いられることを特徴とする請求項4または5に記載の装置。
【請求項7】
前記装置は車両に配置され、前記車両を移動させることにより前記付加的な湿気除去装置に沿った気流を生成することができることを特徴とする請求項6に記載の装置。
【請求項8】
前記車両は、自動車両または自動車両のトレーラー、特にドーモビール、キャラバン、トラック、トレーラー、船または航空機であることを特徴とする請求項7に記載の装置。
【請求項9】
通過される前記第2の気流(55乃至56)のための湿気除去装置(2)、冷却システム(20)および熱交換器(40)のシーケンスが少なくとも2度連続的に提供される(熱交換器(40)にあるいは提供され、各ケース内の前記第1の気流(50乃至51)は、熱交換器(40)にあるいは提供されるさらなる空気から湿気を取り除く装置(1)を介して前記第2の気流(55乃至56)に現在反するシリーズ内に接続している前記熱交換器(40)を通して任意に通過されることを特徴とする請求項4ないし8のいずれかに記載の装置。

【図1】
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【公表番号】特表2009−526191(P2009−526191A)
【公表日】平成21年7月16日(2009.7.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−523096(P2008−523096)
【出願日】平成18年7月21日(2006.7.21)
【国際出願番号】PCT/CH2006/000385
【国際公開番号】WO2007/012213
【国際公開日】平成19年2月1日(2007.2.1)
【出願人】(508263947)メンタス ホールディング エージー (4)
【Fターム(参考)】