除湿轮的制作方法

本发明涉及一种除湿轮，特别是一种可将空气除湿干燥与脱附再生的除湿轮。

背景技术：

随着工业工艺逐渐自动化与精密化，其生产制造空间与工艺设备的空气品质要求也随之提升，希望确保工艺的妥善率，其中，压缩空气的湿度对于多种工艺相当重要，因而湿度控制即为各厂商致力研究的其中一个重要项目。

传统吸附式压缩空气干燥装置，通常包括两个吸附塔，用以吸附压缩空气中的水分，一般来说，吸附塔内填充有可吸附除湿与脱附再生的吸附剂，如硅胶颗粒、沸石分子筛或活性碳等，当含水分较高的压缩空气，通过管路进入到其中一个吸附塔内后，将进行水气吸附除湿处理，而处理完成的干燥压缩空气会被导引至储气桶中储存备用，此时，已经吸附水气饱和后的吸附塔，其内部的吸附剂可使用热能方式将吸附剂内水分脱附排出，通常会通过加热器来执行，也就是利用加热器加热以提供吸附塔内的吸附剂的脱附再生，在脱附再生过程中，热能透过辐射、对流与固态热质传等方式，将脱附用再生空气加热至吸附剂可脱附水分的温度后，再引导至吸附塔内，进行吸附剂的脱附再生处理，而处理完成的高温高湿压缩空气，会被引导而排出吸附塔外，即可完成吸附剂的再生脱附程序，此状态下的吸附剂可作为下一次吸附除湿使用。

由上可知，脱附再生使用的热空气在输送过程中，会与传送管路的管壁发生热质传，将造成能量损失。此外，脱附再生时，热能是以热空气对流方式传送给吸附剂，因此，吸附床易有温度分布不均的问题，特别是于热空气入口端最热，出口端最冷，因此，再生时间势必拉长，另外，于加热过程中，多余的低温废热空气也必需先排出，因而导致传统吸附式压缩空气干燥装置非常耗能。

因此，有鉴于前述各种热能脱附再生方法的能量损耗或直热脱附再生法的 气体通道再生温度不均与耗能等缺陷，使得现行压缩空气的除湿干燥技术和设备仍有改进的空间，特别是因能量耗损导致再生效能不佳的问题，此实为本技术领域的人亟欲解决的技术课题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种除湿轮，可利用通电直接加热方式，以达到除湿元件的再生性能提升以及干燥装置的节能目的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种除湿轮，结构包括中心轮轴，其可由工程塑胶材质制成，其材质可耐热变形温度为140℃以上，中心轮轴中心为中空状，并可方便进行覆卷工艺时覆卷轴的安装及节省材料。中心轮轴上有一定位沟槽，进行覆卷工艺时先将吸附基材一端的金属基材置入沟槽内，再将内电极置入沟槽内，通过固定螺丝穿过内电极的固定孔将金属基材与内电极固定于中心轮轴上。于除湿轮中的吸附基材覆卷时，先将间隔片置于吸附基材上方，并使用胶布粘附于中心轮轴的表面上，该间隔片为波浪状、齿状、圆弧状或方形状其中一种的金属材质，然后吸附基材与间隔片同时以覆卷的方式，可将吸附基材与间隔片卷成一轮状体，使得相邻两层的吸附基材之间包覆有间隔片，并于吸附基材间产生一通道空间，该通道空间的宽度为1.5-3.0mm，可降低除湿轮作业时空气流动的压损。同时波浪状的间隔片也可提供吸附基材在进行热脱附再生时，因热膨胀产生的变形缓冲功能，使除湿轮得以保持最佳的几何形状，不至影响除湿轮的空气流动功能。

本发明的除湿轮还包括上轮框和下轮框，上轮框和下轮框可通过螺丝锁固于中心轮轴上，上轮框和下轮框分别由加强肋板分隔成多个作用区域，加强肋板上具有通气沟槽，以使其下方的吸附基材得以让气流通过，不致使再生热量累积于加强肋板处而导致吸附基材损坏。外电极设置于上轮框和下轮框之间，上轮框和下轮框可为金属材质制品，以加强其结构强度，且上轮框和下轮框与除湿轮的接触面之间可设有绝缘板，作为绝缘功能，以避免金属基材通电后与上轮框、下轮框造成短路。上轮框和下轮框也可使用塑胶材质制品，因该塑胶材质制品已有绝缘功能，可不须在上轮框、下轮框与除湿轮的接触面之间再使用绝缘板。

本发明的技术效果在于：

本发明提出的除湿轮，通过间隔片使两吸附基材间保有空气流通的通道，此有助于降低除湿轮作业时空气流动的压损，同时进行热脱附再生时，间隔片因热膨胀产生的变形缓冲功能，使得除湿轮得以保持最佳的几何形状，不至影响除湿轮的空气流动功能；通过吸附基材两端的内、外电极与外部电源连接，通过直热方式进行脱附再生程序，将有利于提升再生脱附的效果。另外，本发明所述的除湿轮完成后，可将其直接置于除湿系统的吸附塔内，将内、外电极连接外部电源，即可执行再生程序，此也使除湿系统整体架构更简易。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为本发明的吸附基材的结构图；

图2为本发明的除湿轮的覆卷吸附基材的示意图；

图3为本发明的除湿轮的覆卷间隔片的示意图；

图4为本发明的除湿轮于覆卷吸附基材和间隔片的示意图；

图5为本发明的除湿轮的上、下轮框的示意图；

图6为本发明的除湿轮的外电极的示意图；

图7为本发明的除湿轮以绝缘泡棉包覆的示意图；

图8a和图8b为本发明的除湿轮整体的分解图；

图9为采用直热式加热再生的脱附曲线图；

图10为采用热风式加热再生的脱附曲线图；

图11为本发明所述的通电直热式再生的温度变化图；

图12为传统热风再生的温度变化图。

其中，附图标记

1吸附基材

11金属基材

12上胶膜层

13下胶膜层

14上吸附材

15下吸附材

2中心轮轴

21中空部

22定位沟槽

23螺孔

24内电极

25固定孔

27固定螺丝

3间隔片

41通道空间

51上轮框

52下轮框

53绝缘板

531沟槽

54加强肋板

55通气沟槽

56外电极

57螺丝

6绝缘片

71绝缘泡棉

72第一电源线

73第二电源线

80螺栓

81螺孔

82螺孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

本发明目的是要创造一种除湿轮，其中，所应用的吸附基材1如图1所示，其表示本发明的吸附基材的结构图。如图所示，吸附基材1包括：金属基材11、上胶膜层12、下胶膜层13、上吸附材14以及下吸附材15，其中，吸附 基材1的厚度可为1.5-2.5mm。金属基材11在通以适当的电源后，可使金属基材11发热，热能以直接固态热传导方式，传导至上吸附材14及下吸附材15，使其内部的水分脱附，达到除湿轮再生的效果。本发明的除湿轮的金属基材11、上胶膜层12、下胶膜层13、上吸附材14以及下吸附材15的材质已同时申请中国台湾发明专利及新型专利，其申请号分别为104123197,10421155，故不再说明。接着，将说明本发明的除湿轮的各细部结构。

如图2所示，其为说明本发明的除湿轮的覆卷吸附基材1的示意图。本发明所述的除湿轮包括中心轮轴2，其可由工程塑胶材质制成，其材质可耐热变形温度为140℃以上，中心轮轴2为中空状柱体，其中心具有中空部21，可供进行覆卷工艺时覆卷轴的安装，也就是覆卷工艺时覆卷轴可插入中空部21进行结合，且采用中空状柱体可节省材料。中心轮轴2上有一定位沟槽22，进行覆卷工艺时先将吸附基材1一端的金属基材11(如图1所示)置入定位沟槽22内，再将内电极24置入定位沟槽22内，通过固定螺丝27穿过内电极24的固定孔25，以将金属基材11与内电极24固定于中心轮轴2上。并使用胶布粘附于中心轮轴2的表面上，使得吸附基材1与中心轮轴2紧密粘结。另外，中心轮轴2侧边具有多个螺孔23，该多个螺孔23可供除湿轮的其他组件锁合，以强化除湿轮整体结构。

如图3所示，其为说明本发明的除湿轮的覆卷间隔片的示意图。于除湿轮中的吸附基材1覆卷时，先将间隔片3置于吸附基材1上方，该间隔片3可为波浪状、齿状、圆弧状或方形状的其中一个，且该间隔片3可为金属材质，并使用胶布粘附于吸附基材1的表面上，然后吸附基材1与间隔片3同时以中心轮轴2为中心绕其覆卷，可将吸附基材1与间隔片3紧密粘结卷成一轮状体，如此使覆卷后两吸附基材1之间(即覆卷后相邻两圈的吸附基材1之间)具有间隔片3，并于吸附基材1之间产生一通道空间41，例如形成一圆行通道，该通道空间41的宽度可为1.5-3.0mm。

如图4所示，其为说明本发明的除湿轮于覆卷吸附基材1和间隔片3的示意图。如图4所示，吸附基材1之间具有间隔片3形成一圆形的通道空间41，可降低除湿轮作业时空气流动的压损，同时此波浪状的间隔片3也可提供吸附基材1在进行热脱附再生时，因热膨胀产生的变形缓冲功能，使得除湿轮得以保持最佳的几何形状，不致影响除湿轮的空气流动功能。须说明，图4仅是示 例吸附基材1与间隔片3结构关系，具体来说，通道空间41宽度与吸附基材1厚度两者应约略相同，但为了清楚绘示结构间关系，故图式中两者比例与实际有所差异。

如图5所示，其为说明本发明的除湿轮的上、下轮框的示意图。如图所示，本发明的除湿轮还具有上轮框51以及下轮框52，上轮框51及下轮框52可通过螺丝57锁固于中心轮轴2上(即锁固于图3的螺孔23)，上轮框51及下轮框52分别由加强肋板54分隔成多个作用区域，加强肋板54上具有通气沟槽55，以使其下方的吸附基材1得以让气流通过，不致使再生热量累积于加强肋板54处而导致吸附基材1损坏。

上轮框51及下轮框52可为金属材质制品，以加强其结构强度，且上轮框51及下轮框52与除湿轮的接触面之间可设有绝缘板53，作为绝缘功能，以避免金属基材11通电后与上轮框51及下轮框52造成短路。上轮框51及下轮框52也可使用塑胶材质制品，因该塑胶材质制品已有绝缘功能，可不须在上轮框51及下轮框52与除湿轮的接触面之间再设置绝缘板53。

如图6所示，其为说明本发明的除湿轮的外电极的示意图。如前所述，本发明的除湿轮的吸附基材1一端固定于中心轮轴2处，而吸附基材1另一端则配置有外电极56，并将除湿轮的吸附基材1一端的金属基材11固定于外电极56上，借此由外部取得加热用电源。其中，外电极56与吸附基材1之间可设置一绝缘片6，其目的为增加外电极56与吸附基材1之间的绝缘功能，组装完成的外电极56可再结合一电源线，借此与外部电源连接，举例来说，外电极56最终位置可位于上轮框51及下轮框52的加强肋板54的位置，加强肋板54处则可设置上述电源线进行与外部电源的连接。后面将有进一步说明。

如图7所示，其为说明本发明的除湿轮以绝缘泡棉包覆的示意图。如图所示，由外部观看本发明的除湿轮整体时，为了强化除湿轮热绝缘效果，于除湿轮外部可以耐温绝缘泡棉71包覆，借以增加除湿轮绝缘效果，并防止内部再生时的热能散出，以达到保温节能效果。另外，也可于绝缘泡棉71再包覆金属外框(图未示)，可更增加除湿轮的刚性及美观。

另外，关于内、外电极与外部电源的连接设置，内电极一侧可设置一螺孔以连接第一电源线72，而外电极一侧也设置一螺孔以连接第二电源线73，第一电源线72和第二电源线73可由外部得到电能以进行加热。此于后续分解图 部分会再说明。

如图8a和图8b所示，其为说明本发明的除湿轮整体的分解图。请一并参考图2至图4，如图8a所示，除湿轮主要包括吸附基材1、中心轮轴2、间隔片3(如图4所示)、内电极24、外电极56、上轮框51及下轮框52，其中，内电极24和外电极56可为一含有铜成分的金属板，且其中，外电极56可由两片含有铜成分的金属板组成，中心轮轴具有定位沟槽22，其中，间隔片3设置在相邻的吸附基材1之间，使相邻的两吸附基材1之间形成一通道空间41，例如为平行通道。

吸附基材1设置方式如下，因角度呈现问题，请一并参考将吸附基材1转换角度后的图8b以及图1所示内容，吸附基材1包括：拨除吸附基材1两端处的上吸附材14及下吸附材15后，将吸附基材1一端的金属基材11由内电极24固定于中心轮轴2的定位沟槽22内，吸附基材1另一端的金属基材11固定于外电极56上，本发明将金属基材11固定于外电极的两片金属板之间，举例来说，使用螺栓80穿过两片金属板上的圆孔，借此将金属基材11固定于外电极56的两片金属板之间。

内电极24和外电极56通上电源后，即可让吸附基材1产热并做再生脱附。另外，除湿轮的上下两端的上轮框51和下轮框52为使用螺丝57固定于中心轮轴2的两端面上，此有利于定位吸附基材1，并且可使外电极56设置于上轮框51和下轮框52之间，外电极56与吸附基材1之间可设置一绝缘片6，以增加外电极56与吸附基材1之间的绝缘功能，组装完成的外电极56，可再于外电极56上端的螺孔81处与一第一电源线72结合，另外，于内电极24上端的螺孔82处与一第二电源线73结合，以与外部电源连接。

另外，上轮框51和下轮框52可以金属材质或塑胶材质制成，于上轮框51和下轮框52上可设置多个加强肋板54以增加轮框的结构强度，因为加强肋板54十分接近或甚至接触到吸附基材1的表面，因而可于加强肋板54的中间部位设置通气沟槽55，以避免热量集中于加强肋板与吸附基材1两者之间处，进而导致吸附基材1烧焦。

假如上轮框51和下轮框52为金属材质，则将于加强肋板54及吸附基材1接触面之间可设置绝缘板53，该绝缘板53让两者不会直接接触而产生短路的现象，同样地，可于绝缘板53中间设置一沟槽531，该绝缘板53为工程塑 胶材质制成，其材质可耐热变形温度为140℃以上。另外，假如上轮框51和下轮框52为塑胶材质，则于加强肋板54及吸附基材1接触面之间不须有绝缘板53，该上轮框51和下轮框52可为工程塑胶材质制成，其材质可耐热变形温度为140℃以上。

本发明经实验直热再生脱附能力测试结果，如图9和图10所示，其为说明本发明采用直热式加热再生脱附能力测试和传统热风式加热再生的脱附能力测试曲线图。本发明的直热式加热再生脱附仅需40分钟，也就是完成除湿的时间仅需40分钟，而较传统热风式则需约240分钟，本发明的直热式加热快了83％。如图11和图12所示，本发明的直热式加热再生能力测试结果，其加热温度至140℃仅需6分钟，且每一层除湿轮加热温度均维持在140℃，较传统热风式加热温度至140℃需40分钟，直热式加热快了85％。由上可知，经实验结果可证明本发明具有优于传统热风式再生脱附的效果。

综上所述，本发明提出的除湿轮，通过间隔片使两吸附基材间保有空气流通的通道，此有助于降低除湿轮作业时空气流动的压损，同时进行热脱附再生时，间隔片因热膨胀产生的变形缓冲功能，使得除湿轮得以保持最佳的几何形状，不至影响除湿轮的空气流动功能；通过吸附基材两端的内、外电极与外部电源连接，通过直热方式进行脱附再生程序，将有利于提升再生脱附的效果。另外，本发明所述的除湿轮完成后，可将其直接置于除湿系统的吸附塔内，将内、外电极连接外部电源，即可执行再生程序，此也使除湿系统整体架构更简易。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。