用于标准和防爆除湿系统的微波再活化系统

申请号 CN201180046943.2 申请日 2011-05-26 公开(公告)号 CN103228999A 公开(公告)日 2013-07-31
申请人 7734123加拿大有限公司; 发明人 M.卡吉亚诺;
摘要 本 发明 涉及除湿设备且更具体地涉及 微波 再活化系统、以及用于常规干燥的干燥剂除湿系统和除湿 转子 的再活化/再生的新方法、以及用于危险 位置 和或应用的防爆除湿系统的再活化/再生的新方法。除湿系统包括 定位 在柜体内的除湿转子组件以及该转子可旋转地安装在该柜体内。除湿转子芯浸渍有除湿类型的材料。提供机械装置用于使除湿转子在柜体内旋转。微波系统和再活化方法被设计用于提供除湿单元的再活化部中所需的间接、安全和高能效的热量源和温升,用于将积累在除湿转子中的 水 蒸气释放到大气中。该微波再活化系统和方法基于由 泵 送通过闭环盘管组件的被加热 流体 产生的热传递。该闭环盘管组件定位并延伸通过除湿系统中的微波部和再活化/再生部的隔离加热腔。经过再活化进气部的空气流 接触 盘管组件并且在到达除湿转子之前被加热至期望 温度 。包括除湿转子组件的干燥剂除湿系统以及用于除湿具体空间内包围的空气的方法也在本文献被描述。
权利要求

1.一种加热、通和空气调节(HVAC)系统,所述系统包括:
包括风道路径的柜体;
微波加热部,所述微波加热部包括微波单元和盘管组件,所述微波单元用于在其中产生并容纳微波,并且所述盘管组件在其中容纳热加热流体,其中,所述盘管组件定位成使得所述盘管组件的至少一部分定位在所述微波单元内并且所述盘管组件的至少另一部分定位在所述风道路径内;以及
吹风机,所述吹风机用于将环境空气的空气流抽吸到所述柜体的风道路径中,穿过所述盘管组件从而加热所述空气流,并且从所述柜体抽出。
根据权利要求1所述的系统,其中,所述盘管组件包括作为闭环系统的一部分的至少两个互连盘管,第一所述盘管大致定位在所述微波加热腔内,并且第二所述盘管组件大致定位在所述风道路径中。
根据权利要求2所述的系统,所述系统还包括,所述泵用于将所述热加热流体大致连续地泵送通过所述盘管组件。
根据权利要求2所述的系统,其中,第一所述盘管包括陶瓷材料,并且第二所述盘管包括金属。
根据权利要求1所述的系统,所述系统还包括压缩机冷凝器盘管和蒸发器盘管中的至少一种。
一种借助HVAC单元来处理环境空气的方法,所述方法包括以下步骤:
通过将盘管组件的至少第一部分以及包含在其中的热流体暴露给微波单元内的微波来加热所述盘管组件内的所述热流体;
借助吹风机将作为空气流的环境空气抽吸到柜体内的风道路径中;
围绕所述盘管组件泵送所述被加热的热流体,其中,所述盘管组件的至少第二部分被定位在所述风道路径内;
通过将所述空气流抽吸穿过所述盘管组件的所述第二部分来加热所述空气流;
从所述柜体驱出所述被加热的空气流。
根据权利要求6所述的方法,所述方法还包括以下步骤:
使所述空气流穿过冷凝器盘管和蒸发器盘管,所述冷凝器盘管和蒸发器盘管在闭环中被连接到压缩机;
使所述空气在所述盘管组件的第二部分,所述冷凝器盘管和蒸发器盘管上流过的所述步骤用于空气调节以及除湿所述空气流。

说明书全文

用于标准和防爆除湿系统的微波再活化系统

[0001] 相关申请的交叉引用本申请要求作为2010年6月2日提交的申请No. 12/801,292的继续申请的2011年
5月25日提交的美国申请No. 13/116,910的优先权,该文献的全部公开内容以引用的方式结合到本文。
[0002] 关于联邦发起的研究或开发的声明不适用
参考序列表,表或计算机程序列表光盘的附件
不适用。

背景技术

[0003] 除湿和分/湿度的控制在许多工业部(例如,离岸、陆上、海洋和军用)来说是极其重要且很有意义的。已经设计并开发数种工艺和技术以解决该严重问题。执行具体空间内的湿度控制的这些HVAC(加热、通和空气调节)混合系统中的一些主要通过如下操作来执行湿度控制:使用温度、加热和膨胀空气的能以吸收并保持水分,因此降低相对湿度,并接着通过将空气温度冷却低于其露点,冷凝并提取水分/水蒸气。诸如基本冷却系统的常规系统包括冷却盘管、冷凝器盘管、通风风扇和压缩机单元。
[0004] 虽然这些系统被广泛使用并且可能在各种状况下有效地操作,但是它们的主要功能和设计目的在于顺应气候并且提供对具体区域的加热和冷却,而除湿是作为副产物的结果。这些类型系统通常用于各种现场和常规地方、以及危险工业位置应用。使用这些类型系统的主要优势在于,这些系统并不产生热空气流或者在高温下操作,所述高温可能潜在地点燃或打火易燃蒸汽和或甚至在环境空气中发现的挥发性气体。
[0005] 这些冷却系统当操作在最常发现在南半球的较暖热潮湿气候状况下时通常十分有效,但是当操作在位于在北部区域发现的危险、不稳定环境中的较冷的潮湿气候状况中时被发现是低效且不兼容的。该干燥剂除湿系统在完全不同的前提(不同的蒸汽压力和水蒸气低压)下操作。空气中的湿气和湿度越大,则水蒸气浓度和压力就越大。
[0006] 比较而言,在基于干燥剂的除湿系统中发现的干燥除湿转子具有很低的水蒸气压力。当潮湿高蒸汽压力的空气分子接触除湿转子的表面低蒸汽压力时,分子从高往低移动以试图实现平衡。当潮湿的空气流经过转子时,分子由干燥剂材料保持并且得到的排出空气被干燥地传送。假定干燥剂除湿系统没有利用液态冷凝物或气体,则这允许该系统具有有效地继续操作和移除水蒸气/水分的能力,甚至当露点空气温度下降低于冷冻时也是如此。因此,干燥剂除湿性能实际上在更冷温度中改善并且不受通常在操作期间利用加热和冷却阶段的组合的常规基于冷却和或混合系统中发现的相同缺陷/缺点的影响。
[0007] 干燥剂除湿系统配有除湿转子,所述除湿转子被刺穿并浸渍有干燥剂类型材料。该系统包括两个操作但隔离部,处理部和再活化部。在规则操作期间,环境空气流流经处理部且随后流经除湿转子,在这里水分被收集并从空气流移除。得到干燥空气排气,该干燥空气排气然后被传送到待被除湿的区域或外壳中。同时,另一空气流流经干燥剂除湿器并且沿相反方向流经隔离的再活化部且随后流经转子的干燥剂材料。流经再活化部的该空气流在与转子的表面接触之前被加热大约200至250华氏度。热量具有使转子中的干燥剂材料失活的作用,这继而允许该材料将水蒸气分子释放到排出空气流中并且释放到外界大气中。
[0008] 在操作处理期间,除湿转子绕其纵向轴线缓慢地旋转(大约8至10转每分钟)。已经建立的是,干燥剂除湿系统在极大地减少并控制它们正处理的空气中的水分和湿度方面是高效的。不幸的是,有时,操作这种系统所需的能量可能受限或者并不容易得到,在这些系统需要操作的海洋、离岸或遥远移动地点的情况下尤其如此。
[0009] 该问题由如下事实产生:在再活化部中绝对需要空气流的高(热量)温升以便干燥通常转换为高能量需要的转子干燥剂材料。热量的产生通常借助使用但不限于下述系统来完成:电加热组或元件、火焰气体燃烧器或浸没在流经定位在空气流路径中的盘管的流体中的下潜加热器,所述下潜加热器起作用以辐射并传送热量到再活化空气流上。
[0010] 这些方法是用于加热干燥剂除湿再活化入口空气流的最常用手段,使得在与转子干燥剂材料接触之前空气温度升高到设定点温度。在另一方面,在加热和或冷却处理被单独采用或组合地采用(例如,混合系统)的典型机械除湿系统的情况下,加热元件的作用在于产生热量,以膨胀和升高空气体积的温度,从而降低相对湿度。然后该空气流经过制冷剂盘管,所述制冷剂盘管快速地冷却空气流温度从而能够提取水分作为冷凝物。该新颖的“微波再活化系统”被设计并旨在被安装在标准和防爆除湿系统中,用于作为高热量产生源来操作。在优选的实施方式中,该微波再活化系统被安装在标准或防爆干燥剂除湿系统的再活化部中。
[0011] 该微波再活化系统通过产生电磁波来产生热量,所述电磁波经过材料和流体,从而使得内部的分子以激励的方式快速地振动并继而产生热量。
[0012] 在优选的实施方式中,用于存储并传送该热量的介质是流体。该流体借助供应和返回泵来移动,从而流经作为闭环回路一部分的第一平行系列的玻璃陶瓷盘管,流经微波加热腔,在该微波加热腔中流体分子被处理并暴露于电磁波,从而引起激励并产生高热量。然后该被超级加热的流体沿空气流的引导路径流经定位在下部再活化部中的第二平行系列的金属盘管。当空气流接触盘管的表面并且穿过该表面时,该热量从流体传递到盘管显著地升高了空气流的温度。然后该被加热的空气流在其流经干燥剂轮/转子时被用于使得浸渍在干燥剂轮/转子内的穿孔干燥剂材料失活。该载满热量的空气流对干燥剂材料具有消磁影响,从而使得干燥剂材料能够释放所保持的积累水分并且因此极大地降低了干燥剂材料中的蒸汽压力,以用于再使用在除湿处理部中。在替代的实施方式中,微波再活化系统也能被采用并安装在任何机械加热/冷却混合或制冷剂类型的除湿系统中,所述除湿系统必须产生热源以便成功地完成除湿处理。
[0013] 在包括但不局限于此的上述类型的除湿系统中,需要热源以升高进气环境空气流温度、膨胀空气体积且然后允许制冷剂冷却盘管在被处理空气流从其流经时快速地冷却该被处理空气流,使得通过冷凝能够提取悬浮的水分。
[0014] 本质上,微波再活化系统能够替换前述的其它任何常规热量产生源但不限于:电加热组和元件、火焰气体燃烧器或浸没在流体中的下潜加热元件,所述流体升高温度从而产生热量。该微波再活化系统的安装和操作将能够具有能力实现热量产生需求,该热量产生需求对于机械混合、制冷剂且尤其是干燥剂除湿类型的处理的操作效率和优化输出来说是基本的。同时,由于其低能量需要对比高热量产生能力的高效比,该微波再活化加热系统将基本消除电功率需求和消耗而不损害性能。对于这些工业除湿系统以及具体地对于干燥剂除湿系统(不管是否是标准或防爆定级的)来说,开发用于优化除湿和峰值操作性能的合适BTU热量产生是基本的。该微波再活化加热系统使得能够安全且有效地实现并超越全部上述需求。发明内容
[0015] 根据本发明的实施方式的宽泛方面,提供一种微波再活化系统,所述微波再活化系统具有用于干燥剂类型除湿系统或结合加热和冷却的机械除湿系统的再活化部的热量产生的功能。机械加热/冷却混合、制冷剂或干燥剂除湿系统被用于除湿并干燥材料和或包封区域或空间内的空气体积的目的。
[0016] 在优选实施方式中,微波再活化系统被设计用于干燥剂除湿类型系统。该干燥剂除湿系统包括两个操作部,处理部和再活化部。该干燥剂除湿系统具有除湿转子/轮组件,所述除湿转子/轮组件被安装并在柜体内旋转,所述柜体由两个单独隔离的部段构成。除湿转子/轮的穿孔芯浸渍有干燥剂类型材料,所述干燥剂类型材料具有捕获并保持发现于环境空气中的水蒸气的能力。处理部旨在用作发现于环境空气流中的水分/水蒸气的收集和保持。定位在处理部中的吹风机被设置用于以高速推进该空气流通过转子,在这里干燥剂材料保持该水分,并且通过处理出口被排出的空气流被干燥地传送到外壳。
[0017] 同时,定位在再活化部中的另一吹风机推进流经再活化部的空气流。该空气流接触一系列中空蛇形盘管并且由该一系列中空蛇形盘管加热,所述中空蛇形盘管具有从其流经的内部被加热流体。从盘管辐射的高热量被传送通过盘管并传送到空气流上,从而当该空气流接触转子表面时实质升高温度。当热空气流流经穿孔转子时,该过程使干燥剂材料失活,由此使得干燥剂材料将水分释放到空气流中,从而将潮湿空气运送通过排出出口至环境大气中。该不间断过程允许转子芯干燥剂材料在其旋转通过再活化部时释放积聚水分并接着旋转回到处理部,在处理部中,所述芯干燥剂材料重新开始移除处理空气流中的水蒸气/水分。
[0018] 微波再活化系统包括一起作业的两个独立部段。微波部由具有内部壳体的防爆外部柜体构成,所述内部壳体包括腔,所述腔的内表面形成微波加热腔。形成定位在微波加热腔上方的隔室的屏蔽板用于在其中容纳微波功率转变部件(例如磁控管、高压变压器二极管、电容器和其他操作部件)。
[0019] 在优选实施方式中,微波再活化系统包括结合作为单个闭环系统的一部分的两个单独盘管组件。这些盘管组件通过使用一系列防振安装托架被安装并牢固地固定到位。存在玻璃陶瓷盘管组件,其被安装在微波加热腔中并且在两个点处被连接到安装在再活化部中的金属盘管组件。这些盘管组件借助安装件和密封件在两个相对点处被牢固地连接,所述安装件和密封件被牢固地连接到分离泵,一个泵用于供应,另一个泵用于返回。这些泵确保从微波部至再活部并再次返回的稳定且连续的加热器流体流。这些泵相对地定位在形成隔室的屏蔽板中,位于微波加热腔和再活化部之间。该闭环回路延伸通过除湿系统的微波部中的微波加热腔和再活化部。中空盘管由一个长度构造成并且被设计为闭环管线,热传递流体(例如热油或加热器流体)在其中流动用于携带热能。该流体在其被泵送时在微波部中被连续地加热,并且循环通过加热腔并且传递积累的热能/热量至盘管,所述盘管在空气流流经再活化部时辐射到该空气流上。借助在组件内安装并操作一个或数个防爆泵来确保流体未被中断的运动。这确保来自定位在微波部中的加热腔的被加热流体到再活化部上并再次回来的循环处于连续过程中。
[0020] 该微波再活化系统因此产生热源和空气流温升,所述空气流温升是需要的,以正确地使在转子芯中发现的干燥剂材料适当地失活,使得所述干燥剂材料能将积累的水分/水蒸气释放到被排放到大气环境的空气流中。
[0021] 微波再活化系统的许多益处在于,所述微波再活化系统执行其提供再活化热源的主要功能,同时极大地降低对于干燥剂除湿系统的热量产生和总体功率消耗的能量需求。该重要能量节约允许除湿系统更广泛地取用并可用于标准和严重危险应用中,由于功率供应限制这些除湿系统先前是不能胜任的。通常与标准除湿单元的使用相关的高能量需求通过该微波再活化系统的改进而被消除。
[0022] 用于再活化部中的热量产生的当前源(例如电加热元件)负责干燥剂或机械除湿系统的操作能量的主要份额。由于极大减少操作微波再活化系统所需的电功率需求,因此允许除湿技术在发现于陆上、离岸、海洋和军用的环境和应用(在这里功率可用性可能受限和或被用于其他危急操作要求)中以优化性能被操作。
[0023] 微波再活化系统的加热腔部件的防爆柜体构造能够在现有防爆除湿系统(参考美国专利No. 7,308,798 B2)中被构造并安装,用于在危险位置中使用和操作。
[0024] 微波再活化系统还能被结合并适用于标准非防爆除湿系统中,例如需要再活化热量的干燥剂单元以及在除湿过程中使用加热和冷却组合的HVAC单元。附图说明
[0025] 通过结合如下被描述的下述附图参考本发明的实施方式的下述详细说明,本发明的实施方式应当被更清楚地理解:图1是根据本发明的优选实施方式的除湿系统的示意性正视图和立体图。这些相应视图在图3、4、5、8、9和10中被放大并示出;
图2是除湿转子/轮组件以及用于驱动并旋转该除湿转子/轮组件的电驱动达的示意性截面图(未按比例绘制),描绘了在除湿系统的操作期间由抽吸吹风机同时抽吸穿过微波再活化和处理部并且通过除湿转子或轮芯材料的典型空气流运动;
图3是也在图1的单元图1中示出的除湿系统的示意性正视图;
图4是结合也在图1和3中示出的除湿系统31的全体截面图和正视图的示意图,各种除湿操作暴露部、处理部、微波再活化/再生部、微波加热腔还在图6和7中示出(未按比例绘制);
图5是还在图1的单元图2中示出的除湿系统的示意性正视端视图,暴露闭环互联盘管组件还在图4、5、6、7中示出,共同地定位在微波加热腔和微波再活化/再生部中。空气流处理入口和再活化出口侧包括高静态吹风机,如图4所示(未按比例绘制);
图6是微波再活化系统的闭环盘管组件部件的内部构造的示意性截面图。该微波加热腔盘管组件被连接到还在图4、5和7中暴露的所示再活化部盘管组件。包括有主要操作部件,例如,电容器、二极管、高压变压器、加热器流体循环泵、磁控管、搅拌叶片和波导管(未按比例绘制);
图7是还在图4、5和6中被示出的微波再活化系统的透视图和截面图形式的示意图(未按比例绘制);
图8是如图1的单元图2、图2、4和5所示的空气流处理入口和包括高静态再活化排气送风机的再活化出口的示意性侧视图;
图9是如图1的单元图3所示的示意性截面图和透视图,其图示了柜体内部的操作部,例如处理和微波再活化,包括除湿转子/轮组件隔室;
图10是如图1的单元图4所示的示意性透视图。

具体实施方式

[0026] 借助本发明的原理和多方面的具体实施方式的一个或多个示例的描述来提供下文的说明以及其中所述的实施方式。这些示例被提供用于阐述本发明的那些原理的目的,而不是为了限制目的。
[0027] 在下文的描述中,相同的部件在整个说明书和附图中被标记为相同的对应附图标记。关于术语,在整个说明书中结合本文的图3、4、5、6、7的微波再活化系统和或作为微波再活化系统33的部件的任何电气部件、零件或模被使用的术语“防爆”意味着,其外壳能够耐受爆炸压力或者在外壳内爆炸的爆炸性混合物的压力而不破裂,并且能够防止外壳内部的爆炸传播到外壳周围的环境中。参考图3、4、5、6和7,所示的微波再活化系统在整个说明书中用附图标记33表示。参考图1、3、4、5、8、9和10,示出了除湿系统,该除湿系统在整个说明书中用附图标记31表示并且在图1的单元图1、图2、3和4中被示出。
[0028] 如将在下文更详细地阐述的,除湿系统31可操作以从特定封闭空间(未示出)中的空气移除水分/湿气。图l、3、4、5、8、9和10中的除湿系统31能被安装在封闭空间的内部或外部,并且干燥空气通过利用管道作业管来分配。通过将图4、5、6、7的微波再活化系统33用在图3和4中的防爆设计的壳体34中,所述微波再活化系统用作能被用在位于危险环境中的外壳附近或该外壳内的总体防爆除湿系统31的一部分。良好示例是在由安大略省多伦多市的CSA Canadian Standards Association出版的名为"Hazardous Locations"的
2002版的Canadian Electrical Code, Part 1, Section 18限定的Class. 1 - Division / Zone 2中所指出的位置,该公开内容在此结合用于参考。在这种位置中,易燃气体或蒸汽可以足以产生爆炸性或可点火混合物的量存在于空气中。
[0029] 然而,虽然通常不存在这种危险,但是在异常情况下可能发生这种危险。这种危险位置的示例包括离岸安装设施和钻探平台、核电站、石油化学/化学工厂、炼油厂军事生活设施和军备存储设施等。如将在下文更详细地阐述的,图l、3、4、5、8、9和10的防爆除湿系统31设计有图4、5、6、7的微波再活化系统33,所述微波再活化系统位于图3和图4的防爆壳体34中,这会十分适合于安全部署在这种危险且不稳定位置中。
[0030] 图1的单元图1、2、3、4中的除湿系统31被支承并安装在图3的矩形盒状刚性框架16内部。图3中的框架16由如下数个结构性构件从顶部至底部组装而构造成:纵向梁17a、b;图3中的底部纵向梁17c、d;横向梁22a、b、c,以及横向梁22d、e,它们支承电气面板30以及(PLC)可编程逻辑控制器面板29;图3中的竖直柱18a、b、c、d、e、f,竖直柱18g、h,它们支承PLC面板29以及插入式电线连接器面板28;以及图3的对支承构件19a、b、c、d、e、f、g、h。还存在U形梁23,所述U形梁包括小纵向梁以及两个小横向梁,所述U形梁围绕并支承PLC面板29和插入式电线连接器面板28并且附接到竖直柱18c、e,从而提供支承和稳固性。存在定位在PLC面板和插入式电线连接器面板后面的三个附加小纵向梁
24、25、26,这些附加小纵向梁被附接到竖直柱18g和18h,从而也向在除湿系统31的控制和电气面板周围的这框架提供支承和稳固性。图3中的框架16还包括:定位在两端处的用于定位在结构支承表面上的图3的两个底部足部20a和20b;以及定位在底部中心处的用于叉车提升的图3的两个套筒通道21a、b;以及定位在该框架的顶部拐角处的图3的四个拐角提升点27a、b、c、d,用于将起吊组件的钩插入其中,以使得能够在屋顶、地面或平台上操纵以及移位。
[0031] 在优选的实施方式中,除湿单元框架16由不锈钢构造成并且柜体/壳体34由不锈钢或构造成,以便即使在诸如离岸海洋应用的腐蚀性环境中也防止锈聚集、腐蚀和恶化。在替代实施方式中,还可使用涂覆环树脂坚固钢框架16和柜体32类型的构造。
[0032] 因此,图l、3、4、5、8、9和10中的除湿系统31由该框架结构16良好地支承,并且在全部环境和位置中从增强且安全的便携性方面受益。该除湿系统能够被便利地运输并部署到各种临时或永久作业地点和设施。如图1、3、4、5、8、9和10所示,图3的框架16敞开,以由此有利于并且使得能够接近图1和图3的全部除湿系统31以及图1和图3的柜体32,以便验证部件并且执行例行维护和修复。然而,必须理解的是,在替代实施方式中,框架16能构造有外壳、面板或壁,所述外壳、面板或壁会包封并形成结构化外壳,其会容纳图1和图3的除湿系统31及其操作部件(包括图4、5、6和7中以33示出的微波再活化系统)。这种包封结构的构造会明确地提供对于图1的除湿系统31以及图4、5、6和7的微波再活化系统33的附加增强环境保护。
[0033] 在示例性应用中可解释总体设计,在这里设计并配置有图4、5、6、7的微波再活化系统33的防爆除湿系统31被包封在图3的防爆壳体34中,所述防爆壳体能被部署在被分类为危险环境或位置的作业地点上。在另一方面,图4、5、6、7的相同微波再活化系统33能被结合在标准干燥剂除湿或HVAC系统中作为发热源,以便极大地降低功率需求和电消耗,同时实现这些系统中的热量产生,以便这些系统有效地作业。由在作业地点(例如,离岸、海洋等)的高湿度和水分产生的负面影响(例如,腐蚀、和材料、系统和部件的失效)的控制是极其重要的。此外,与可能潜在地存在的危险位置和不稳定环境关联,增加的主要关注是对金属表面的涂覆、 喷砂和重换新面作业以移除保护性涂层,由此使得下面的金属表面暴露到环境空气。必须在机械系统、电气/电子设备和部件上执行的维护过程和作业也受这些高湿度状况严重地影响和损害。如果与这些物质接触的高湿度水平保持未被核查或未被控制,那么暴露的金属表面在能被施涂新保护涂层之前将腐蚀、恶化和或失效。机械系统、电气设备和电子部件在暴露于这些相同的未受控的潮湿状况下也处于腐蚀、恶化和操作失效的风险。
[0034] 将图l、3、4的除湿系统31部署在作业地点将实质性地降低外壳或区域内的水分浓度,且因此减轻并极大地降低腐蚀、恶化和因此系统失效的风险。此外,通过将图4、5、6和7的微波再活化系统33结合到图l、3、4的除湿系统31中,这将能够实现电功率需求和消耗的重要减少,而不损害和打击最优系统性能。当使用图4、5、6和7的微波再活化系统33时得到的该很重要的益处将使得能够有能力实现显著能量节约,而不损害除湿系统和技术31的优势。将微波再活化系统33包含到除湿系统31中将能够实现高效的除湿以及在对能量和电功率供应可用性有限制的区域、应用和地点中操作的能力。假定在设计并配有图4、5、6和7的微波再活化系统33的图l、3、4的除湿系统31具有便携性,这允许一旦已经完成各种作业项目(例如,腐蚀维护或重换新面和再涂覆)就快速移动到该设施内的其他应用或作业地点。参考构造,图2和4示出了图l、3、4的除湿系统31的部件,除湿系统31包括:图2、4的除湿转子或轮组件5,其具有图2、4、5、6、7、8、9的处理部35;以及图4、5、6、
7的微波加热腔36,其作为图2、4、5、6、7和9的再活化或再生部38的部分。
[0035] 图2、4中处理空气流13借助图2、4、9的高静态抽风机和马达组件14被抽吸通过图2、4、6的处理部35以及图2、4、6、7的穿孔的除湿转子/轮组件5的芯材料6,所述高静态抽风机和马达组件将干燥的处理空气流13抽吸通过并推进并且将其排出到用于被除湿并处理的包封空间或区域。图4、5、6、7的微波再活化系统33包括图4、5、6、7的微波加热腔36和再活化部38,所述微波加热腔包括玻璃陶瓷盘管组件39,所述再活化部结合再活化金属盘管组件9。微波再活化系统33被用于在图2、4、6、7的再活化空气流15接触图2、4、6和7的除湿转子/轮组件5中的干燥剂芯材料6之前加热所述再活化空气流15。
[0036] 图2、3、4、8的第二高静态抽风机8抽吸再活化空气流15,所述再活化空气流15在其流经图2、4、6和7的再活化金属盘管组件9和除湿转子/轮组件5中的穿孔芯材料6时已被加热。该被加热再活化空气流15对干燥剂芯材料6的保持性能具有失活作用,其能够使干燥剂芯材料6将所捕获的水分蒸气释放到图2、4、6和7的再活化空气流15中。该热的载满水分的再活化空气流15被向下游抽吸并且向外排出到远离除湿且处理后的空间或外壳的大气环境中。
[0037] 图3、4、5、8、9、10的(PLC)可编程逻辑控制器面板29负责管理除湿系统31的系统和部件的各种正在进行的操作,并且特别是图4、5、6、7的微波再活化系统33的致动,所述微波再活化系统包括热流体(未示出)、图4和6中的循环供应泵40和返回泵41以及图6中的微波再活化系统高压部件40零件(例如,磁控管41、HV变压器42、电容器43、二极管
44、电气导管45、波导管46、以及搅拌叶片和马达组件47)。图3、4、5、8、9、10的PLC控制器面板29还管理图2和4的再活化吹风机8和处理吹风机14、图2、4、5、8的除湿转子/轮旋转马达&组件11,并且控制除湿系统31的操作。PLC控制器面板29由接收自图6的各种空气流和温度传感器48、49、50的输入来辅助,所述传感器定位在微波加热腔36、金属盘管组件39的向下流和尾部的再活化部38、以及除湿转子/轮组件5的向下流和尾部的处理部中。图3、4、5、8、9、10中的具有螺栓盖的电气盒30、(PLC)可编程逻辑控制器29和插入式电线连接器面板28被容纳在大致正方形或矩形设计的保护型外壳内。PLC控制器面板29具有图3和4的铰接盖和螺钉型固件50,以及在各个点处具有角度用于附接和紧密封该盖。电气盒30、PLC控制器面板29和插入式电线连接器面板28保护型外壳能被设计为标准或防爆级别的外壳。
[0038] 在优选的设计中,电气盒30、PLC控制器面板29和插入式电线连接器面板28保护型外壳由不锈钢或铝构造成。参考图2、4和5,图2、4、5、6、7、8的除湿转子/轮组件5被容纳在图l、3、4、5、8、9、10的矩形柜体32中,该柜体被支承在单元框架16的图1和3的横向构件20a、b上。
[0039] 在优选的实施方式中,图l、3的柜体32由不锈钢或焊接铝构造成,涂覆有耐用釉质或空气干燥聚酯耐腐蚀的喷涂钢,以便抵抗腐蚀。图l、3、4、5、8、9和10的柜体16包括顶壁和底壁、前部和后部隔开的壁以及相对侧的壁,如图所示。如图1的单元图2以及图5和8所示的,邻近底壁,前壁具有处理入口51和再活化出口54.。处理入口51允许空气流进入图2和4的处理部35通过除湿转子/轮组件5。安装在图2、3、4的处理入口51处,那里能够安装进气过滤器(未示出),用于在被吸收的处理空气流13进入处理部35并且通过除湿转子/轮组件5和芯材料6之前移除在该被吸收的处理空气流13中发现的空气夹带的污染物或灰尘颗粒。在一些应用中,进气过滤器(未示出)安装趋于防止灰尘颗粒积聚在图2和4的处理部35内并且防止堵塞除湿转子/轮组件5芯材料6通道7,这种堵塞将影响除湿转子/轮5以及图1的全部操作除湿系统31的性能。
[0040] 在优选实施方式中,进气过滤器(未示出)会定位在处理入口51处并且构造为金属网过滤器,所述金属网过滤器是可清洗的,并且能够被移除以用于清洁和冲洗灰尘和颗粒。如图1的单元图2以及图2、4、5、8所示的,前壁还具有再活化出口54湿空气排出口,其允许再活化空气流15流过除湿转子/轮组件5芯材料6、从再活化部38流出并且通过再活化出口54被驱出,用于将湿空气排气排到大气中。在替代实施方式中,在再活化出口54中能安装有手动操作阻尼器组件(未示出),其包括用于选择性地限制空气流离开再活化出口54的至少(1)一个或多个旋转百叶窗。使用该特征能增加在再活化部38内的热量保持,这继而借助加速失活以及急剧影响干燥剂芯材料6的保持能力而增加除湿转子/轮组件5芯材料6的效率,这继而在干燥剂芯材料6旋转回到处理部35中时加速干燥在除湿转子/轮组件5内的干燥剂芯材料6,以恢复吸收(吸附)操作循环。在优选的实施方式中,存在(2)两个防爆级别的高静态抽风机和马达组件;一个是向前弯曲的送风机,直驱式马达组件14定位在处理部35中,而另一个是轴向类型的送风机,直驱式马达组件8定位在图2和4的再活化部38中。
[0041] 在处理部35和再活化部38二者中,借助具有螺栓和螺母组件(未示出)的加固L和C形托架和夹具(未示出),图2和4的送风机和直驱式马达组件壳体55和56被固定在柜体32内并固定到柜体隔室底部、侧面和上壁上。如图2和4中看到的,处理出口52允许排出干燥处理空气流13,所述干燥处理空气流13借助电气直驱式马达(未示出)驱动的向前弯曲高静态送风机14被抽吸通过处理部35中的除湿转子/轮组件5芯材料6通道7,并且通过处理出口52直接进入到要被除湿的外壳中。在替代实施方式中,安装在处理出口52(干燥空气源)中的会是手动操作的阻尼器组件(未示出),其包括至少(1)一个或多个旋转百叶窗,用于选择性地限制干燥处理空气流13离开处理出口52(干燥空气源),以在需要时增加至被除湿区域或外壳的气压。图2和4中的第二送风机和马达组件8定位在再活化部38出口54中,并且是高静态轴向类型吹风机,直驱式马达组件8被安装并固定在柜体32隔室内并固定到其上。如在图2和4中看到的,该高静态轴向类型吹风机8将载满热水分的再活化空气流15排出再活化出口54,所述再活化空气流15被抽吸进入到再活化进气中、通过微波再活化系统33加热盘管组件9并且流经穿孔除湿转子/轮组件5芯材料6.。该高静态抽风机8由电气直驱式马达(未示出)来驱动。
[0042] 在替代实施方式中,安装在再活化出口54(湿空气排出口)中的能是手动操作阻尼器组件(未示出),其包括至少(1)一个或多个旋转百叶窗,用于选择性地限制空气流15流出再活化出口54。该再活化空气流15的该限制包括再活化部38内的温度升高,这具有进一步再失活除湿转子/轮5芯材料6保持能力的作用。该限制致使芯材料6以更大的量且更快速地将其积累的水分释放到再活化空气流15中。该阻尼器组件仅根据需要使用。在优选的实施方式中,如图2和4中看到的,用于在处理部35和再活化部38中驱动高静态抽风机14和8的电气直驱式马达(未示出)被完全包封并且设计成以防爆或内在安全的方式用于危险环境中。然而,将认识到并理解的是,驱动处理部和再活化部吹风机14和8的电气直驱式马达不必是电动马达。
[0043] 在替代实施方式中,可能安装有液压、气动或蒸汽驱动的马达,这些马达按照危险位置分类来设计和规划,这会被用于完成驱动处理部35高静态抽风机14和再活化部38高静态抽风机8的相同任务。如在图1的单元图1和3以及图3、4、9中所示的,邻近底壁,后壁具有处理出口52和再活化入口53。
[0044] 处理出口52允许排出干燥处理空气流13,所述干燥处理空气流借助向前弯曲的高静态吹风机14被抽吸通过处理部35中的除湿转子/轮组件5芯材料6。该高静态吹风机14定位在处理出口52处,所述处理出口被安装并牢固地固定到柜体32隔室内。该向前弯曲的高静态吹风机14由电气直驱式防爆马达(未示出)来驱动。该干燥处理空气流13继而以高速度排出并推进通过处理出口52直接进入到被除湿和处理的外壳或区域中。还如在图1的单元图1和3以及图3、4、9中所示的,后壁也具有再活化入口53,所述再活化入口允许环境空气流入到再活化部38中。在替代实施方式中,安装在再活化入口53的进气处,能安装进气过滤器(未示出),用于移除在进入再活化部的进入空气流中发现的空气夹带的污染物或灰尘颗粒。在一些应用中安装这些进气过滤器趋于防止灰尘颗粒积累在图2和4的再活化部38或处理部35中,这种积累最终堵塞除湿转子/轮组件5芯材料6通道7,这将影响除湿转子/轮5芯材料6和整个操作系统的性能。
[0045] 现将详细地阐述该类型进气过滤器。在优选的实施方式中,安装有两个(2)工业型金属网过滤器(未示出),以避免吸入灰尘颗粒和或异物。
[0046] 如图1中的单元图2和4以及图3和4所示的,这些过滤器(未示出)中的一个定位在处理入口51的进气处,并且另一个定位在再活化入口53的进气处。过滤器(未示出)由金属网构成,所述金属网可被清洗并且能被移除以用于清洁和冲洗灰尘和颗粒。
[0047] 现更详细地阐述用于标准和防爆除湿系统的本发明微波再活化系统33。如在图2、4、6和7中看到的,再活化空气流15被抽吸到再活化部38的进气53中、流经微波再活化系统被超级加热金属盘管组件9。再活化空气流15空气温度在其接触除湿转子/轮组件5芯材料6之前快速地升高到设定点(大约200至250华氏度)。经过干燥剂芯材料6的被超级加热再活化空气流15使得浸渍有除湿涂层的芯材料6通道7消磁。该再活化空气流15的高热量产生对芯材料6的保持性能的失活作用,这继而在一些情况下允许更多地释放水蒸气/水滴到再活化空气流15中,并且通过再活化出口54被排出到大气。安装在再活化出口中的是手动操作阻尼器组件(未示出),所述手动操作阻尼器组件包括至少(1)一个或多个旋转百叶窗,所述百叶窗用于选择性地限制空气流流出再活化出口54。
[0048] 如上所述,在一些应用中使用该特征可能是被推荐的,以便增加再活化部38中的热量保持,该热量保持继而将使干燥剂芯材料6的保持能力失活,从而致使更多且更快地释放吸入除湿转子/轮组件5芯材料6中的水蒸气。
[0049] 因此,引起再活化部38中的增加温度在一些操作情况中将促进干燥剂芯材料6的更快干燥,使得该干燥剂芯材料在其旋转回到处理部35中时(也已知为吸收(吸附)循环)能够恢复其水分保持能力。如在图1的单元图1、2、3以及图3、4、5、8和9中看到的,处理部入口51和出口52端口以及再活化入口53和出口54端口被设计并适于接收用于空气再循环和分布的柔性或刚性导管。给定包封管状设计,导管也被用于保持空气流压力,从而使得能够将干燥空气传送并分布到待被除湿的特定目标区域,这些特定目标区域并未处于除湿单元31附近。如图3中所示的,侧壁具有带有闩组件(未示出)的外部接近面板56a至56i,所述闩锁组件锁定以及解锁以允许在维护和修复期间容易接近。图4中的这些面板56a至56h(除56b外)使得能够快速地接近全部的除湿单元31操作系统和主要部件。
[0050] 这些操作部件包括:除湿转子/轮组件5和图2和4的旋转马达组件11;图4、6、7的微波再活化系统33,其包括高压部件40和部件41至47;微波加热腔36,其容纳玻璃陶瓷盘管组件39;再活化部38,其结合有金属盘管组件9以及供应和返回热流体循环泵40和41。处理部35和再活化部38内的其他可接近部件是高静态吹风机以及直驱式马达组件
8和14。图4中的全部这些接近面板56a至56h(除56b外)可设计并配置有小窗口(未示出),以便允许视觉观察各种部件,更具体地包括除湿转子/轮组件5和旋转马达组件11、吹风机和马达组件8和14、以及具体地微波再活化系统33及其各种部件。图4中的其他柜体32侧壁接近面板56b允许接近在装运除湿系统31期间被使用的隔室,用于存放快速断开电源线(未示出)以及用于空气分配的柔性导管套筒(未示出)。参考图2、4、5、6和8的除湿转子/轮组件5,所述除湿转子/轮组件5被直立且垂直于柜体32内的底部安装,所述柜体通过位于其两个内壁之间的面板56f被接近,如图4所示,所述两个内壁分别定位在除湿转子/轮组件5的前部和后部。除湿转子/轮组件5被支承在图2、4、5、8的两(2)组滚柱轴承58上,所述滚柱轴承被永久地附接在底部上位于5点钟和7点钟位置。
[0051] 除湿转子/轮组件5金属外壳57止靠在这(2)两组滚柱轴承58上,从而不仅提供支承而且允许除湿转子/轮组件5在其在处理部和包括有微波再活化系统33的再活化部内操作时绕其纵向轴线进行旋转运动。
[0052] 在优选的实施方式中,存在图2、4、5、8的防爆电气驱动马达11,其设置用于驱动除湿转子/轮组件5沿其纵向轴线的旋转。在安装标准非防爆马达的情况下,为了减轻并避免由来自电动马达内的电刷触片的打火引起的爆炸危险,电气驱动旋转马达11还能被包封在按照防爆级别分类的壳体(未示出)内。在适于一些应用的替代实施方式和设计中,电气驱动旋转马达11可包括用于冷却电气驱动旋转马达11的内部通风风扇。替代地,电气驱动旋转马达11可设计并装配有空气吹出/吹扫装置(未示出)。该空气吹出/吹扫装置能在壳体内建立空气的正压力,以便减少易燃气体或挥发性蒸汽的任何积聚并且保持处于可容忍和可接受水平内的状况。该装置防止并避免爆炸性易挥发气体和蒸汽积聚和膨胀到电源中,这种积聚和膨胀会导致打火和点火的高风险。
[0053] 虽然优选实施方式演示了使用电气驱动旋转马达11,但是必须理解的是,在其他替代实施方式中,马达会被气动或液压地供应动力并驱动,以便执行相同功能。如图2、4、5、8所示,电气驱动旋转马达11借助变速箱(未示出)被连接到除湿转子/轮组件5,继而驱动图2、4、5、6、8的自张紧驱动带12。变速箱(未示出)设置用于使得驱动旋转马达11的速度减少,以允许实现规定的除湿转子/轮组件5旋转。
[0054] 在优选实施方式中,除湿转子/轮组件5被驱动以完成每8至10分钟的一次完整旋转。该旋转会根据除湿转子/轮组件5的直径和厚度以及所述除湿转子/轮组件5可被使用的具体应用和操作环境而变化。电气驱动旋转马达11被连接到按照设计和定级防爆的接线盒(未示出)。通过组装在图3、4、5、8、9、10的除湿系统框架16内的用于保护免受外部环境和元件影响的电气导管系统(未示出),电气驱动旋转马达11被连接到用于危险位置的定级防爆的图3、4、5、8、10的(PLC)可编程逻辑控制器面板29。该电气导管系统(未示出)在内部包括电线(未示出),所述电线被包封在位于密封金属管(未示出)内的导管内并且被连接到接线盒(未示出)。在替代实施方式中,必须理解的是,容纳被连接到接线盒的电线/电缆的电气导管系统可被设计并且从外部容纳在单元上。如在图2、4、6中最佳地示出的,除湿转子/轮组件5包括导电金属外壳或壳体57和单块芯,所述单块芯是干燥剂芯材料6。在优选的实施方式中,外壳或壳体57由铝制成。然而将理解的是,在替代实施方式中,还可将其他类型的导电合金或金属用于制造除湿转子/轮组件5外壳或壳体57。如图2所示的除湿材料6的芯被穿孔,并且具有由小均匀槽道或通道7结合蜂巢、圆形或方形形状的壁构造成的基体。这些小均匀通道7平行于空气流轴线(处理部35和再活化部38)延伸。干燥剂芯材料6槽道壁由非金属、不易腐蚀的惰性复合物构造成。这些壁由挤出玻璃纤维纸纤维构成,其中开口测量为具有至少5微米的直径,并且所述壁被涂覆/浸渍有固态除湿类型材料,所述固态除湿类型材料优选地是如下,但不局限于此:胶,硅胶,分子筛或氯化锂,包括能够耐受反复温度波动和水分循环的其他类型的除湿材料。所述除湿材料被均匀地散布在除湿转子/轮组件5的图2的整个芯6上。
[0055] 当干燥剂芯材料6是冷的且干燥的时,由于与通常具有较高蒸汽浓度的进入空气流相比,空气流13具有较低蒸汽浓度和压力,因此该干燥剂芯材料从空气流13提取水分(称为,吸附)。相反,干燥剂芯材料6在其由被加热空气流15引发时将释放水分(称为,解吸),这是因为在这些情况下,除湿材料将趋于具有由引入热量而释放的高蒸汽浓度和压力。图2和4的除湿转子/轮组件5被认为是主动除湿转子/轮,这是因为该除湿转子/轮组件借助绕其纵向轴线连续地旋转、经过处理35和再活化38循环并且回来以再用于不间断处理来执行其吸附和解吸的任务。图2和4的从高蒸汽压力到低蒸汽压力的该交替循环能够实现从处理空气流35的水分吸附,以及解吸从而将水分释放到再活化/再生空气流38中。在优选的实施方式中,如图2、4、6和7所示,干燥剂除湿系统31使用由定位在再活化部38内的微波再活化系统33金属盘管组件9加热的再活化空气流15。该被加热再活化空气流15在其经过除湿转子/轮组件5内的干燥剂芯材料6的通道7时具有消磁作用,这继而将水分释放回到再活化空气流15中,所述再活化空气流15被排出到大气。
[0056] 由于在气相中发生水分从除湿转子/轮组件5芯材料6的移除,因此没有液态冷凝物。因此,干燥剂除湿系统31能继续从处理空气流13提取水分,即使当处理空气流13的露点低于冷冻时也是如此。因此,与常规加热冷却混合或基于制冷剂的除湿系统相比,干燥剂除湿系统31趋于在各种气候状况下是极度更通用的,并且当然更适于操作在具有冷和潮湿气候的区域中。
[0057] 在优选的实施方式中,除湿转子/轮组件5被安装并使用在标准或防爆干燥剂除湿系统31中,并且能由满足工业标准和批准设备规格的任何批准的除湿转子/轮制造商来供应。
[0058] 在优选的实施方式中,除湿转子/轮组件5的芯6的在图2中被再活化或再生的部分由图2的V形分隔构件59截断,所述V形分隔构件被安装在柜体32中并且将除湿转子/轮组件5芯材料6的大约1/4(四分之一)的饼状部段与其芯6的其余部分隔离并分开,所述饼状部段限定除湿转子/轮组件5的再活化部38。图2的除湿转子/轮组件5芯材料6的大约3/4(四分之三)的其余部分限定除湿转子/轮组件5的处理部35。除湿转子/轮组件5芯材料6的再活化部可覆盖除湿转子/轮组件5的表面芯材料6区域的四分之一至三分之一之间。在优选实施方式中,除湿转子/轮组件5芯材料组件6的再活化部覆盖表面芯区域的四分之一。如图2、4、5、8所示,在除湿系统31的操作期间,由于由借助旋转带12连接的电气驱动旋转马达11实现的除湿转子/轮组件5的旋转,除湿转子/轮组件5芯材料6的限定处理部35和再活化部38的部分连续地变化。因此,由于除湿转子/轮组件5芯材料6的暴露于处理空气流13的部分限定处理部35,因此相似地,除湿转子/轮组件5芯材料6的暴露于再活化空气流15的部分限定再活化部38。经过除湿转子/轮组件5芯材料6表面的图2、4、5、8的四分之三(75%)部分,处理空气流13借助图2和4的高静态吹风机14被抽吸到处理进气口51中通过处理部35并且由高静态类型的吹风机14推进通过处理出口52。
[0059] 同时,沿与处理空气流13相反的方向行进的再活化空气流15借助高静态轴向类型吹风机8被抽吸到再活化进气口53中,通过在再活化部38内的微波再活化系统33的一系列平行被超级加热金属盘管组件9。再活化空气流15继续其通过除湿转子/轮组件5芯材料6表面的V形的四分之一(25%)部分。用水蒸气饱和的再活化空气流15然后由高静态轴向型吹风机8驱出并且通过再活化出口54排出到大气。如图2、4、5、8所示,因此将理解的是,当其旋转时,所述除湿转子/轮组件5处理在其两个部段(处理部35和再活化部38)内的两个完全独立的逆流或相反的空气流。设置有被安装在除湿转子/轮组件5的前部和后部位于外壳边框的极端处和位于图2的V形分隔构件59的边缘处的图2、4、6的两个(2)压力密封件60,以便将处理空气流13与再活化空气流15分离并完全隔离,并且消除在位于除湿系统31柜体32中的两个操作部段内的任何可能空气泄漏或水分交叉。
[0060] 在优选的实施方式中,图l、3、4、5、8、9、10中的框架16将用作接地部,但是将理解的是,在其他实施方式中,可使用包括电气接地的替代接地系统。
[0061] 参考图4、5、6,和7,现将更详细地描述微波再活化系统33。微波再活化系统33能被安装在标准或防爆定级干燥剂除湿系统31中。
[0062] 在优选的实施方式中,微波再活化系统33的微波加热腔36部被包封在防爆型结构壳体34中,所述壳体34包括用于危险位置和不稳定环境的微波电气和电子高压部件40。
[0063] 图4、5、6、7的该微波再活化系统33通过产生电磁RF波来快速地产生密集热量,所述电磁RF波经过材料和流体从而使得其中的分子在激励下快速地移动,从而导致产生热量的原子运动。在优选的实施方式中,用于存储并传送该热量的介质是定位在闭环回路的中空盘管组件9和39中的合成热流体(未示出)。如图2、4、6、7所示,该热流体借助供应泵40和返回泵41来移动,从而流经定位在微波加热腔36中的第一平行系列的玻璃陶瓷盘管组件39,在所述微波加热腔36中,流体分子被处理并暴露于电磁波中从而引起激励、在流体中的高温升和热量产生。然后该被超级加热热流体(未示出)被泵送并流经位于隔室中在下方的称为再活化部35的第二平行系列的金属盘管组件9,与再活化空气流15直接接触并处于再活化空气流15的路径中。当再活化空气流15接触并穿过金属盘管组件9的表面时,来自再活化部38中的金属盘管组件9内的被超级加热热流体(未示出)的热传递显著升高该再活化空气流15的温度。然后,该被加热再活化空气流15被用于在其流经除湿转子/轮组件5内的穿孔干燥剂芯材料6时使得所述穿孔干燥剂芯材料失活。该被加热空气流对干燥剂芯材料6具有消磁作用,从而使得所述干燥剂芯材料6释放被保持的积累水分、将所述积累水分通过再活化出口54排出到大气中。该热量产生再活化处理38从干燥剂芯材料6移除水蒸气,从而极大地降低了其水蒸气浓度和压力,从而使得干燥剂芯材料6能被再激活以再使用在空气除湿处理部35中。在替代实施方式中并且在本发明的精神中,微波再活化系统33被设计并且能被用作热量产生系统,并且还不仅安装在干燥剂除湿系统31中,而且还安装在必须产生并结合热源以便成功地完成除湿处理的任何机械加热/冷却混合或制冷剂类型除湿系统(未示出)中。
[0064] 在被包括的上述类型的除湿系统中,需要热源以便升高大气进气空气流温度、膨胀空气体积并接着在处理空气流经过时允许制冷剂冷却盘管快速地冷却该处理空气流。
[0065] 这使得通过冷凝能够提取悬浮在空气流中的悬浮水蒸气。因此,微波再活化系统33还能是模块化系统,该模块化系统可被采用以翻新任何常规空气处理和调节、机械功率或热量产生系统,以提供高效且成本有效的超级热量产生源。
[0066] 图4、5、6、7的微波再活化系统33功率产生被划分为两部分,即控制部29和高压部40。在优选的实施方式中,控制部实际上包括可编程逻辑控制器(也称为PLC)面板29,并且其壳体采用防爆设计。PLC面板29控制并管理功率输出和期望操作设置、监测各种系统功能、互锁保护和安全装置。同样在优选实施方式中,图6的高压部40中的部件也是防爆定级的,和或包封在防爆定级壳体(未示出)中。参考图6,这些部件用于将电压增加至高得多的电压,然后该高得多的电压被转换为微波加热腔36中的微波能。通常,控制部包括机电中继器或称为三端双向交流开关的电气开关(未示出)。一旦该系统被接通从而感测到全部系统都“在运行”,那么PLC控制器面板29中的控制电路产生使得中继器或三端双向交流开关被激活的信号,由此产生至高压变换器42的电压路径。
[0067] 通过调节该激活信号的占空比,控制部管理至高压变换器42的电压流,由此控制磁控管41的占空比以及至微波加热腔36的输出功率。在图6的高压部40中,高压变压器41以及具体二极管44和电容器43布置用于将电压增加至用于磁控管41的极端高电压。
磁控管41将其接收的高压动态地转换为电磁能量的波状波。然后,该微波能量被传送到被标记为波导管46的金属矩形通道中,所述波导管46将微波能量或波引导到微波加热腔36中。电磁能量或波在整个微波加热腔36内的有效且均匀分布借助旋转金属搅拌叶片和马达组件47来实现。在图6和7的优选实施方式中,在定位在微波加热腔36中的玻璃陶瓷盘管组件39的构造中使用能够耐受大温度变化的高抗拉和耐热玻璃陶瓷中空管。由磁控管41产生的电磁能量或波由金属搅拌叶片和马达组件47散播并且接触定位在微波加热腔
36内的整个玻璃陶瓷盘管组件39。
[0068] 在这些中空盘管中流动的热流体(未示出)然后被同时处理并暴露于该电磁能量,从而引起分子激励、原子运动、在250 – 300华氏度之间的高温升以及热量产生。
[0069] 该被超级加热热流体借助供应泵40被同时虹吸并推进,流入并通过定位在隔室中位于下方称为再活化部38的金属盘管组件9。
[0070] 在优选的实施方式中,如图4、5、6、7所示,定位在再活化部38中的金属盘管组件9的中空管由钢、铝或其他高抗拉和耐热金属构造成,所述高抗拉和耐热金属适合于极端温度变化并且能有效地保持和辐射热量。重要的是要注意到,再活化部38中的金属盘管组件
9的管的直径与微波加热腔36中的玻璃陶瓷盘管组件39的直径相比可更小或具有相同尺寸。同样在优选的实施方式中,再活化部38中的金属盘管组件9的盘管之间的距离更窄,并且实际盘管的数量与定位在微波加热腔36中的玻璃陶瓷盘管组件39相比是1.5倍,但是在替代设计中可以达2倍。该构造当再活化空气流15接触穿过表面并且通过再活化部
38中的金属盘管组件9时允许再活化空气流15的更大温升以及更有效热传递和分布。如图6和图7所示,金属盘管组件9的紧密隔开的盘管设计允许从被热热流体辐射到金属盘管/管上以及辐射到再活化空气流15的更有效且显著热传递。
[0071] 当再活化空气流15经过再活化部38中的金属盘管组件9时,实现所述再活化空气流15的170-200度的温升。所述再活化空气流15中的该温升和引入高热量对除湿转子/轮组件5内的干燥剂浸渍芯材料6具有消磁作用。该被超级加热再活化空气流15使得干燥剂浸渍芯材料6快速地将其所保持的积累水蒸气释放回到再活化空气流15中,从而排出通过再活化出口54至大气以及正被除湿的外壳或区域外面。当除湿转子/轮组件5绕其纵向轴线旋转时,该干燥剂芯材料6然后准备好用于再使用并且回到其空气除湿处理部35中。该被加热热流体(未示出)在其流经再活化部38中的金属盘管组件9时继续传送并辐射其热量时,所述被加热热流体被同时推进并虹吸。如图4和6所示,被热热流体(未示出)的连续且同时虹吸和推进借助作为返回泵41的第二泵被加倍。该返回泵41将热流体抽吸回到微波加热腔36中的玻璃陶瓷盘管组件39中,作为盘管组件9和39闭环回路的一部分。因此,在不间断循环中,热流体(未示出)经历反复暴露至微波电磁能量,从而导致分子激励、原子运动、在250 – 300华氏度之间的高温升以及热量产生。
[0072] 因此,热流体是前后运动从而经过微波加热腔36并位于再活化部38上的介质,在所述微波加热腔中,所述热流体快速地吸收密集热量,在作为微波再活化系统33的一部分的所述再活化部中,所述热流体然后通过耗散和辐射来释放该密集热量。在图6的优选实施方式中,热流体循环泵40和41采用防爆构造和定级,但是能安装替代非防爆类型的构造。至高压部40的功率的调制和循环由PLC控制器面板29来管理,其中数据馈送由定位在除湿系统31内的温度和空气流传感器提供。如图6所示,存在两个(2)温度热偶型传感器48和49,一个定位在微波加热腔36中而另一个定位在再活化部38中。定位在再活化部38中的温度传感器49具有作为空气流传感器的次级功能。用作空气流传感器的第三传感器50定位在再活化部38中。全部传感器都由支承托架安装到位并且由安装在电气金属导管(未示出)的系统中的电缆互连到(PLC)可编程逻辑控制器面板29中的控制部和电路。这些传感器使得能够检测微波加热腔36、再活化部38和处理部35中的温度和空气压力变化,然后将该信息数据中继给PLC控制器面板29,所述PLC控制器面板29继而管理高压部
40以将输出功率引导给微波加热腔36。因此在图6中,定位在微波加热腔36中的温度热偶型传感器48确保微波再活化系统33根据需要操作并调制,以便自动产生实现并保持期望高温设置所需的微波能量。微波加热腔36内的这些温度设置是需要的,以便确保当热流体流经微波加热腔36中的盘管组件39并进入到再活化部38中的盘管组件39中时至该热流体的合适热传递。当该热偶型传感器48从包含热量热流体的玻璃陶瓷盘管组件39发射时,所述热偶型传感器48检测该微波加热腔36内的温度。如图4、5、6、7所示,微波加热腔
36中的温度传感器48、再活化部38中的温度和空气流传感器49、以及处理部35中的空气流传感器50之间的相互作用向PLC控制器面板29提供实时数据/信息。在获取该信息时,PLC控制器面板29管理微波再活化系统33的高压部40部分,从而确保规定的再活化空气流15温度针对空气除湿系统31内的除湿转子/轮组件5芯材料6的有效再活化/再生被实现并保持。继而,在再活化部38和处理部35二者中的空气流压力传感器49和50都确保合适空气流静态压力被维持一致。这些传感器在操作期间也都是安全装置,如果存在例如低再活化温度或空气流压降的故障情况,则这些传感器将确认并发出警报到PLC控制器面板29屏幕上。
[0073] 在温度超过规定高温极限值的情况下或当存在由于阻塞入口或出口端口而导致通过系统的空气流的显著下降或损失时,这些传感器通过向PLC控制器面板29中的控制电路发送信号还将关闭该单元。在优选的实施方式中,借助数个电气导管系统(未示出)来实现这些部件彼此以及至控制部或PLC控制器面板29的电气连接,所述电气导管系统被构造并且部分地连接到除湿系统框架16,但能够被接近以用于维护和验证。在优选的实施方式中,除湿系统31中的全部电气导管和布线被设计并定级用于危险和不稳定环境中。将理解的是在替代实施方式中,微波再活化系统33将结合设计变形,所述设计变形将允许执行能力的变化。所述变形将确定尺寸、输出容量和操作范围,以便适合于任何除湿系统31需求,无论是标准干燥剂除湿、HVAC还是防爆除湿系统。
[0074] 下文是除湿系统31内的微波再活化系统33的操作的重新开始。如图2和4所示,借助部署除湿系统31,除湿转子/轮组件5被驱动以借助旋转马达11和带组件12来旋转。
[0075] 因此,处理部35和再活化部38高静态吹风机8和14被致动并操作。处理部35高静态吹风机14抽吸来自环境空气或来自在图2中限定的封闭空间的空气流13通过处理入口51以及过滤器(未示出)。当处理空气流13经过除湿转子/轮组件5芯材料6时,所述处理空气流被剥离其水蒸气,该水蒸气由浸渍有用作水分磁体的除湿材料的内部通道7来截留。得到的是干燥空气,该干燥空气离开除湿转子/轮组件5并且借助高静态吹风机14从处理部35排出通过处理出口52进入到必须被处理和控制湿度的外壳或空间中。该处理出口52干燥空气源高静态吹风机14将保持用于至少2.5至3.0+英寸水柱(WC)的各种流率(立方英尺每分-CFM)的推荐空气流静态压力,以提供在待被处理并除湿的空间或外壳内的有效干燥空气分布。该处理部35干燥空气流13源具有极端低的水分含量,或极大地减少至预定或期望水分水平。同时,再活化部38高静态吹风机8从环境空气抽吸再活化空气流15并且通过再活化入口53以及在图2中限定的过滤器(未示出)。
[0076] 在优选的实施方式中,再活化空气流15流率将保持在至少15立方每分/530立方英尺每分。当再活化空气流15流经再活化部38时,其温度由于来自微波再活化系统33的金属盘管组件9部内的被加热热流体(未示出)辐射的强烈热传递而立即增加。尽管可能存在再活化空气流15温度的可接受变化,但是再活化空气流15的推荐操作温度应当达到在120摄氏度至150摄氏度/250华氏度至300华氏度之间。因此,被超级加热再活化空气流
15流经饱和有水蒸气的除湿转子/轮组件5芯材料6。该被超级加热的再活化空气流15用于使得除湿转子/轮组件5芯材料6的"V"形部59再生。该高热量具有对穿孔干燥剂芯材料6的内部通道7的消磁作用,从而使得干燥剂芯材料6将水蒸气释放回到先前被收集并截留在除湿转子/轮组件5芯材料6中的再活化空气流15中,而不暴露于处理部35空气流13。然后,载满水分再活化空气流15借助高静态吹风机8被排出,通过再活化出口54进入到大气中并且远离待被处理和除湿的空间或外壳。推荐的是确保离开再活化出口54的再活化部38排出温度不超过50摄氏度/122华氏度。在除湿转子/轮组件5的旋转期间,在再进入处理部35中之前,干燥剂芯材料6被冷却以便极大地减少干燥剂芯材料6的蒸汽压力,从而增强其非常有效的吸附特性。需要除湿转子/轮组件5的缓慢旋转速度(每
8至10分钟一次完整旋转),以使得能够冷却干燥剂芯材料6。
[0077] 尽管前述说明和附图涉及由发明人当前构想到的本发明的具体优选实施方式以及用于除湿系统的再活化和热量产生的具体方法,但是将理解的是,可作出各种修改、变化和改进而绝不脱离本发明的精神。
QQ群二维码
意见反馈