ПОСУДОМОЕЧНАЯ МАШИНА С СОРБЦИОННЫМ СУШИЛЬНЫМ УСТРОЙСТВОМ
DISHWASHING MACHINE WITH SORPTION DRYING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к посудомоечной машине с моечным отсеком и сорбционным сушильным устройством, связанным с моечным отсеком посредством воздуховода для организации сквозного течения воздуха.
Уровень техники
Известны посудомоечные машины, оснащенные, так называемой, сорбционной колонкой для сушки посуды, например, из патентов Германии 10353774 А1, 10353775 А1 и 102005004096 А1. В таких машинах с целью сушки посуды, на шаге «Сушка» подпрограммы соответствующей программы мытья посуды, вентилятор принудительно пропускает влажный воздух из моечного отсека посудомоечной машины через сорбционную колонку, в которой находящийся там регенерируемый сушильный агент (сорбент) за счет конденсации извлекает влагу из пропускаемого воздуха. В целях регенерации, т.е. десорбции сорбционной колонки, регенерируемый сушильный агент подвергают нагреванию до очень высоких температур. За счет этого, вода, накопленная в материале сорбента, выходит из него в виде пара, и передается в моечный отсек с воздушным потоком, создаваемым вентилятором. За счет этого, моющая жидкость и/или все предметы посуды, которые находятся в моечном отсеке, могут быть нагреты вместе с находящимся там воздухом. Сорбционная колонка такого типа хорошо зарекомендовала себя, как высокоэффективная в отношении энергосбережения и тихой сушки посуды. Чтобы избежать локального перегрева сушильного агента во время десорбции, в патенте Германии 102005004096 А1 предложено нагреватель располагать по ходу потока до впускного воздушного отверстия сорбционной колонки. Несмотря на такой способ «нагревания воздуха» во время десорбции, сушка регенерируемого сушильного агента в достаточной и удовлетворительной степени на практике все еще остается трудной задачей.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является достижение улучшенных результатов сорбции и/или десорбции для регенерируемого сушильного материала сорбционного модуля сорбционного сушильного устройства. Указанная задача решена в посудомоечной машине упомянутого в начале описания типа путем введения в машину одного или более средств формирования потока для выравнивания поперечного профиля воздушного потока при прохождении воздуха через сорбционное сушильное устройство.
Благодаря наличию указанного, по меньшей мере одного, средства формирования потока, можно получать существенно более сбалансированные характеристики воздушного течения, в частности, можно контролируемым образом получать более равномерное распределение скоростей течения и/или температур по сечению потока, что позволяет получать улучшенные характеристики сорбции и/или десорбции сорбционного сушильного устройства при одновременном увеличении эффективности использования энергии.
Выравнивание поперечного профиля воздушного потока, в первую очередь обеспечивает более эффективную, равномерную сушку регенерируемого сушильного материала или сорбента сорбционного модуля сорбционного сушильного устройства по площади его поперечного сечения, особенно, во время операции десорбции. Это сопровождается и увеличением кпд посудомоечной машины. В то же самое время, в значительной мере исключается локальный перегрев сорбента. Во-вторых, однородность поперечного профиля воздушного потока также естественным образом улучшает показатели сорбции сорбционного модуля по сравнению с ситуацией, когда воздушный поток не является однородным перед входом в сушильное устройство и/или в процессе прохождения через сушильное устройство. За счет применения средств формирования потока и выравнивания условий течения воздуха через сорбционное сушильное устройство становится возможным получение заданных минимальных показателей десорбции и/или минимальных показателей адсорбции сорбционного сушильного устройства для большого числа практических случаев, т.е. становится возможным контролируемое обеспечение заданных показателей.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, предусмотрено одно или более средств выравнивания потока, причем по ходу потока указанные средства предусмотрены перед выходом воздушного потока из сорбционного модуля сорбционного сушильного устройства, и, что особенно предпочтительно, перед входом воздушного потока в сорбционный модуль сорбционного сушильного устройства. Цель заключается в том, чтобы характеристики воздушного потока перед его входом в сорбент и/или в процессе его прохождения через сорбент в контейнере сорбционного устройства сделать в значительной мере идентичными для всех точек всех сечений объема контейнера сорбционного модуля. В частности, указанные одно или более средств формирования потока выполнены таким образом, что индивидуальные составляющие течения сформированного воздушного потока могут быть в значительной степени близки друг к другу по одному или более параметрам, например скорости течения и/или температуре.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, сорбционное сушильное устройство содержит по меньшей мере один сорбционный модуль с регенерируемым сушильным материалом (сорбентом), в частности, в форме слоя неподвижного цеолита или слоя в виде насыпного цеолита. Слой насыпного цеолита образован рассыпными гранулами цеолита, предпочтительно, сферическими гранулами. Сушильный материал или сорбент размещен в контейнере или корпусе сорбционного модуля предпочтительно в виде слоя преимущественно одинаковой толщины. Контейнер сорбционного модуля предпочтительно ограничен или прикрыт в области каждого из отверстий: впускного воздушного отверстия и/или выпускного воздушного отверстия, по меньшей мере, одной сеткой. Это позволяет практичным образом компактно разместить сорбент и одновременно обеспечить достаточную проницаемость для воздуха, так что сорбент может и за счет конденсации адекватным образом поглощать влагу из протекающего воздуха, и за счет нагрева высвобождать накопленную влагу в протекающий воздух.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, указанные одно или более средств формирования потока выполнены таким образом, что воздушный поток протекает через сорбционный модуль сорбционного сушильного устройства по существу с одинаковым объемным расходом, приходящимся на единицу площади или объема сорбента сорбционного модуля. Такое выравнивание воздушного потока по возможно большему числу точек, а, в частности, по всем точкам сечения впускного окна сорбционного модуля обеспечивает возможность осуществления десорбции в сорбенте, т.е. удаление влаги, с высокой энергетической эффективностью, в значительной мере полное удаление влаги за короткое время за счет подвода тепла со стороны воздушного потока, так что весь объем сорбента оказывается в основном полностью сухим и доступным для следующей операции сорбции, например, на следующем шаге программы посудомоечной машины «сушка». Благодаря сокращению промежутка времени между началом подачи воздушного потока, например, при старте программы мойки посуды, и моментом времени, когда заканчивается регенерация сорбента в сорбционном модуле, подводимая теплота, затраченная на десорбцию, и/или энергия, затраченная на нагревание протекающего воздуха, может быть почти полностью возвращена и использована для нагревания моющей жидкости или моечной ванны, посуды, подлежащей мойке, и/или воздуха в моечном отсеке на следующем новом шаге программы, например, «предварительная мойка» или «очистка». Тем самым, в значительной степени исключается нежелательное время ожидания для регенерации сорбента в сорбционном модуле, и нежелательные потери тепловой энергии, затрачиваемой на десорбцию.
С другой стороны, поглощающая способность сорбционного модуля, т.е. способность захватывать влагу и/или вместимость модуля при захвате влаги из протекающего воздуха, например, на этапе программы посудомоечной машины «сушка», естественно также может быть увеличена по сравнению с ситуацией, когда воздушный поток не выровнен.
Оптимально, если указанные одно или более средств формирования потока выполнены с возможностью коррекции воздушного потока таким образом, что по существу через возможно большее число точек, а, в частности, через все точки сечения впускного окна сорбционного модуля сорбционного сушильного устройства - модуля, заполненного регенерируемым сорбентом, - проходит воздушный поток с некоторым объемным расходом и преимущественно с одним и тем же значением температуры. В результате могут быть получены улучшенные, а именно, более определенные и высокие показатели сорбционного сушильного устройства в отношении десорбции.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, выгодно, если указанные одно или более средств формирования потока выполнены с возможностью коррекции воздушного потока таким образом, что по существу через каждую точку сечения впускного окна сорбционного модуля сорбционного сушильного устройства - модуля, заполненного регенерируемым сорбентом, - проходит воздушный поток с некоторым объемным расходом и преимущественно с одним и тем же значением скорости. А именно, выравнивание скоростей течения в воздушном потоке в различных его точках по сечению входного окна сорбционного модуля позволяет улучшить показатели десорбции и/или адсорбции.
В частности, целесообразно корпус сорбционного сушильного устройства выполнить такой формы и разместить сорбционное сушильное устройство в посудомоечной машине таким образом, чтобы поток воздуха проходил через указанное устройство по существу в вертикальном направлении. Так, сорбционный модуль может быть размещен в корпусе сорбционного сушильного устройства по существу в горизонтальной плоскости, что является предпочтительным. Если сорбционный модуль содержит сорбент в виде набивки, а именно набивки цеолита, то при указанном расположении в значительной мере исключается опасность неконтролируемого смещения материала к одной стороне или нежелательного расслоения материала, какое может возникать, например, при наклонном расположении сорбционного модуля, так что в данном случае оказывается возможным обеспечить равномерную толщину слоя сорбента по ширине окна сорбционного модуля, через который проходит воздух, и стабильно поддерживать определенные условия равномерного протекания воздуха через сорбционный модуль. В результате, появляется дальнейшая возможность оптимального размещения сорбционного сушильного устройства, в частности, в нижнем модуле, под моечным отсеком посудомоечной машины в виде плоского, компактного конструктивного узла.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, сорбционное сушильное устройство посредством по меньшей мере одного воздуховода соединено по меньшей мере с одним выпускным отверстием и по меньшей мере с одним впускным отверстием моечного отсека. При этом предпочтительно, чтобы воздуховод был размещен главным образом снаружи моечного отсека. Предпочтительно, чтобы участок воздуховода на стороне выхода из сушильного устройства был соединен по меньшей мере с одним впускным отверстием моечного отсека в области вблизи основания указанного отсека. С другой стороны, целесообразно, чтобы участок воздуховода на стороне входа в сушильное устройство был соединен по меньшей мере с одним выпускным отверстием моечного отсека в области вблизи верхней стенки указанного отсека. Это в значительной мере препятствует попаданию воды или моющей жидкости в воздуховод, а из воздуховода в сорбционное сушильное устройство при засасывании воздуха из моечного отсека, что в противном случае привело бы к нежелательному насыщению сорбирующего материала, так что способность сорбирующего материала поглощать и отдавать влагу была бы утрачена.
В частности, целесообразно, чтобы участок воздуховода на стороне входа в сушильное устройство открывался в корпус сорбционного сушильного устройства в области вблизи его основания таким образом, чтобы направление втекающего потока изменялось на направление проходящего сквозь корпус потока, при этом величина отклонения потока составляет приблизительно 90°. В результате этого, в частности, сорбционное сушильное устройство можно компактно разместить в нижнем отсеке посудомоечной машины. Кроме того, оказывается возможным заранее задать направление основного потока снизу вверх через сорбционное сушильное устройство, так что прохождение воздуха через сорбент сорбирующего модуля будет происходить преимущественно по прямой линии. Далее, воздух из воздуховода может быть направлен в сорбционное сушильное устройство таким образом, что в случае нагрева посредством по меньшей мере одного нагревательного элемента, установленного перед впускным окном сорбционного модуля, воздух уже течет снизу вверх через сорбционный модуль за счет конвекции, а в области основания моечного отсека входит внутрь через по меньшей мере одно впускное отверстие.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, для создания или поддержания воздушного потока, по ходу указанного потока перед сорбционным модулем сорбционного сушильного устройства предусмотрен по меньшей мере один вентилятор. В частности, воздуходувное устройство или вентилятор встроен в участок воздуховода, расположенный перед сорбционным сушильным устройством для создания потока воздуха и его подачи в сорбционный модуль сорбционного сушильного устройства.
Предпочтительно, чтобы по ходу потока между вентилятором и сорбционным модулем с регенерируемым сорбентом сорбционного сушильного устройства был предусмотрен по меньшей мере один нагревательный элемент для осуществления десорбции. В частности, нагревательный элемент может быть размещен внутри корпуса сорбционного сушильного устройства, по ходу потока перед указанным сушильным устройством, содержащим регенерируемый сорбент, и может являться составной частью сорбционного сушильного устройства для осуществления десорбции воды из сорбента. В результате, с одной стороны, в значительной мере исключаются тепловые потери, вызванные излишней длиной пути движения потока. С другой стороны, в значительной степени исключается перегрев сорбента, какой мог бы возникать в случае прямого контакта сорбирующего материала с нагревательной спиралью, уложенной внутри сорбента. В данном случае нагретый воздух может протекать сквозь поглощающий материал сорбционного модуля более равномерно, с более однородным распределением, и выровненным поперечным профилем, что обеспечивается средствами формирования потока. В частности, если сорбционное сушильное устройство установлено в нижнем отсеке посудомоечной машины, и в нем реализовано вертикальное течение воздуха, может быть целесообразным разместить нагревательный элемент под зоной впускного окна сорбционного модуля, внутри корпуса сорбционного сушильного устройства.
В рассматриваемом варианте, соответствующий нагревательный элемент захватывает по существу весь просвет впускного окна сорбционного модуля, в котором находится регенерируемый сорбент. В результате оказывается возможным нагревать воздушный поток в области продольных стенок и стенок, проходящих в направлении глубины, т.е. на боковых краях, так же как и в центральной зоне окна сорбционного модуля. В результате, во время десорбции в значительной степени исключается присутствие локальных влажных точек в сорбенте, а именно, в области боковых стенок сорбционного модуля. Если ширина сорбционного модуля по существу соответствует внутренней ширине корпуса сорбционного сушильного устройства, то предпочтительно, чтобы нагревательный элемент захватывал по существу всю внутреннюю ширину корпуса сорбционного сушильного устройства перед зоной впускного окна сорбционного модуля. Чтобы для осуществления десорбции в объеме сорбента иметь возможность нагревать зону впускного окна сорбционного модуля на максимально возможной площади, а следовательно, в значительной мере однородно, чтобы были в основном исключены точки локального непрогрева, предпочтительно нагревательный элемент в направлении глубины сорбционного модуля (и, в частности, корпуса сорбционного сушильного устройства) проложить по линии змеевидной формы и/или формы меандра. Предпочтительно, чтобы петли меандра нагревательного элемента проходили в прямом и обратном направлениях между двух боковых стенок корпуса сорбционного сушильного устройства по всей внутренней ширине зоны впускного окна сорбционного модуля. При этом петли нагревательного элемента должны лежать приблизительно в плоскости впускного окна сорбционного модуля.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, для нагревательного элемента предусмотрены указанные одно или более средств формирования потока, которые установлены по ходу потока между вентилятором и нагревательным элементом таким образом, что в максимально возможном числе точек, а по существу в каждой точке обтекания потоком нагревательного элемента создается течение преимущественно с одним и тем же значением объемного расхода, и в частности, с одной и той же скоростью. В частности, нагревательный элемент находится в корпусе сорбционного сушильного устройства перед зоной впускного окна сорбционного модуля на определенном расстоянии от последнего, так что осуществляется «воздушный нагрев» сорбента в сорбционном модуле. Средства формирования потока для нагревательного элемента рационально размещать внутри корпуса сорбционного сушильного устройства по ходу потока перед расположенным там нагревательным элементом. Это дает возможность построить узел компактной конструкции. Кроме того, это дает возможность простым и надежным способом придать воздушному потоку однородный поперечный профиль, прежде чем поток достигнет нагревательного элемента и пройдет через нагревательный элемент. Если нагревательный элемент захватывает по существу всю ширину зоны впускного окна сорбционного модуля, то средства формирования потока, расположенные по ходу потока перед нагревательным элементом, в предпочтительном случае должны захватывать преимущественно всю ширину нагревательного элемента, так чтобы по ширине нагревательного элемента осуществлялась в значительной мере изотермическая передача тепла от нагревательного элемента к обтекающему воздушному потоку. Целесообразно, чтобы средства формирования потока, устанавливаемые перед нагревательным элементом, были также адаптированы к нагревательному элементу по глубине. В общем, средства формирования потока характеризуются наружной эффективной площадью, на которую падает воздушный поток, и размеры которой совпадают с размерами нагревательного элемента, при этом средства формирования потока отстоят от указанного элемента на определенном расстоянии и лежат, в частности, параллельно эффективной площади нагревательного элемента.
Целесообразно нагревательный элемент выполнить в виде по меньшей мере одного нагревательного стержня или по меньшей мере одной проволочной спирали. Такая конструкция обеспечит очень недорогое, простое и надежное нагревание воздушного потока.
Рационально проволочную спираль выполнить расширяющейся, в частности конической геометрической формы. В результате, проволочная спираль может не только обеспечить нагревание воздушного потока для десорбции воды из сорбента сорбционного модуля, но дополнительно будет служить средством формирования потока для выравнивания воздушного потока. Если центральную ось проволочной спирали совместить с направлением потока, то в значительной мере будет обеспечено то, что любая взятая составляющая втекающего потока будет обтекать всего один из сегментов нагревательной спирали, которые расположены на различных витках по ходу потока, и не будет встречать на своем пути другие, следующие друг за другом, сегменты нагревательной спирали. За счет этого в значительной мере предотвращается локальный перегрев нагревательной спирали.
В некоторых обстоятельствах может оказаться выгодным нагревательный стержень или проволочную спираль дополнительно заключить во внешнюю трубу, формирующую принудительное течение воздуха. Такая труба позволяет увеличить скорость движения воздуха, т.е. скорость, с которой воздух обтекает нагревательный стержень или проволочную спираль, за счет чего достигается увеличенная, более эффективная теплопередача от нагревательного стержня или проволочной спирали к воздушному потоку.
В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере один нагревательный элемент, например, нагревательный стержень, нагревательная спираль или нагревательный змеевик, может быть размещен в дополнительном отрезке трубы внутри участка воздуховода, по которому воздух подается к сорбционному сушильному устройству и/или корпусу указанного устройства. Это позволяет получить простую конструкцию для монтажа нагревательного элемента и простое соединение с сорбционным сушильным устройством. При этом, согласно предпочтительному варианту, торец, обращенный к участку воздуховода на стороне входа остается открытым, чтобы обеспечить поступление воздуха. В частности, указанная труба может полезно служить в качестве средства формирования потока и может быть выполнена таким образом, что по длине соответствующего нагревательного элемента, в воздух, поступающий в трубу, в каждой точке трубы высвобождается по существу одинаковое количество тепла, т.е. по длине нагревательного элемента, в промежутке между нагревательным элементом и трубой, которая с зазором окружает нагревательный элемент, воздушный поток может быть нагрет за счет передачи тепла в основном до одной и той же температуры (изотермически). Таким образом, во время операции нагревания для осуществления десорбции в сорбционном модуле может быть произведено выравнивание температурного профиля воздушного потока. С этой целью целесообразно, в частности, чтобы сечение просвета трубы в направлении потока сокращалось. В результате этого, скорость потока воздуха, поступающего в трубу может быть увеличена в направлении к концу трубы, чтобы уравновесить падение статического давления повышением динамического давления в указанной области.
Целесообразно, чтобы труба содержала одно или более воздушных выпускных отверстий на своем торце и/или на верхней стороне, через которые воздух может вытекать в направлении сорбционного модуля сорбционного сушильного устройства таким образом, чтобы происходило выравнивание объемного расхода и/или температур воздуха, поступающего во впускное окно сорбционного модуля.
В дополнение к вышесказанному или независимо от вышесказанного, может быть целесообразным выше и/или ниже нагревательного элемента, по меньшей мере в одной плоскости, установить по меньшей мере одну перфорированную пластину или пластину со щелями в качестве средства формирования потока. Выбор расстояний от перфорированной пластины или пластины со щелями, или отрезка трубы до нагревательного элемента и/или выбор размера отверстий или щелей в перфорированной пластине или пластине со щелями, или в отрезке трубы следует произвести так, чтобы в сорбционный модуль сорбционного сушильного устройства поступал воздушный поток, по существу однородный по объемному расходу и температуре по площади впускного окна сорбционного модуля.
Далее, при некоторых обстоятельствах может быть целесообразным на нагревательном элементе предусмотреть ребра для формирования потока и/или увеличения площади нагревательного элемента.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения, указанные одно или более средств формирования потока, предусмотренных для сорбционного модуля, установлены по ходу потока между по меньшей мере одним нагревательным элементом и сорбционным модулем сорбционного сушильного устройства таким образом, что в возможно большее число точек, а, в частности, по существу в каждую точку сечения впускного окна сорбционного модуля сорбционного сушильного устройства - модуля, заполненного регенерируемым сорбентом - поступает и проходит сквозь указанное сечение воздушный поток преимущественно с одним и тем же значением объемного расхода, и, в частности, с одним и тем же значением скорости течения, и/или с одним и тем же значением температуры.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, указанные одно или более средств формирования потока образованы по меньшей мере одним направляющим устройством, а именно, по меньшей мере одной направляющей пластиной, отклоняющей воздушный поток. Такие отклоняющие поток элементы имеют очень простую конструкцию для изготовления, и могут быть расположены перед впускным окном сорбционного модуля в воздуховоде и/или в корпусе сорбционного сушильного устройства. В частности, такие элементы рассматривают, как разновидность устройств коррекции потока.
С другой стороны, одно или более средств формирования потока могут быть образованы по меньшей мере одной перфорированной решеткой и/или меньшей мере одной перфорированной пластиной или пластиной со щелями, которые также имеют очень простую конструкцию и просты в изготовлении. В целях выравнивания воздушного потока отверстия и/или щели в перфорированной решетке и/или перфорированной пластине или пластине со щелями предпочтительно выбрать так, чтобы они имели разные размеры.
В дополнение к вышесказанному или независимо от вышесказанного, при определенных обстоятельствах может быть целесообразным, чтобы сорбционный модуль сам, по меньшей мере частично был выполнен с возможностью формирования потока для обеспечения преимущественно однородного сквозного течения воздуха. В частности, соответствующая сетка, которая ограничивает воздушное впускное и/или выпускное отверстие сорбционного модуля, может сама, по меньшей мере частично, играть роль средств формирования потока, например, за счет соответствующего выбора отверстий.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения, сорбционное сушильное устройство имеет воздушную связь с моечным отсеком и соединено с последним посредством по меньшей мере одного воздуховода. Снаружи указанного моечного отсека, на участке воздуховода на стороне входа в сорбционное сушильное устройство, предусмотрен вентилятор для засасывания воздуха из моечного отсека и создания воздушного потока, подаваемого в сорбционное сушильное устройство. Указанное устройство в своем корпусе содержит механизм нагревания, расположенный перед впускным окном сорбционного модуля, который входит в состав сорбционного сушильного устройства, и содержит регенерируемый сорбент. Вентилятор создает воздушный поток через сорбционное сушильное устройство. По ходу потока, перед входом в сорбционный модуль предусмотрено по меньшей мере одно средство формирования потока для выравнивания воздушного потока.
Благодаря средствам формирования потока, на поток, протекающий через сорбционное сушильное устройство, можно влиять таким образом, чтобы указанный поток нагревал сорбент, содержащийся в сорбционном модуле, по существу полностью и равномерно, и высвобождал накопленную воду в моечный отсек в виде водяного пара, например, для осуществления операции десорбции. И наоборот, во время операции сорбции, более эффективно может происходить поглощение воды из влажного воздуха, который пропускается через сорбционный модуль посредством по меньшей мере одного воздуховода на этапе «сушки» посудомоечной машины - завершающем этапе программы мойки посуды. То есть более эффективно может происходить поглощение воды сорбентом сорбционного модуля. Таким образом, сорбционный модуль может с большей эффективностью использоваться и во время десорбции и во время сорбции, поскольку очень эффективно используется способность к адсорбции и десорбции находящегося в нем сорбента. Любой неравномерный профиль течения воздуха на выходе вентилятора выравнивается, и в значительной мере исключается неравномерность распределения потока, отнесенного к единице площади и/или объема регенерируемого сорбента, внутри сорбционного модуля.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, указанные одно или более средств формирования потока помещены между вентилятором и сорбционным модулем сорбционного сушильного устройства. При этом влиять на воздушный поток надлежащим образом можно перед входом в сорбционный модуль, и таким образом, эффективно управлять функцией сорбции.
Если, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, сорбционный модуль сам, по меньшей мере частично, реализован, как средство формирования потока, чтобы создавать равномерное сквозное течение, то тогда может быть достигнуто в значительной мере полное использование свойств регенерируемого поглощающего материала, например, за счет надлежащего обратного давления проходящего воздуха в сорбционном модуле, или за счет применения различного сопротивления потоку по проходному сечению сорбционного модуля, которое адаптировано к фактическом у течению воздуха, смотря что уместно в каждом случае.
Нагревательный механизм предпочтительно размещать в воздушном тракте между вентилятором и сорбционным сушильным устройством. Дополнительно к такому принципу расположения или независимо от него, в значительной мере равномерное распределение температур по площади нагрева нагревательного механизма и/или по сечению слоя сорбента в сорбционном модуле может быть достигнуто за счет выравнивания скоростей течения. В результате, в значительной степени исключается возникновение «горячих точек» и «холодных точек» в сорбционном модуле.
Средства формирования потока предпочтительно размещать между вентилятором и нагревательным механизмом и/или между нагревательным механизмом и сорбционным модулем таким образом, чтобы указанные средства находились в самой эффективной точке воздушного тракта с точки зрения работы используемого вентилятора и нагревательного механизма, геометрических условий передачи потока воздуха между вентилятором, нагревательным механизмом и сорбционным модулем, а также с точки зрения корпуса, в котором размещен нагреватель и/или сорбционный модуль. В частности, предпочтительно попытаться добиться по существу однородного распределения температур и одновременно - однородного профиля потока в сорбционном модуле за счет использования средств формирования потока.
Предпочтительно, чтобы соответствующие средства или устройства формирования потока были выполнены таким образом, чтобы поток воздуха протекал через сорбционный модуль по существу с одним и тем же объемным расходом, приходящимся на единицу площади и/или объема сорбционного модуля. Это позволяет оптимально использовать регенерируемый сорбирующий материал. При этом в процессе нагревания сорбента и/или пропускания воздуха через сорбент не возникает никаких существенных неоднородностей, и в результате, поглощение влаги в процессе сорбции и/или высвобождение влаги в процессе десорбции может происходить в значительной степени равномерно по объему имеющегося сорбирующего материала.
С той же целью предпочтительно, чтобы средства формирования потока, в частности, были выполнены таким образом, чтобы воздушный поток протекал через сорбционный модуль по существу при однородном распределении температур по сечению его впускного окна. Это также означает, что оптимальным образом может быть использована сорбционная емкость материала сорбента при осуществлении сорбции и/или способность материала высвобождать воду при осуществлении десорбции.
Средства формирования потока могут, в частности, представлять собой устройства, направляющие поток. За счет направляющих поток устройств, потоку придается такой профиль, задается такое направление и/или, если уместно, такая скорость, что этим решается задача получения равномерного течения воздуха через сорбционное сушильное устройство, и, в частности, сорбционный модуль.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения устройство формирования потока состоит из перфорированной решетки и/или из перфорированной пластины или пластины со щелями. Перфорированная решетка и/или перфорированная пластина или пластина со щелями размещена, в частности, в потоке так, что поступающий воздушный поток, подлежащий коррекции, корректируется на входе в сорбционный модуль таким образом, что он протекает через сорбционное сушильное устройство и, в частности, через сорбционный модуль в значительной степени равномерно. Перфорированная решетка и/или перфорированная пластина, или пластина со щелями может быть расположена, в частности, между вентилятором и нагревательным механизмом и/или между нагревательным механизмом и сорбционным модулем.
В частности, если профиль воздушного потока на выходе вентилятора неоднородный, то предпочтительно, чтобы отверстия и/или щели перфорированной решетки или перфорированной или щелевой пластины имели различные размеры. Этим создается более высокое или более слабое сопротивление потоку, что способствует выравниванию профиля потока желаемым образом.
В одном из предпочтительных вариантов, средства формирования потока содержат по меньшей мере одну направляющую пластину, отклоняющую поток. Воздушный поток с неоднородным профилем, поступающий с выхода вентилятора, можно выровнять посредством одной или более пластин, отклоняющих поток. Это означает, что области потока с более сильным течением перенаправляются в области потока с более слабым течением и смешиваются с последними, так что в конечном счете формируется поток с преимущественно ровным профилем. Такой принцип предпочтителен, в частности, при корректировке потока между вентилятором и нагревательным элементом, но также может быть полезен и в промежутке между нагревательным стержнем и сорбционным модулем.
Сорбционный модуль, в предпочтительном варианте, содержит слой из неподвижного цеолита (молекулярное сито), которая ограничена сеткой в области впуска воздуха и в области выпуска воздуха.
Если толщина слоя сорбента в сорбционном модуле не одинакова по сечению окна для прохода воздушного потока, и слой сорбента сам, по меньшей мере частично, выполняет функцию формирования потока, тогда, в случае неравномерного распределения воздушного потока по сечению впускного окна, например, в точках, куда поступает воздух с более высоким объемным расходом, толщину слоя сорбента можно выбрать большей, чтобы лучше использовать регенерируемый сорбирующий материал. Например, если на одну сторону слоя поступает воздух с более высоким объемным расходом, чем на другую сторону, то такому слою можно задать трапецеидальное поперечное сечение.
Предпочтительно, чтобы сорбционный модуль содержал ограничительную сетку на стороне впуска воздуха и/или на стороне выпуска воздуха. Таким образом, с одной стороны, сорбирующий материал содержится в сорбционном устройстве в том месте, которое для него предусмотрено, а, с другой стороны, не оказывается воздействия на прохождение воздушного потока через сорбционный модуль, а если и оказывается, то только в заданной мере. Для этой цели сетка может быть выполнена в виде ячеек, образованных переплетением тонкой проволоки. Но она также может быть выполнена в виде перфорированной пластины с отверстиями одинаковой или разной формы или одинакового или разного размера. Это означает, что можно целенаправленно влиять на объемный расход воздуха через регенерируемый сорбирующий материал. Если отверстия ячеек сетки выполнить разного размера, то такая сетка образует, по меньшей мере частично, средство формирования потока за счет изменения последнего по скорости, направлению и/или величине объемного расхода. Различные сетки можно также использовать на входе и выходе сорбционного устройства, чтобы воздействовать на поток, например, за счет заданного противодавления.
Если толщина слоя сорбента в сорбционном модуле одинакова по сечению окна для прохода воздушного потока, тогда воздействие воздуха на единицу объема материала, находящегося в сорбционном модуле, будет одинаковым, в особенности, если в сорбционный модуль втекает однородный поток.
Если нагревательный механизм выполнен в виде нагревательного стержня или проволочной спирали, то возможно очень быстрое нагревание воздуха за счет обтекания нагревательного механизма воздухом, выходящим из вентилятора, если указанный нагревательный механизм установлен в направлении потока. Это означает, что воздушный поток имеет сравнительно длительный контакт с нагревательным механизмом и в результате этого - достаточное время для нагревания воздуха до требуемой температуры.
Если нагревательный механизм представляет собой проволочную спираль, выполненную в форме конуса, то это означает, что в данном варианте одновременно достигается по меньшей мере частичное формирование потока. Воздух проходит сквозь нагревательный механизм в виде проволочной спирали, выполненной в форме конуса, и это означает, что поток выравнивается и в направлении течения, и по своему профилю, а также одновременно нагревается до требуемой температуры.
Если нагревательный механизм размещен, в частности, в трубе, то это создает выгодную ситуацию, при которой поток тесно прилегает к нагревательному механизму, и течет вдоль него. Это означает, что передача тепла от нагревательного механизма воздуху совершается очень быстро и эффективно.
Полезно, если труба, в которой расположен нагревательный механизм, выполнена сужающейся по сечению в направлении потока, так что воздушный поток нагревается изотермически и нагревательный механизм взаимодействует с принудительным потоком. Это означает, что достигается высокая скорость течения воздуха, что благоприятно влияет на теплопередачу.
Если труба, в которой расположен нагревательный механизм, содержит одно или более воздушных выпускных отверстий на торце и/или на верхней стороне, то воздух движется вдоль нагревательного механизма в течение сравнительно длительного времени и выходит наружу только тогда, когда приобретет требуемую температуру от нагревательного механизма.
Благодаря расположению воздушных выпускных отверстий на торце и/или на верхней стороне трубы, воздух отклоняется в направлении сорбционного модуля, так что через сорбционный модуль может проходить равномерно распределенный поток воздуха, при этом, когда уместно, могут одновременно применяться соответствующие дополнительные средства отклонения потока.
Если, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, выше и/или ниже нагревательного механизма установлена перфорированная пластина или пластина со щелями, то это также означает, что воздушный поток может быть успешно сформирован и создан соответствующий равномерно распределенный воздушный поток через сорбционное сушильное устройство и, в частности, через сорбционный модуль. При этом потоку задается идеальное направление по всей площади сорбционного модуля с одинаковыми значениями температуры и скорости, так что достигается полное, быстрое и равномерное удаление влаги из сорбционного модуля.
Расстояние от перфорированной пластины или пластины со щелями до нагревательного механизма и/или размер отверстий или щелей предпочтительно выбирать таким образом, чтобы в сорбционный модуль поступал равномерно распределенный воздушный поток. А именно, в зависимости от конструкции вентилятора, магистрали, по которой передается воздух, нагревательного механизма, корпуса сорбционного сушильного устройства, а также самого сорбционного модуля, расстояние от перфорированной пластины или пластины со щелями до нагревательного механизма и/или размер отверстий или щелей выбирают так, чтобы поток можно было равномерным образом направить и пропустить через сорбционное сушильное устройство и, в частности, через сорбционный модуль. Размер отверстий, а также расстояние от перфорированной пластины или пластины со щелями до нагревательного механизма могут быть различными по ходу потока. Так, например, по ходу потока вдоль нагревательного механизма, расстояние от перфорированной пластины или пластины со щелями до нагревательного механизма может уменьшаться и/или размер отверстий или щелей может увеличиваться по сравнению с аналогичным расстоянием и размером в том месте, где поток начинает свое движение вдоль нагревательного механизма.
В предпочтительном варианте, в целях формирования потока и/или увеличения площади нагревательного механизма, последний, в частности, оснащен ребрами. Это дает возможность увеличить эффективность нагревательного механизма. За счет ребер увеличивается площадь контакта нагревательного механизма с воздухом и передача тепла может происходить быстрее. Одновременно, за счет ребер становится возможным выравнивание, т.е. формирование потока, так что в этом случае также обеспечивается прохождение через сорбционный модуль однородного потока.
Ранее описанные варианты осуществления и/или конструктивные усовершенствования, отраженные в зависимых пунктах формулы изобретения, касаются модификаций принципов нагревательного механизма, в частности, для осуществления десорбции в сорбционной системе. Сорбционная система содержит, в качестве так называемой сорбционной колонки, сорбционный модуль с регенерируемым сорбирующим материалом и по меньшей мере один нагревательный механизм, закрепленный за сорбционным модулем. В предпочтительном варианте, указанный нагревательный механизм установлен по ходу потока перед впускным окном сорбционного модуля, и действует в качестве, так называемого, воздушного нагревательного механизма. За счет одинаковой по сечению потока в сорбционном модуле скорости течения воздуха становится возможным изотермическое нагревание возможно большего числа точек, а предпочтительно всех точек сорбционного модуля. В основе этого лежит, во-первых, формирование потока, в частности, между вентилятором и сорбционным модулем или между вентилятором и контейнером сорбционного модуля, а именно, формирование профиля объемного расхода по сечению впускного окна сорбционного модуля, а, во-вторых, формирование потока в самом сорбционном модуле сорбционного сушильного устройства путем задания направления движения воздуха к нагревательному механизму и вокруг нагревательного механизма.
Аналогичным образом, одно или более средств формирования потока также способствуют улучшению показателей соответствующей настоящему изобретению посудомоечной машины во время операции сорбции, например, когда указанная операция выполняется на этапе сушки программы мойки посуды. При этом нагревательный элемент сорбционного сушильного устройства обычно отключен, а поток влажного воздуха, предпочтительно при помощи по меньшей мере одного вентилятора, засасывается изнутри моечного отсека для осушения посредством сорбента сорбционного модуля.
Неоднородность воздушного потока, поступающего к нагревательному механизму, может возникать, в частности, из-за неоднородности профиля потока на выходе вентилятора, и из-за неоднородного распределения потока внутри сорбционного модуля или сорбционного сушильного устройства. Это приводит к неоднородному распределению скоростей течения, а следовательно, к неоднородному распределению температур по нагревательному механизму и по сечению неподвижного слоя сорбента с образованием в нем «горячих» точек и «холодных» точек. Если формирование воздуха предусмотрено между вентилятором и сорбционным модулем или сорбционным устройством, то такое формирование можно осуществить при помощи системы отверстий, например, перфорированной пластины. Улучшить показатели течения воздуха можно посредством структуры с отверстиями различного диаметра. Помимо этого, возможно формирование потока отклоняющими пластинами, что также приводит к улучшению показателей течения воздуха.
Формирование потока в сорбционном модуле или сорбционном устройстве может происходить за счет по меньшей мере одной перфорированной пластины/пластины со щелями. С этой целью, предпочтительно перфорированную пластину или пластину со щелями расположить над нагревательным механизмом и под нагревательным механизмом. Однородности потока, поступающего к нагревательному механизму, можно добиться надлежащим выбором расстояний между перфорированной пластиной или пластиной со щелями и нагревательным механизмом и/или выбором диаметра отверстий или щелей.
Увеличения площади поверхности нагревательного элемента можно достичь, в частности, посредством системы ребер, как в случае нагревательной трубы. При этом ребра прикреплены к нагревательному элементу, например нагревательному стрежню, в результате чего осуществляется механическое соединение и тепловая связь ребер с нагревательным элементом. Предпочтительно, чтобы ребра располагались в направлении потока. Увеличение площади поверхности нагревательного элемента и создается за счет указанных ребер.
Если между вентилятором и сорбционным модулем или сорбционным устройством расположен нагревательный механизм в виде проволочной спирали, то равномерный прогрев воздуха обеспечивается по сечению и длине нагревательного механизма, особенно, если нагревательный механизм выполнен в форме конуса. Преимущество при этом состоит в том, что в значительной мере исключается перегрев проволоки. Нагревательный механизм на основе проволочной спирали предпочтительно размещать снаружи контейнера с цеолитом сорбционного модуля, что приводит к равномерному, изотермическому нагреву неподвижного слоя сорбента сорбционного модуля посредством потока нагретого воздуха.
Если нагревательный механизм устроен в трубе, то можно получить принудительное обтекание нагревательного механизма воздухом с высокой скоростью движения потока, особенно, в случае сужающегося сечения трубы. В результате воздушный поток может быть нагрет предпочтительным образом - изотермически. Нагретый воздух может выходить из торца трубы и/или, по меньшей мере частично, из ее верхней части, и за счет отклонения равномерно распределяться по неподвижного слоя сорбента.
Другие отличительные признаки изобретения отражены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Варианты выполнения настоящего изобретения будут подробнее описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 схематически изображает соответствующую настоящему изобретению посудомоечную машину с моечным отсеком и сорбционной сушильной системой, которая содержит сорбционное сушильное устройство по меньшей мере с одним нагревательным элементом и сорбционным модулем,
фиг.2 схематически в продольном сечении изображает первый предпочтительный вариант осуществления средств формирования потока с системой отверстий в воздуховоде сорбционного сушильного устройства для сорбционной сушильной системы фиг.1,
фиг.3 схематически в продольном сечении изображает второй предпочтительный вариант осуществления средств формирования потока с отклоняющими пластинами в воздуховоде сорбционного сушильного устройства для сорбционной сушильной системы фиг.1,
фиг.4 схематически в продольном сечении изображает третий предпочтительный вариант осуществления средств формирования потока с перфорированными пластинами или пластинами со щелями, расположенными выше и ниже нагревательного элемента в корпусе сорбционного сушильного устройства для сорбционной сушильной системы посудомоечной машины фиг.1,
фиг.5 схематически в продольном сечении изображает другой вариант осуществления средств формирования потока для сорбционного модуля сорбционного сушильного устройства для сорбционной сушильной системы посудомоечной машины фиг.1 с размещением нагревательного элемента в трубе,
фиг.6 схематически в продольном сечении изображает еще один вариант осуществления средств формирования потока, отличающийся от фиг.2-5 использованием нагревательного механизма на основе проволочной спирали,
фиг.7 схематически в продольном сечении изображает еще один предпочтительный вариант осуществления средств формирования потока путем использования системы ребер на нагревательном стержне,
фиг.8 схематически в продольном сечении изображает другой предпочтительный вариант осуществления средств формирования потока за счет разной толщины слоя регенерируемого сорбента в сорбционном модуле сорбционного сушильного устройства для посудомоечной машины фиг.1, и
фиг.9 схематически на виде сверху изображает нагревательный элемент, уложенный в виде меандра в одной плоскости под сорбционным модулем в корпусе сорбционного сушильного устройства для сорбционной сушильной системы посудомоечной машины фиг.1.
На фиг.1-9 элементы идентичного функционального назначения и режима работы обозначены одними и теми же позиционными номерами.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематически изображена посудомоечная машина 100 с моечным отсеком 101 и сорбционной сушильной системой 200. Сорбционная сушильная система 200 расположена снаружи, т.е. за пределами моечного отсека 101 посудомоечной машины 100, что является предпочтительным. Основными составными частями системы 200 являются воздуховод 103, по меньшей мере одно воздуходувное устройство или вентилятор 104 и сорбционное сушильное устройство 105. Одна или более решетчатых корзин 102 расположены внутри моечного отсека 101 для размещения в них предметов посуды, подлежащих мойке. Сорбционное сушильное устройство 105 через воздуховод 103 соединено по меньшей мере с одним выпускным отверстием 1031 и по меньшей мере с одним впускным отверстием 1032 моечного отсека 101. При этом воздуховод 103 расположен главным образом снаружи моечного отсека 101. Точнее, левый участок 103а воздуховода 103 соединен с выпускным отверстием 1031 моечного отсека 101 в области его верхней стенки. Участок 103b воздуховода 103 на выходе сушильного устройства соединен с впускным отверстием 1032 моечного отсека 101 в области его основания. Таким образом, например, на этапе сушки программы посудомоечной машины, воздух можно направлять изнутри моечного отсека 101 через воздуховод 103 в сорбционное сушильное устройство 1, а после сушки в указанном устройстве направлять обратно в моечный отсек, т.е. можно осуществлять циркуляцию воздуха через сорбционное сушильное устройство 1. Благодаря тому, что выпускное отверстие находится в верхней области моечного отсека 101, возможность попадания в воздуховод и в сорбционное сушильное устройство воды из отстойника в основании моечного отсека и из системы разбрызгивания воды (для упрощения на чертежах не показаны) в основном исключена. В противном случае, сорбент мог бы становиться неприемлемо влажным и непригодным для использования.
Сорбционное сушильное устройство 1, в данном варианте осуществления изобретения, расположено оптимальным образом в нижнем модуле, под основанием моечного отсека 101. Устройство 1 выполнено в виде, так называемой сорбционной колонки (сорбционного модуля). Сорбционный модуль, в общем корпусе 3 или контейнере, содержит по меньшей мере один нагревательный элемент 5 (фиг.2) и установленный по ходу потока после нагревательного элемента сорбционный модуль 4, заправленный регенерируемым сорбентом, например цеолитом. Точнее, сорбционный модуль 4 содержит слой неподвижного поглощающего материала, предпочтительно, слой из неподвижного цеолита в качестве молекулярного сита или слой в виде насыпного рассыпного сорбента, предпочтительно насыпного цеолита. Слой насыпного сорбента, в частности слой цеолита, образован рассыпными гранулами или частицами другой формы, предпочтительно, частицами цеолита и предпочтительно в форме сферических гранул. В предпочтительном варианте, сушильный материал или сорбент уложен при изготовлении сорбционного модуля 4 в виде одного слоя или нескольких слоев преимущественно одинаковой толщины внутри контейнера или корпуса 3 сорбционного сушильного устройства 1 в промежутке между двумя сетками или перфорированными решетками 42, 42', разнесенными друг от друга в вертикальном направлении. Указанные две сетки 42, 42' расположены на заданном расстоянии друг от друга в вертикальном направлении, параллельны друг другу, и идентичны друг другу в горизонтальных плоскостях. Каждая сетка выполнена плоской и горизонтально ровной. Указанные две сетки по внешнему периметру окружены, т.е. своими краями заключены в наружную оболочку корпуса 3, который служит внешней границей. Сорбционный модуль 4 построен в корпусе 3 сорбционного сушильного устройства 105, и при этом расположен по существу в горизонтальной плоскости. Итак, сорбционный модуль 4 предпочтительно ограничен или прикрыт в области каждого из отверстий: впускного воздушного отверстия и/или выпускного воздушного отверстия по меньшей мере одной сеткой или решеткой, так что создается препятствие выпадению частиц сорбента, в частности частиц цеолита, из контейнера сорбционного модуля, а воздух при этом имеет возможность проходить сквозь массу сорбента от впускного воздушного отверстия к выпускному воздушному отверстию. Сорбционный модуль 4, в предпочтительном варианте, имеет преимущественно плоскую зону втекания воздуха на стороне входа в модуль, и преимущественно плоскую зону истечения воздуха на стороне выхода из модуля. Сорбционный модуль рассматриваемого типа позволяет практичным образом разместить сорбент и одновременно обеспечивает достаточную проницаемость для воздуха, так что сорбент может и адекватным образом за счет конденсации поглощать влагу из протекающего воздуха во время операции сорбции, и за счет нагрева высвобождать накопленную влагу в протекающий воздух во время операции десорбции для регенерации сорбента.
Естественно, что вместо наружной стенки общей с сорбционным сушильным устройством 1, сорбционный модуль 4 может иметь свой собственный наружный кожух, который заключает в себе две разнесенные друг от друга сетки и находящийся между сетками сорбент.
Корпус 3 сорбционного сушильного устройства 105 расположен под основанием моечного отсека 101 таким образом, и выполнен такой формы, что он может пропускать через себя по существу вертикальный воздушный поток 16. Это значит, что корпус 3 допускает прохождение воздуха через встроенный сорбционный модуль 4 в направлении снизу вверх. Для подачи воздуха выходная сторона участка 103а воздуховода 103 (в который поступает воздух из моечного отсека) открывается в корпус 3 сорбционного сушильного устройства 105 в области основания указанного корпуса. В примере варианта осуществления изобретения выходной конец участка 103а воздуховода 103 подходит к сорбционному сушильному устройству 1 по существу горизонтально в плоскости основания корпуса 3. Указанный участок присоединяется так, что располагается по существу вровень с основанием корпуса 3. Данный участок воздуховода стыкуется с корпусом 3 вблизи основания таким образом, что проходящий в нем воздушный поток затем отклоняется приблизительно на 90° от исходного, почти горизонтального, направления 13 и приобретает приблизительно вертикальное направление 16, вдоль которого и проходит через корпус 3. Вообще, поступающий через участок 103а воздуховода, втекающий воздушный поток 14 в области вблизи основания камеры корпуса 3, отклоняется от исходного направления 13 в направлении 16 сквозь корпус 3. При этом направление 16 через корпус 3 является, в частности, направлением по существу вдоль прямой линии от закрытого основания корпуса к выпускному отверстию на крыше корпуса или к выпускному соединителю 600 на крыше корпуса 3, к которому присоединен участок 103b воздуховода 103 на стороне выхода сушильного устройства. При таком направлении сквозного потока данный воздушный поток проходит сквозь горизонтально расположенный слой сорбента в сорбционном модуле 4 по существу вертикально.
Для осуществления десорбции в регенерируемом сорбенте 41 сорбционного модуля 4 в корпусе 3 в ближней зоне перед входом в сорбционный модуль 4 предусмотрен по меньшей мере один нагревательный элемент 5 с целью нагревания сорбента 41 горячим воздухом. Нагревательный элемент 5 расположен в плоскости перед зоной впускного воздушного отверстия (впускного окна) сорбционного модуля, на определенном расстоянии от впускного отверстия с целью предотвращения локального перегрева поверхности сорбента 41 в месте входа воздуха, при этом нагревательный элемент расположен по существу параллельно плоскости впускного отверстия. В предпочтительном варианте нагревательный элемент 5 выполнен в виде нагревательного стержня или нагревательной спирали. В частности, соответствующий нагревательный элемент 5 захватывает по существу все живое сечение впускного воздушного отверстия сорбционного модуля 4, в котором находится регенерируемый сорбент 41. В результате имеется возможность нагревания воздушного потока и в области продольных стенок, и в направлении глубины модуля, т.е. производить нагрев области боковых краев сорбционного модуля 4 так же, как и центральной области сечения сорбционного модуля 4. Благодаря этому, во время десорбции в значительной мере исключается появление локальных влажных точек в сорбенте 41, особенно в области боковых стенок сорбционного модуля. Если ширина сорбционного модуля 4 по существу соответствует внутренней ширине корпуса 3 сорбционного сушильного устройства 1, то предпочтительно, чтобы нагревательный элемент 5 захватывал по существу всю внутреннюю ширину корпуса 3 сорбционного сушильного устройства 1 перед впускным окном сорбционного модуля. Чтобы в целях десорбции влаги из объема сорбента иметь возможность нагревать зону входа воздуха в сорбционный модуль 4 на возможно большей площади и, следовательно, с высокой однородностью, чтобы в основном исключить недостаточный нагрев локальных областей в объеме сорбента, нагревательный элемент 5 предпочтительно уложить (по глубине сорбционного модуля и, в частности, корпуса сорбционного сушильного устройства) змеевидным образом или в виде меандра, как показано в плане на фиг.9, на которой сорбционное сушильное устройство 1 показано в открытом виде. Предпочтительно, чтобы петли меандра нагревательного элемента проходили в прямом и обратном направлениях, по глубине между двумя боковыми стенками корпуса 3 сорбционного сушильного устройства 1 по всей внутренней ширине зоны входа воздуха в сорбционный модуль 4. В частности, петли нагревательного элемента 5 лежат приблизительно в одной и той же плоскости.
Для создания воздушного потока 14 в воздуховоде 103, по ходу потока перед сорбционным модулем 4 сорбционного сушильного устройства 105, на участке 103а воздуховода предусмотрен вентилятор 104, который создает воздушный поток, не равномерный по сечению воздуховода 103.
Итак, воздуховод 103 ведет от моечного отсека 101 к сорбционному сушильному устройству 1 и от него снова к моечному отсеку 101. Вентилятор 104 установлен в воздуховоде 103 перед сорбционным сушильным устройством 1, при этом вентилятор всасывает воздух из моечного отсека 101 и снова нагнетает воздух в моечный отсек через сорбционное сушильное устройство 1. В сорбционном сушильном устройстве 1, во-первых, поступающий воздух подвергается осушению, при этом находящийся в сушильном устройстве регенерируемый сорбент поглощает влагу, а, во-вторых, сам сорбент через определенные интервалы времени снова подвергается сушке, то есть дегидратации, при помощи по меньшей мере одного нагревательного элемента, чтобы снова быть готовым к поглощению влаги из воздуха.
Чтобы как можно более эффективно использовать сорбент в процессе сорбции и/или особенно во время десорбции и увеличить эффективность действия материала сорбента по сравнению с традиционными сорбционными сушильными устройствами, в воздушном тракте между вентилятором и входом в сорбционное сушильное устройство предусмотрено по меньшей мере одно устройство формирования потока (формирователь потока) для обеспечения однородности профиля потока воздуха по его сечению при его прохождении через сорбционное сушильное устройство. По ходу потока после вентилятора, перед входом в сорбционный модуль сорбционного сушильного устройства предусматривают один или более формирователей потока. Например, на фиг.2 формирователь 6 потока установлен в зоне, где воздух, поступающий от вентилятора 104, втекает из участка 103а воздуховода 103 в сорбционное сушильное устройство 1, при этом формирователь 6 потока встроен в корпус 3 сушильного устройства.
С другой стороны, соответствующие средства формирования потока могут быть выполнены в качестве составной части корпуса 3 сорбционного сушильного устройства 1. Таким образом, например, в варианте, показанном на фиг.4, формирователи 8.1 и 8.2 потока встроены в корпус 3 в ближнюю зону перед сорбционным модулем 4 вместе с нагревательным элементом 5.
На фиг.2 схематически в продольном сечении представлено сорбционное сушильное устройство 1 сорбционной сушильной системы 200. Сушильное устройство представлено, как узел посудомоечной машины 100, изображенной на фиг.1, вместе с участком 103а воздуховода на стороне входа и участком 103b воздуховода на стороне выхода, при этом указанные участки входят в состав воздуховода 103. Моечный отсек 101 и другие компоненты и составные части посудомоечной машины 100 для наглядности опущены. В данном варианте осуществления изобретения воздушный поток, подаваемый перпендикулярно сорбционному сушильному устройству 1, нагревается посредством нагревательного механизма, например нагревательного стержня, в ближней зоне перед впускным окном сорбционного модуля 4 в корпусе 3 сорбционного сушильного устройства 1.
Участок 103а воздуховода 103, приходящий от выпускного отверстия 1031 моечного отсека 101, входит в область основания корпуса 3 сорбционного сушильного устройства 1, обеспечивая подвод воздуха к последнему. Согласно фиг.1, участок 103а воздуховода на стороне входа в сушильное устройство содержит вентилятор 104, обеспечивающий циркуляцию воздуха изнутри моечного отсека 101 через сорбционное сушильное устройство 1, через участок 103b воздуховода на стороне выхода из сушильного устройства и снова внутрь моечного отсека 101, при этом вентилятор 104 создает воздушный поток 14, не равномерный по сечению воздуховода 103. Это показано стрелками различной толщины на поперечном сечении участка 103а воздуховода в точке 2 перед зоной входа в корпус 3 сорбционного сушильного устройства 1, которое расположено ниже по потоку. На участке 103а воздуховода на стороне входа в сушильное устройство, перед тем местом, где указанный участок вблизи основания вливается в корпус 3 сорбционного сушильного устройства 1, по ходу потока после вентилятора 104, установлен формирователь 6 потока, который принимает на себя неравномерный воздушный поток 14, поступающий в корпус 3 сорбционного сушильного устройства. В представленном примере осуществления изобретения формирователь 6 потока выполнен в виде структуры с большим числом воздушных каналов или проходных отверстий, распределенных по сечению воздуховода, например в виде системы отверстий в перфорированном диске, посредством которой неравномерный воздушный поток 14, поступающий от вентилятора 104, выравнивается. Воздушный поток 15, который выровнен по сечению участка 103а воздуховода 103 (что показано на фиг.2 стрелками одинаковой толщины после перфорированного диска), протекает через нагревательный элемент 5, установленный перед сорбционным модулем 4. Перфорированный диск 6, эскизно показанный на фиг.2, согласно данному варианту осуществления изобретения, содержит отверстия различного размера, так что зоны с сильным воздушным течением встречают большее сопротивление, чем зоны, где воздушный поток слабее. В общем, с этой целью каналы с меньшим проходным сечением закрепляют за определенной зоной или несколькими определенными зонами с относительно более сильным воздушным течением, а не за зоной или зонами с более слабым воздушным течением. Это означает, что возможна такая корректировка потока, что после перфорированного диска поток становится преимущественно однородным по сечению воздуховода 103. Вместо перфорированного диска 6 можно с таким же успехом применить перфорированную решетку или пластину со щелями. Выбор предпочтительных средств формирования потока зависит, в частности, от конструктивных особенностей и, например, также от используемого вентилятора. Благодаря формированию потока, воздух, обтекающий различные участки нагревательного элемента 5, нагревается преимущественно изотермически (до одной и той же температуры), т.е. достигается в основном одинаковая теплопередача от нагревательного элемента 5 воздушному потоку 15, обтекающему нагревательный элемент 5, по существу во всех точках его плоскости, так что нагревательный элемент нагревается в значительной степени равномерно во всех точках впускного воздушного окна сорбционного модуля 4, т.е. воздух подходит к сорбционному модулю 4 приблизительно с одной и той же температурой, и также протекает через указанный модуль. Таким образом, может быть достигнут в значительной мере однородный нагрев сорбента по всему живому сечению сорбционного модуля для осуществления десорбции.
Итак, в данном примере осуществления изобретения, показанном на фиг.2, предусмотрено средство формирования воздушного потока, установленное на участке 103а воздуховода на стороне входа в сушильное устройство, по ходу потока после вентилятора 104, или в корпусе 3 сорбционного сушильного устройства 1 перед нагревательным элементом 5 сорбционного модуля 5 в целях улучшения параметров воздушного потока 14, поступающего от вентилятора 104, так чтобы нагревание воздуха и его прохождение через сорбционный модуль 4 происходило как можно равномернее. На фиг.2 изображен увеличенный фрагмент сорбционного модуля 4, где подробно показан пример его структуры. Видно, что регенерируемый сорбент 41 помещен между двух сеток 42, 42'. Сетки 42, 42' содержат отверстия для прохода воздуха, которые можно выполнить такой формы, какая отвечает конкретной задаче. С одной стороны, отверстия могут создавать большее или меньшее сопротивление прохождению сформированного воздушного потока 15, а, с другой стороны, удерживать материал сорбента 41 в том месте, которое для него предусмотрено в корпусе 3, так чтобы, например, воздушный поток не увлекал за собой сорбент и не портил его. Даже если сорбент 41 представляет собой гранулы, он удерживается соответственно в том месте, которое задается сетками 42, 42'. В идеальном случае, воздух протекает сквозь сорбционный модуль с одинаковой величиной объемного расхода, приходящейся на единицу площади, и/или объема, так что даже после прохождения через сорбционный модуль 4 воздух выходит из последнего в виде однородного потока 15' и поступает на участок 103b воздуховода 103
В отличие от расположения средств формирования потока перед корпусом 3, какое показано в примере осуществления изобретения на фиг.2, выгодным может быть и вариант, при котором средства формирования потока располагаются в корпусе 3 под нагревательным элементом 5 в плоскости, параллельной указанному элементу, на определенном расстоянии от нагревательного элемента. В этом отношении предпочтительно, чтобы средства формирования потока захватывали все живое сечение корпуса. Поэтому формирователь 6 потока, нагревательный элемент 5 и сорбционный модуль 4 располагают один за другим в вертикальном направлении в параллельных плоскостях и на определенном расстоянии друг от друга в корпусе 3 сорбционного устройства 1 в виде колонки. В частности, они могут быть расположены конгруэнтно друг другу. При этом предпочтительно, чтобы формирователь 6 потока находился в корпусе 3 выше или по меньшей мере на уровне верхнего края участка 103а воздуховода.
Таким образом, в примере осуществления изобретения, представленном на фиг.2, формирователь 6 потока создает ситуацию, при которой в пределах площади живого сечения потока, в направлении течения воздуха, после формирователя 6 все составляющие воздушного потока 15, движущиеся в сторону нагревательного элемента 5, имеют приблизительно одинаковую скорость течения, то есть их продвижение происходит приблизительно с одинаковой скоростью распространения во всех точках площади поперечного сечения, которую они пересекают. Благодаря выравниванию воздушного потока указанным образом, составляющие его течения в пределах площади поперечного сечения впускного окна сорбционного модуля имеют по существу одинаковую скорость распространения и/или одинаковую температуру на входе в сорбционный модуль. При этом указанным составляющим течения (которые движутся приблизительно с одинаковой скоростью) передается от нагревательного элемента 5 приблизительно одинаковая доля теплоты, так что через площадь впускного окна сорбционного модуля 4, расположенного позади нагревательного элемента 5, проходит в значительной мере однородный воздушный поток приблизительно с равномерным распределением температур и скоростей течения. Таким образом, данный вариант конструкции, при котором средства формирования потока расположены перед нагревательным элементом, в значительной мере обеспечивает то, что составляющие воздушного течения, нагревание которых производится приблизительно одинаковым количеством теплоты, и которые подходят к различным точкам впускного окна сорбционного модуля, имеют на входе в сорбционный модуль по существу одинаковую температуру, и по меньшей мере приблизительно одну и ту же скорость течения в каждой точке входного сечения. Это позволяет добиться того, что воздушный поток 15 проходит через сорбционный модуль 4 по существу с одинаковым объемным расходом, приходящимся на единицу площади, и/или объема сорбента 41 сорбционного модуля 4, так что десорбция во всем объеме сорбента 41 может быть проведена в значительной мере равномерно, без нежелательных локальных точек, где остается влага. Это позволяет сократить время десорбции влаги из сорбента по сравнению с традиционной сорбционной сушильной системой, в которой не применены средства формирования потока, что снижает расход энергии, необходимый для полной сушки сорбента.
С другой стороны, улучшенное, еще более равномерное поглощение влаги сорбентом по всему живому сечению сорбционного модуля может быть достигнуто, дополнительно или независимо от рассмотренного способа, благодаря выравниванию потока при помощи средств формирования потока, дополнительно встроенных в сорбционную сушильную систему. Причем указанный эффект может действовать даже во время операции поглощения влаги сорбционной сушильной системой для осушения влажного воздуха в моечном отсеке на программном этапе сушки посуды в посудомоечной машине.
На фиг.3 показана структура сорбционного сушильного устройства 1, которую можно сравнить с конструкциями, представленными на фиг.1 и 2. Вместо структуры с отверстиями в виде перфорированного диска 6, в данном случае, улучшение параметров воздушного потока 14 осуществляется при помощи одной или более направляющих пластин 7 или лопаток, отклоняющих воздушный поток 14. Благодаря направляющим лопаткам 7, воздух из областей воздушного потока 14 с более интенсивным течением, т.е., например, с большей скоростью течения, перенаправляется в области с менее интенсивным течением, в частности с меньшей скоростью течения, чтобы, тем самым, выровнять поток по проходному сечению участка 103а воздуховода 103 на стороне входа в сушильное устройство. Поэтому направляющие пластины действуют в качестве корректора потока. Воздушный поток 15 после направляющих пластин 7 имеет в значительной мере однородный профиль, что позволяет воздуху равномерно нагреваться нагревательным элементом 5 и равномерно проходить через сорбционный модуль 4. В отличие от примера осуществления, показанного на фиг.2, в варианте, представленном на фиг.3, нагревательный элемент 5 установлен в области вблизи основания корпуса 3, ниже верхнего края отверстия участка 103а воздуховода, по которому подается воздух, так что откорректированный поток 15 обтекает и верхнюю, и нижнюю стороны нагревательного элемента. В других отношениях, к данной конструкции применимы те же объяснения, которые были приведены для первого варианта осуществления изобретения, согласно фиг.1 и 2.
На фиг.4 схематически, в продольном сечении показан вариант осуществления сорбционного сушильного устройства 1, отличающийся от варианта осуществления фиг.2. В данном варианте, нагревательный элемент 5 сверху и снизу ограничен пластинами 8.1, 8.2 с перфорациями или щелями, при этом пластины частично или полностью захватывают площадь нагревательного элемента. Верхняя, первая перфорированная пластина 8.1 расположена над нагревательным элементом 5, в то время как нижняя, вторая перфорированная пластина 8.2 расположена под нагревательным элементом 5 аналогичным образом. А именно, указанные две перфорированные пластины 8.1, 8.2 (или пластины со щелями) расположены параллельно горизонтальной плоскости нагревательного элемента 5 на определенном расстоянии h1, h2 по вертикали от нагревательного элемента. При этом нижняя перфорированная пластина 8.2 перекрывает всю площадь сечения воздушного потока, поступающего снизу к нагревательному элементу 5, а верхняя перфорированная пластина 8.1 перекрывает всю площадь сечения воздушного потока, исходящего сверху от нагревательного элемента 5. Эти две перфорированные пластины 8.1, 8.2 и расположенный между ними нагревательный элемент 5 перекрывают в значительной мере весь просвет корпуса 3 сорбционного сушильного устройства 1. Указанные элементы проходят соответственно перпендикулярно плоскости чертежа фиг.4, по существу на всю глубину корпуса 3. При этом нижняя перфорированная пластина 8.2, нагревательный элемент 5, а также верхняя перфорированная пластина 8.1 расположены в корпусе 3 перед впускным воздушным окном сорбционного модуля 4 выше верхнего края отверстия участка 103а воздуховода, по которому воздух поступает в сушильное устройство. Нижняя перфорированная пластина 8.2 по существу образует воображаемое прямолинейное продолжение верхнего края отверстия участка 103а упомянутого воздуховода. Таким образом, воздушный поток 14, который в зоне 2 входа имеет неопределенный профиль скоростей, а именно, неравномерный, с неравномерным распределением, втекает в корпус 3 как в продолжение трубы и следует до боковой стенки 500 на противоположной стороне корпуса. Это направление втекания показано на фиг.4 стрелкой 501. Две перфорированные пластины 8.1, 8.2 содержат отверстия или щели, причем диаметр отверстий или ширина щелей увеличивается в направлении 501 втекания воздуха. Такая система отверстий или щелей исправляет характеристики исходного потока 14 с неопределенным профилем скоростей, так что непосредственно перед входом в сорбционный модуль 4 имеет место профиль течения с одинаковыми скоростями в каждой точке входного сечения. На формирование потока влияет как различие отверстий или щелей по диаметру D или ширине, так и выбор надлежащих зазоров h1, h2 между соответствующей перфорированной пластиной 8.1 или 8.2 и нагревательным элементом 5. Перфорированные пластины 8.1, 8.2 (или пластины со щелями) создают принудительное течение воздуха, направляя воздух в большей или меньшей степени на нагревательный элемент 5, так что, во-первых, обеспечивается нагрев воздуха однородный по сечению прохода корпуса 3, а, во-вторых, обеспечивается равномерное распределение скоростей течения по указанному сечению. Точнее, нижняя перфорированная пластина 8.2 формирует поток через корпус 3 в вертикальном направлении таким образом, что во всех точках плоскости нагревательного элемента 5 происходит передача в основном одинакового количества тепла тем составляющим воздушного потока, которые обтекают данные точки. Вторая, верхняя перфорированная пластина 8.1, которая в вертикальном направлении потока 16 расположена после нагревательного элемента 5, служит для формирования воздушного потока 15 на площади впускного окна сорбционного модуля 4, который установлен после пластины 8.1, причем данный воздушный поток является однородным в отношении скоростей течения. Это означает, что на площади впускного окна сорбционного модуля 4 скорости составляющих течения в различных точках откорректированного потока 15, благодаря формированию потока, приведены по существу к одной и той же величине. В общем, верхняя перфорированная платина 8.1, находящаяся между нагревательным элементом 5 и сорбционным модулем 4, а также нижняя перфорированная пластина 8.2, как средства формирования потока, осуществляют коррекцию втекающего воздушного потока 14 с неопределенным профилем распределения скоростей таким образом, что, в пределах площади впускного окна сорбционного модуля 4, течение воздуха через сорбент 41 сорбционного модуля 4 происходит по существу с одинаковым объемным расходом, приходящимся на единицу площади и/или объема, и приблизительно при одинаковых значениях температуры на входе. Если уместно, то перфорированные пластины 8.1 и 8.2 могут быть соединены друг с другом полностью или частично, как показано на фиг.4, прерывистыми линиями.
Что касается выравнивания профиля воздушного потока, втекающего в сорбционный модуль 4, по температурам и скоростям течения по площади впускного окна сорбционного модуля 4, то в тех случаях, когда это уместно, может оказаться достаточным использовать только нижнюю перфорированную пластину 8.2, а верхнюю перфорированную пластину 8.1 опустить. В результате, это может оказаться полезным для сорбционного сушильного устройства, которое можно выполнить более компактным в вертикальном направлении.
В примере варианта осуществления изобретения, представленном на фиг.4, в основании корпуса 3 под нагревательным элементом 5 дополнительно предусмотрена наклонная направляющая пластина 9, поднимающаяся в направлении 501 втекающего потока таким образом, что поперечное сечение втекающего потока сужается к боковой стенке 500 на противоположной стороне корпуса 3. В результате, посредством нижней перфорированной пластины 8.2 скорость потока увеличивается в той области, где у указанной пластины находятся более крупные отверстия, в отличие от условий течения на той стороне пластины, которая ближе ко входу. Направляющая пластина 9 (дефлектор) задает направление воздушному потоку 14, втекающему в корпус 3, посылая воздух в зону нагревательного элемента 5, при этом, чем ближе к дальнему краю перфорированной пластины 8.2, тем интенсивнее воздействие дефлектора. Таким образом, направляющая пластина 9 дополнительно принудительно направляет втекающий воздушный поток 14 и оказывает влияние на процесс коррекции потока 14. Расстояние d между направляющей пластиной 9 и нагревательным элементом 5 сокращается, начиная от входа в корпус 3 и до противоположной боковой стенки 500, в результате чего интенсивность обтекания потоком воздуха нагревательного элемента 5 в конечной зоне входного отверстия корпуса 3 увеличивается. Расстояние h1 или h2 по вертикали между перфорированными пластинами 8.1 и 8.2 и нагревательным элементом 5 могут быть постоянными по ширине нагревательного элемента 5 или могут быть сделаны непостоянными, так чтобы интенсивность обтекания потоком воздуха нагревательного элемента 5 была большей или меньшей.
На фиг.5 схематически изображен механизм нагревания с нагревательным элементом 5, который заключен в трубу 10. Труба 10 образует прямолинейное продолжение участка 103а воздуховода в корпусе 3 вблизи основания указанного корпуса на стороне входа в сушильное устройство, и продолжается приблизительно до боковой стенки 500 на противоположной стороне корпуса 3. Труба на своей верхней стороне и/или на торце, в частности на своем конечном участке, содержит отверстия 11, через которые может выходить воздух, нагретый нагревательным элементом 5, расположенным внутри трубы. Направляющая пластина 9 обеспечивает сужение сечения трубы 10, в результате чего создается напорное течение воздуха вокруг нагревательного элемента. Благодаря полученной высокой скорости течения воздуха вдоль нагревательного элемента 5, входящий, направленный внутрь воздушный поток 14 нагревается по существу изотермически по площади сечения трубы 10. Из торца трубы 10 и/или с верхней стороны трубы 10 нагретый воздух выходит через отверстия 11 таким образом, что формируется скорректированный поток 15, у которого скорости течения и температуры равномерно распределены по площади впускного окна сорбционного модуля 4. В тех случаях, когда это целесообразно, в промежутке между трубой 10 и сорбционным модулем 4 можно предусмотреть одно или более дополнительных средств формирования потока, чтобы через сорбционный модуль 4 пропускать воздушный поток, как можно более однородный по скоростям течения и температурам.
На фиг.6 на отрезке 2 участка 103а воздуховода на стороне входа в сушильное устройство предусмотрен нагревательный механизм 5.1 в виде проволочной спирали, как комбинированное средство нагревания и формирования потока. Прежде чем попасть в корпус 3, воздух 14 протекает через проволочную спираль нагревательного механизма 5.1, которая формирует поток воздуха и одновременно нагревает его. Что касается функционирования проволочной спирали и режима ее работы, то по большому счету не важно, сужается спираль в направлении течения воздуха или расширяется. Ее широкий конец по существу перекрывает все сечение участка 103а воздуховода. Благодаря соответствующей форме витков проволочной спирали нагревательного механизма 5.1 на входном отрезке 2 воздуховода, и/или благодаря дополнительным направляющим средствам таким, какие рассматривались в предыдущих вариантах осуществления изобретения, воздушный поток 14 с неравномерным по сечению профилем скоростей может быть выровнен так, что после нагревательного механизма 5.1 на основе проволочной спирали воздушный поток 15 будет однородным по скоростям и температурам. Таким образом, проволочная спираль нагревательного механизма 5.1, которая выполнена в виде конуса, обеспечивает равномерное прогревание воздуха по сечению и по длине нагревательного механизма. Локальному перегреву проволоки спирали нагревательного механизма препятствует главным образом его коническая геометрическая форма. Поскольку различные участки проволочной спирали нагревательного механизма лежат на разных радиусах, и, если смотреть по направлению потока, не расположены друг за другом, и не затеняют друг друга, формируется воздушный поток 15, однородный по сечению просвета участка 103а воздуховода и с однородным распределением температур, который в конце концов проходит через сорбционный модуль 4. Выравнивание получается, в частности, потому, что составляющие воздушной массы поступающего потока 14 отклоняются в боковых направлениях, т.е. в предпочтительных радиальных направлениях множеством сегментов спирали, смещенных относительно друг друга радиально в просвете трубы, а также отклоняются обратно и вокруг соответствующего сегмента спирали, чтобы продолжать двигаться вперед в предпочтительном осевом направлении. Таким образом, происходит выравнивание скоростей течения различных участков потока воздушной массы. Рационально, чтобы проволочная спираль или нагревательная спираль имела расширение, в частности, конической формы. В результате этого, проволочная спираль может не только нагревать воздушный поток для осуществления десорбции в сорбенте сорбционного модуля, но дополнительно может служить средством формирования потока для выравнивания последнего. Если центральная ось проволочной спирали совпадает с направлением потока, то в значительной мере обеспечивается то, что любая взятая составляющая втекающего потока обтекает всего один из сегментов нагревательной спирали, которые расположены на различных витках по ходу потока. За счет этого в значительной мере предотвращается локальный перегрев нагревательной спирали. Благодаря расширению проволочной спирали, любая взятая составляющая воздушной массы, которая была нагрета предыдущим сегментом спирали, может выйти из проволочной спирали преимущественно по прямой траектории, без помех, не встречая препятствия со стороны сегмента спирали, который находится ниже по потоку.
При некоторых обстоятельствах может оказаться выгодным проволочную спираль 5.1 дополнительно заключить во внешнюю трубу, создающую принудительное течение воздуха. Такая труба на фиг.6 обозначена индексом 5.2. Это позволяет увеличить скорость движения воздуха, т.е. скорость, с которой воздух обтекает проволочную спираль, за счет чего достигается увеличенная, более эффективная теплопередача от проволочной спирали воздушному потоку 14.
На фиг.7 представлен вид сверху входной зоны 2 участка 103а воздуховода 103 на стороне входа в сушильное устройство, где в качестве нагревательного элемента расположен нагревательный стержень 5. На нагревательном стержне 5 выполнено большое число ребер 12, которые механически соединены с нагревательным стержнем 5 и имеют с ним тепловую связь. Ребра 12 увеличивают поверхность нагревательного стержня 5, что приводит к более быстрому и равномерному прогреву воздуха при его протекании вдоль нагревательного стержня 5 и ребер 12. Помимо этого, ребра производят выравнивание профиля течения. Придавая ребрам соответствующую форму, можно также влиять на направление и интенсивность течения воздуха, и также осуществлять выравнивание профиля.
На фиг.8 приведен еще один предпочтительный вариант осуществления средств формирования потока за счет неодинаковой толщины слоя регенерируемого сорбента в сорбционном модуле 4. При таком подходе сопротивление протеканию воздуха оказывается меньше там, где слой сорбента в сорбционном модуле 4 тоньше, и больше там, где слой толще. Это означает, что сорбционный модуль, по меньшей мере частично, сам по себе действует в качестве формирователя потока, поскольку при прохождении сквозь модуль воздуха, более мощный поток сильнее замедляется там, где слой сорбента толще, по сравнению с более слабым потоком в области с более тонким слоем сорбента, что приводит к тому, что любая единичная площадь и/или любой единичный объем регенерируемого сорбента подвергается действию воздуха по существу в одинаковой степени.
Варианты осуществления изобретения, которые рассматривались индивидуально, могут быть осуществлены и в сочетании друг с другом. Например, механизмы выравнивания потока и нагревания, которые были представлены и рассмотрены для входной зоны 2, могут также быть реализованы в трубе 10 или внутри корпуса 3. Вентилятор также может иметь различную конструкцию. Так, например, возможно применение вентиляторов с радиальным и осевым течением. Варианты конструкций, например, такие, какие описаны в патентных публикациях Германии 10353774 А1 и 102005004096 А1 могут также быть оснащены средствами формирования потока, раскрытыми в настоящем изобретении.
Ниже приводится сводный перечень элементов с цифровыми обозначениями, какие использованы в вышеописанных вариантах осуществления изобретения.
1 - Сорбционное сушильное устройство
2 - Зона (участок) впуска потока
3 - Корпус
4 - Сорбционный модуль
5 - Нагревательный элемент
5.1 - Нагревательный механизм на основе проволочной спирали
5.2 - Оболочка нагревательного механизма на основе проволочной спирали
6 - Перфорированная пластина
7 - Направляющая пластина
8.1 - Перфорированная пластина
8.2 - Перфорированная пластина
9 - Направляющая пластина
10 - Труба
11 - Отверстие
12 - Ребро
13 - Направление втекания
14 - Неоткорректированный, втекающий воздушный поток
15 - Сформированный воздушный поток
15' - Воздушный поток, вытекающий из сорбционного модуля
16 - Вертикальный воздушный поток через корпус сорбционного сушильного устройства
17 - Нижний модуль посудомоечной машины
41 - Регенерируемый сорбент
41, 42' - Сетки
100 - Посудомоечная машина
101 - Моечный отсек
102 - Решетчатая корзина
103 - Воздуховод
103а, 103b - Участки воздуховода
104 - Вентилятор
200 - Сорбционная сушильная система
401 - Зона (сечение) впускного окна сорбционного модуля
500 - Боковая стенка корпуса сорбционного сушильного устройства
501 - Направление сквозного потока
600 - Выпускной соединитель
1031 - Вход в воздуховод из моечного отсека
1032 - Выход из воздуховода в моечный отсек
402 - Зона (сечение) выпускного окна сорбционного модуля
D - Диаметр
d - Промежуток
h - Промежуток