CN105264326A - 烧结炉处的管束热量回收器以及利用烧结炉和管束热量回收器的热传递方法 - Google Patents
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Abstract
<b>本发明涉及一种烧结炉上的管束热量回收器用于在至少第一流体、第二流体和第三流体之间进行热传递。在此,该管束热量回收器具有:至少一个第一管束和至少一个第二管束,该第一管束具有用于引导第一流体的第一管束入口、第一管以及第一管束出口,所述第二管束具有用于引导第二流体的第二管束入口、第二管以及第二管束出口,该管束热量回收器还具有用于引导第三流体的外管,其中第一管束和第二管束至少部分地布置在外管内部,并且-还额外地具有布置在外管内部区域中的用于沿着至少部分螺旋状的走向强制引导第三流体的流体引导***,其中该流体引导***具有至少一个第一流体引导构件。另一构思涉及带有烧结炉和管束热量回收器的热传递方法。</b>
Description
技术领域
本发明涉及一种烧结炉处的管束热量回收器。此外,提出一种利用烧结炉和管束热量回收器的热传递方法。
发明内容
本发明的任务是设计一种在能量方面更有利的烧结过程。
该任务用具有权利要求1所述特征的烧结炉处的管束热量回收器以及用具有权利要求11所述特征的利用烧结炉和管束热量回收器的热传递方法得到解决。其它有利的设计方案以及改进方案从下面的描述中获得。权利要求、说明书以及附图中的一个或多个特征能够与其中的一个或多个特征结合成本发明的其它设计方案。独立权利要求中的一个或多个特征尤其也可以通过说明书和/或附图中的一个或多个其它特征进行替代。所提出的权利要求可以仅仅理解为用于表达主题的草案,而不限制于此。
提出了一种位于烧结炉处的管束热量回收器用于在至少一个第一流体、第二流体和第三流体之间进行热传递。来自于烧结炉的热量优选通过热能从第三流体传递到至少所述第一和/或第二流体上用来加热至少所述第一流体和/或所述第二流体。所述管束热量回收器具有:
-至少一个第一管束和至少一个第二管束,该第一管束具有用于引导第一流体的第一管束入口、第一管以及第一管束出口,所述第二管束具有用于引导第二流体的第二管束入口、第二管以及第二管束出口。
用于引导第三流体的外管,其中,第一管束和第二管束至少部分地布置在外管内部。
额外地具有布置在外管(10)内部区域中的用于沿着至少局部螺旋状的走向强制引导第三流体的流体引导***,其中,该流体引导***具有至少一个第一流体引导构件。
流体这个概念在其应用在该说明书中时包括气体、液体、由气体和/或液体构成的混合物或者气体和/或液体;或者也包括气体、液体或者由气体和/或液体构成的混合物,其额外还具有悬浮物。
可以建议所述第一流体、第二流体以及第三流体具有相同的物态。例如可以提出,不仅所述第一流体、第二流体,而且所述第三流体都在使用管束热量回收器期间是气态的。然而也可以提出,例如所述第一流体和第二流体是液态的,相反第三流体是气态的。同样可以提出,在使用烧结炉处的管束热量回收器的期间在加热第一流体和/或第二流体的过程中使其改变物态。尤其可以实现液体的物态到气态的物态之间的物态的这样的变化。此外可以提出,所述第三流体在热能从第三流体传到第一流体和/或第二流体上的过程中改变其物态,尤其从气态变为液态。然而也可以提出由前面所述的或者所有其它由物态构成的混合的组合,例如汽相作为由气相与一个或多个液相和/或固相构成的不均匀的混合物。
在优选的设计方案中,用于在至少一个第二流体与第三流体之间进行热传递的管束热量回收器用于通过热能从第三流体传递到第一流体和第二流体上用来加热至少所述第一流体和第二流体。
第三流体例如可以通过烧结炉的热量优选烧结炉的废热进行加热。第一和第二流体例如可以用于预热有待烧结的产品。此外,所述烧结炉例如可以拥有预热区域,所述两个流体中的至少一个流体流入该预热区域中并且发出热量。改进方案提出,所述两个流体(第一和/或第二流体)中的至少一个流体用于独立于烧结炉加热至少一个另外的区域。
在另外的设计方案中可以提出,所述管束热量回收器用于在至少一个第一、第二和第三流体之间进行热传递,从而通过将热能从第一流体和/或第二流体传递到第三流体上来冷却至少所述第一流体和/或所述第二流体。
管这个概念在狭义上可以称作细长的空心体形式的管。管例如可以理解为圆柱形的空心体。尤其可以用管这个概念表示带有圆形横截面的管,然而也可以提出具有不同于圆形的横截面的设计方案。如此例如能够使用具有椭圆形的、矩形的或者任意其它形状的横截面的管。然而也可以提出管的其它不同于圆柱形设计的构造。在结构上特别简单的设计方案中至少按区段使用构造成线性延伸的管的圆柱形管,然而在其它设计方案中也可以提出,使用弯曲的、盘绕的和/或其它形状的管。也可以提出,管这个概念在广义上也包括管道,其除了一定数量的一个或多个管之外也还可以包括其它构件,例如管成形件、膨胀件、密封件、凸缘、螺栓件、套筒或类似器件。
管束这个概念表示以组合件组成一个单元的管的单元。所述管能够可松开地或者不可松开地相互连接。
流体引导构件这个概念表示在流体引导构件与流体接触时至少影响流体运动的构件。该流体引导构件尤其如下影响在其处流过的流体的运动,即根据流体引导构件的几何形状定向流动方向。流体引导构件例如可以是平坦的板材或者弯曲的板材。流体引导***表示流体引导构件的全体,其中,流体引导***具有至少一个第一流体引导构件。此外可以提出,所述流体引导***具有两个或者更多个流体引导构件,其中,所述流体引导构件可以相互不同,例如在其结构设计方面、其材料方面和/或其表面方面不同。在第一管、第二管和外管的界限中,一个或多个流体引导构件和/或流体***为布置在外管的内部区域内的构件的全体或者说构件。流体引导构件相对于管不设置用于或者不适合于独立地引导流体,而是以以下目标进行构造,使得引起强制引导环流所述流体构件或者说流体引导构件的流体。
所述外管例如可以构造成前面所述意义上的管。尤其例如可以如此设置,即外管构造成盒子,其具有两个端侧以及四个纵侧。该盒子例如可以构造成方形的。可以提出,第三流体流入管束热量回收器的入口设置在所述两个端侧的一个端侧中,并且第三流体从管束热量回收器中流出的出口设置在两个端侧的另外一个端侧中。然而同样可以将第三流体的入口和第三流体的出口布置在管束热量回收器的相同的或者不同的纵侧处。也可以设置用于第三流体的多个入口和/或多个出口的布置方案。
在其作为正方形盒子的示例性的设计方案中,所述外管例如可以具有四个分别平行于外管的纵向延伸方向的平坦的板材,其示出了四个纵侧。然而在另外的实施方式中例如也可以提出,所述外管在其作为正方形盒子的示例性的设计方案中具有一个板材,该板材为了构造四个分别平坦的纵侧而折边。然而也可以提出相应地布置其它数量的折边的或者不折边的板材用来设计构造成正方形盒子的外管的纵侧。
也可以并排地、优选相互靠着地布置多个盒子。
建议沿着螺旋状走向强制引导所述第三流体。螺旋状走向的概念可以理解为:在通过流体引导***引起强制引导第三流体的区域内至少可以局部地将沿着该走向的运动描述为沿直线定向的运动与单向围绕该直线的运动的叠加。例如可以如此构造围绕所述直线的运动的分量,使得其在到直线的法向平面上的投影中描绘成圆形、螺旋形、椭圆形、矩形或者也相应于不均匀图形的运动。在特殊的设计方案中例如可以提出,所述螺旋形的走向设计成沿着螺旋线的走向。强制引导的走向至少应该在管束的区域内和/或流体引导***的区段内占据螺旋形的走向。螺旋形的走向的概念可以一起包括,还给根据上面的定义的在第三流体流动时通常获得的螺旋形走向叠加了额外的运动曲线和/或轨道。
管束热量回收器的所描述的设计方案的优点是在很大程度上优化了热传递,例如相比于常规用并联的对流热交换器实现的热传递进行了优化。
在本发明的设计方案中提出,至少所述第一流体引导构件具有至少一个凹槽,该凹槽构造成用于至少一个第一管和第二管的管通道。此外可以提出,所述第一管和/或第二管通过该管通道引导。还可以提出,所述第一管和/或第二管通过管通道围住,也就是对齐封闭地包围。所述凹槽例如可以构造成孔,第一管和/或第二管置入该孔中。将第一管和/或第二管置入第一流体构件的管通道中的优点例如是,借助于流体引导构件引导第三流体同时也会引起环流至少所述第一管。将第一管和/或第二管布置到第一和/或其它流体构件的管通道中的另一优点是,除了有利地引导第三流体经过至少所述第一管和/或第二管处之外,还稳定了置入凹槽中的管以及必要时由此以其全体稳定所述管束热量回收器。
在本发明的设计方案中提出,所述第一管和第二管相互平行地定向。此外可以提出,具有至少所述第一管的第一管束以及具有所述至少第二管的第二管束同样相互平行地定向,并且第一管束的多个管或者甚至第一管束的所有管与第二管束的多个管或者甚至第二管束的所有管相互平行地定向。管束热量回收器的尽可能多的管的相互间平行的定向的优点是能够实现简单并且同时紧凑的结构。在此并且在整个说明书中以及在权利要求中,平行这个概念类似于两条直线相互间相对位置的数学方面的描述进行理解。相反,平行这个概念在使用的意义上不包含对方向的说明。
在管束热量回收器的设计方案中可以提出,所述第一流体引导构件具有至少一个板材。第一流体引导构件作为板材的设计方案还具有以下优点,即通过结构原理简化管束热量回收器的制造。在本发明意义上的板材不仅是简单平坦的板材。其例如也可以是弯曲的板材。该板材也可以是单层的或者多层的。尤其可以提出,所述板材是由金属材料制成的板材。尤其可以将板材构造成钢板。该板材同样可以备选地或者也额外地具有其它材料。例如可以对板材进行涂层,例如用陶瓷进行涂层。
在管束热量回收器的另一设计方案中可以提出,所述第一流体引导构件布置在外管的至少一个内壁处。
第一流体引导构件例如能够可松开地或者不可松开地固定在外管的内壁上。
在管束热量回收器的构造中例如可以提出将一个导向板材或者多个导向板材布置在安置在外管的内壁处和/或流体分离器处的支承装置上。例如可以将支承装置构造成固定在外管的内壁处的和/或外管内壁处的角度。如此例如可以提出,所述导向板材放在支承装置上并且要么不固定、要么(可松开或者不可松开地)固定在支承装置上。
在所述第一流体引导构件不同于可松开地固定地布置在外管内壁上的情况中获得了以下优点,即第一流体引导构件例如出于清洁缘故能够从管束热量回收器上移开。
在管束热量回收器的另一设计方案中提出,所述流体引导***具有至少一个其它的第二流体引导构件。此外,该管束热量回收器具有流体分离器,该流体分离器优选构造成板材。
例如可以提出,所述流体分离器构造成弯曲的板材。由此例如能够实现所述流体分离器围绕各个管弯曲。
然而此外同样可以提出,所述流体分离器构造成平坦的板材板。由此尤其获得了管束热量回收器的特别简单的结构构成的优点连同简单的并且由此成本低廉的制造以及必要时也简单实现维护的优点。
例如同样可以提出,将流体分离器布置在第一管和第二管之间。
在特殊的设计方案中可以提出,所述流体分离器布置在第一管束和第二管束之间。
同样可以提出,所述流体分离器布置在第一流体引导构件和第二流体引导构件之间。布置在第一流体引导构件和第二流体引导构件之间的流体引导构件的优点是,实现了第三流体能够如此沿着螺旋状的走向得到强制引导,从而至少几乎均匀地环流至少所述第一管和第二管,以及在具有多于仅仅所述管的设计方案中的所有管,并且由此能够以均匀并且有效的方式实现从第三流体到第一流体和第二流体以及到其它必要时还存在于其它管中的流体上的热传递。
同样可以提出,所述流体分离器布置在第一管和第二管之间,并且流体分离器同样布置在第一流体引导构件和第二流体引导构件之间。
在另一设计方案中可以提出,所述流体分离器布置在位于第一管束和第二管束之间的区域内,并且实现第三流体从第一管束的区域回流到第二管束的区域。所述流体分离器在第一管束和第二管束之间的区域内的布置方案引起流体首先经过第一管束的管处并且随后经过第二管束的管处,或者反过来引导。通过布置第一管束和第二管束以及流体分离器在外管内部区域中并且用同时布置流体分离器在第一管束和第二管束之间的区域内,引起位于外管中的流体引导通过第一管束处之后强制返回流动从而接下来流过第二管束处。
所描述的结构证实在操作方面是特别有利的。尤其在必要时要求的拆卸以及随后的装配中这可以是有利的。通过由流体分离器引起的管束的按组的分离,也实现了螺旋状的走向继续到达管束入口和管束出口的高度,并且甚至超过该高度。
此外可以提出所述第一管束入口和第二管束入口布置在外管的相同的端部上。在将第一管束入口和第二管束入口布置在外管的相同端部上时引起位于第一管束中的第一流体和位于第二管束中的第二流体沿着相同的或者至少基本上相同的方向流动。第一流体和第二流体沿着相同的或者基本上相同的方向流动的优点是,实现了沿着热平衡的方向热能的特别有效的输送。在足够慢的输送中实现了或者几乎实现了所述第一流体和第二流体在相应达到第一管束出口或者第二管束出口时具有相同的或者基本上相同的温度。所述管束热量回收器在这种设计方案中的优点例如是,已经用管束热量回收器的非常简单的结构实现了不同的材料流加热或者冷却到相同的目标温度上。
在另一设计方案中可以提出,所述外管具有矩形的或者基本上矩形的横截面。具有矩形横截面这个概念至少基本上如下理解,即沿着外管的纵向延伸方向该外管至少按区段具有如下横截面,该横截面具有矩形的横截面或者近似矩形的横截面。此外,外管的基本上矩形的横截面这个概念如下理解,即基本上矩形的横截面至少存在在外管垂直于其纵向延伸方向的剖面中。倒圆的或者椭圆的角不与基本上矩形的横截面这个概念冲突。通过外管的基本上矩形的横截面能够引起实现管束热量回收器的简化的结构。
由此例如能够如此设计所述管束热量回收器的结构,使得管束热量回收器的外管由四个平坦的板材构成,所述板材是外管的外罩。
本发明的另一构思能够根据上面所描述的管束热量回收器进行应用或者独立于上面所描述的管束热量回收器进行应用,该构思涉及利用烧结炉以及管束热量回收器的热传递方法。
所述热传递方法是利用烧结炉和管束热量回收器、利用在至少一个第一流体、第二流体和第三流体之间的热传递的热传递方法。第一流体和第二流体例如能够至少沿着管束热量回收器的区段相互平行地引导,其中,第三流体在其沿着管束热量回收器的纵向延伸方向流动时借助于流体引导***沿着螺旋形的走向得到强制引导。
在此,在已经描述过的意思中理解螺旋形的走向这个概念。
热传递方法在优选的设计方案中能够通过热能从第三流体到第一流体和第二流体上的过渡用于加热至少所述第一流体和第二流体,方法是第一流体导入第一管束并且第二流体导入第二管束,其中,第一和第二流体具有比导入外管的第三流体低的温度。
此外可以提出,所述第三流体环流至少一个引导第一流体的管和/或至少一个引导第二流体的管。
此外可以提出,环流引导第一流体和/或第二流体的管引起第三流体的流动湍流增加。尤其可以提出,每个空间中引导第一流体的管的数量和/或引导第二流体的管的数量足够多,使得第三流体的流动变成湍流。第三流体的流动湍流的增加具有以下优点,即从第三流体到第一流体和/或第二流体上的热传递能够更有效地进行。由此,尤其也可以提高热传递的效率。这尤其通过以下方法实现,即流动湍流的增加引起了很大程度上均匀地环流所述引导第一流体和/或第二流体的管。
优选使得所有在管束热量回收器内部的、优选所有至少局部位于管束热量回收器的外管内部的管均匀地被第三流体环流。
在本发明的另一设计方案中可以提出,所述第一流体和第二流体沿着基本上相同的方向进行引导。
在本发明的另一设计方案中可以提出,所述第三流体具有反向于第一流体和第二流体的流动方向的方向分量。由此将反流热量传递方法的原理与所描述的热量传递方法进行组合。这种设计方案的优点可以是提高热传递的效率。
优选所述热传递方法用于加热第一流体和/或第二流体。这能够通过以下方法实现,即第三流体在其进入热交换器的进入位置处的温度高于第一流体在第一管束入口处的温度以及第二流体在第二管束入口处的温度。作为例子提出了本发明的另一构思,即借助于流过管束热量回收器的作为第三流体的烧结炉废气实现了对至少第一流体和第二流体的加热。
例如可以提出,利用烧结炉的热传递方法用在烧结带炉的设计方案中并且在布置在预热区域和烧结区域之间的过渡区域的范围内的烧结带炉中获取第三流体。该第三流体在这种情况下例如可以是保护气体,该保护气体在烧结区域的范围内进入烧结带炉中并且沿着预热区域的方向流动并且加热。除了加热之外,也例如由于在烧结有待烧结的构件时排出的颗粒而弄脏保护气体。
尤其可以提出将热传递方法构造成预热方法。将热传递方法作为预热方法的构造方案尤其包括,所述第一流体和/或第二流体是气体并且其为了随后在烧结炉处理中的使用例如为了在烧结带炉中烧结构件而进行预热。
然而同样可以实现,为流体的其它存在的温度设置使用管束热量回收器。例如可以通过第一和/或第二流体设置加热第三流体。例如可以提出,通过第一管束引导的第一流体和/或通过第二管束引导的第二流体分别在其进入相应管束的位置处具有比第三流体在其进入管束热量回收器时较高的温度。由此,在这种布置方案中例如可以提出将管束热量回收器用作冷却***的组成部分。
附图说明
其它有利的设计方案以及改进方案从下面的附图中获得。然而,从附图中获得的细节以及特征不限制于此。更确切地说,一个或多个特征能够与上面描述中获得的特征中的一个或多个特征结合成新的设计方案。下面的实施方式尤其不用作对各个保护范围的限制,而是解释各个特征以及其相互间可能的相互作用。
附图示出:
图1:管束热量回收器的示例性的设计方案的透视图,
图2:管束热量回收器的侧视图,
图3:管束热量回收器的另一设计方案的侧视图,
图4:管束热量回收器的另一设计方案的侧视图,
图5:管束热量回收器的另一设计方案的侧视图,
图6:管束热量回收器的另一设计方案的侧视图。
具体实施方式
在图1中示出了以具有总共四个管束的设计方案的管束热量回收器1。该管束热量回收器通过外管10界限,该外管在所示出的设计方案中构造成由四个相互垂直定向的板材形成的盒子,其中,在所示出的视图中仅仅示出了所述板材中的两个。在管束热量回收器1的所示出的构造中,所述外管的高度h大于延伸量b
1
和b
2
。
例如可以提出,所述高度h具有200mm和10000mm之间范围内的值,优选在500mm和2500mm之间,特别优选在1900mm和2100mm之间的值。在一种设计方案中提出,所述高度h具有2000mm的值。
此外可以提出,所述延伸量b
1
具有100mm和2000mm之间的值,优选在500mm和1500mm之间,特别优选具有700mm和900mm之间的值。在特殊的设计方案中可以提出,所述延伸量b
1
具有800mm的值。
还可以提出,所述延伸量b
2
具有大约50mm和大约1000mm之间范围内的值,优选在大约100mm和大约500mm之间,特别优选具有150mm和250mm之间的值。在特殊的设计方案中可以提出,所述延伸量b
2
具有200mm的值。
第一管束2和第二管束6通过构造成平坦的板材以及构造成中间隔墙的流体分离器14相互分开,其中,该流体分离器14沿着管束热量回收器1的纵向延伸至少构造得与该纵向延伸一样长或者比该纵向延伸长。所述流体分离器14的宽度延伸小于外管10的宽度延伸b
1
,从而不用外管10的侧壁封闭所述流体分离器14。在流体分离器14的两个表面上布置了第一流体引导构件11以及第二流体引导构件13。该第一流体引导构件11和第二流体引导构件13例如如此布置在管束热量回收器1上,从而不仅第一流体引导构件11而且第二流体引导构件13垂直于流体分离器14竖立地定向。
在沿顺时针环绕流动方向17的旋转方向上,所述第一流体引导构件11和第二流体构件13与流体分离器14共同作用地形成了螺旋形的走向。沿着该螺旋形的走向强制引导位于管束热量回收器1中的以及管束外部的通过外管开口19进入管束热量回收器1中的流体或者说流体流。因为流体分离器14沿着管束热量回收器1的外管10的宽度延伸方向的延伸长度小于管束热量回收器1的外管10的延伸长度,实现这种强制引导。通过在延伸中的这种差别,在流体分离器的侧面边缘与外管的内表面之间获得了开口,通过该开口在管束热量回收器的在所示出的设计方案中垂直于流体分离器14定向的侧壁附近引起了第三流体在至少一个通道内部的反向运动,该通道也例如包含轨道20。相反,该轨道20通常不与第三流体的流动走向一致。更确切地说,在包围轨道20的通道内部实现了第三流体的流动,该通道通过管束热量回收器1的内壁以及流体引导构件和流体分离器14进行界限。除了第三流体的通过轨道20所示的上一级的流动方向之外,还实现了沿着其它方向指向的流动,其中,实现了尤其涡轮状的流动,通过布置在外管10内部的管束有利于该流动。
所述第一管束2具有第一管束入口3,第一流体能够流入其中。
例如可以提出,所述第一管束入口具有大约8mm和大约300mm之间的值的直径,优选在大约10mm和大约100mm之间,特别优选在大约20mm和大约50mm之间。
第一管束入口的直径的上面所述的值也可以是典型地为其它管束入口和/或管束出口设置的值。
此外,所述第一管束2具有12个管,所述管分别相互平行地并且同时平行于管束热量回收器1的所有外壁地从其开端朝着导向第一管束出口5的分配管的方向延伸。12个管包围第一管4。
例如可以提出,第一管具有大约8mm和大约300mm之间的值的直径,优选在大约10mm和大约100mm之间,特别优选在大约20mm和大约50mm之间。
所述第一管4穿过第一流体引导构件11,方法是其由构造成孔的凹槽12完全包围并且在所示出的设计方案中甚至围住。通过在所示出的设计方案中所述第一管以及所有其它的管由流体引导构件的凹槽围住,例如从而引起在很大程度上避免了通过流体引导构件的凹槽的流体流。此外,在管束热量回收器1的所示出的设计方案中如此度量所述流体引导构件,使得流体引导构件在其四个边缘的每个边缘上与外管10的内表面对齐地封闭。通过流体引导构件与外管10的内表面的这种对齐的封闭并且通过第一管4以及所有其它管被流体引导构件的凹槽围住,从而引起尽可能有效地实现第三流体沿着螺旋状走向的强制引导。此外,可以在管束热量回收器1的其它设计方案中提出,一个或多个流体引导构件与外管10的一个或多个内壁非对齐地封闭,并且/或者一个或多个凹槽不围住相应待容纳的管,而是该凹槽具有比管在该凹槽的位置上的横截面大的表面。从图1中不能看到的第一流束出口5中实现流出第一流体。
可以提出,所述流体引导构件在具有构造成盒子的外管10的管束热量回收器1中与端侧围成了5度和60度之间的角度,优选在10度和30度之间,特别优选在15度和25度之间。
在一种设计方案中,所述角度可以在17.5度和20度之间的范围内。
尤其可以提出,所述流体引导构件的斜率,也就是由流体引导构件和端侧围成的角度对于热量回收器的所有流体引导构件来说都是相同的。
所述第二管束6、第二管束入口7、第二管8以及第二管束出口9在所示出的设计方案中类似于第一管束2、第一管束入口3、第一管4以及第一管束出口5进行设计,并且由此具有相同的构造。所述第二管8以及第二管束6的其它十一个管由存在于第二流体引导构件13中的凹槽包围。所述第一流体引导构件11和第二流体引导构件13共同地与其它流体引导构件15、16一起与流体分离器14以及外管10共同作用地形成了用于强制引导第三流体的***,该第三流体在所示出的示例性的设计方案中沿着箭头17进入管束热量回收器1中。第二流体沿着箭头18通过第二管束入口7进入第二管束6中,而第一流体通过第一管束入口3进入第一管束2中。
图2在侧视图中能够获得类似于图1中所示的管束热量回收器1。通过侧视图的图示,尤其也可以很好地获得图2的轨道20的走向,其示例性地说明了螺旋状走向的构造。
图3在侧视图中能够获得管束热量回收器1的另一构造。如管束热量回收器的在图1和图2中所示的设计方案,管束热量回收器的在图3中所示的构造除了外管10之外也具有第一管束的第一管4、第二管束的第二管8以及其它管束的第三管。此外,所述管束热量回收器具有流体引导***,其中,流体引导构件11以及其它流体引导构件构造成平坦的板材,其沿着管束热量回收器1的纵向延伸方向分别相互错开并且垂直于外管10的壁进行构造。所述管束热量回收器1在所示出的设计方案中具有图3中没有示出的流体分离器,该流体分离器布置在所示出的流体引导构件后面的平面内,然而第一管束与第二管束没有相互分开。所示出的三个管配属于三个不同的管束,其中沿着所示出的箭头21、22和23分别导入构造成材料流的流体。在管束热量回收器的下面的入口处沿着箭头24延伸地导入第三流体,该第三流体具有反向于沿着箭头21、22和23延伸的方向的运动分量。第三流体在外管内部沿着螺旋状的走向围绕三个管流动,沿着所示出的箭头21、22和23流动的流***于所述三个管中,从而在第三流体和位于管中的流体之间引起最佳的热传递。
从图4中可以获知在图3中所示的管束热量回收器1的另一构造。管束热量回收器的在图4中所示的构造与图3中所示的设计方案的不同之处尤其在于以下方面,即四个平行的管作为不同管束的组成部分布置在外管10内部,使得四个不同的材料流分别沿着箭头25、26、27以及29流动地与第三流体进行热量交换,该第三流体沿着通道流动,轨道29也位于其中。
从图5中可以获知管束热量回收器1的另一设计方案。在图5中所示的管束热量回收器示例性地具有四个布置在外管10内部的管,此外还具有在所示出的视图中分配给四个不同的管束的第一管8和第二管4。沿着箭头30、31、32和33将四个不同的构造成材料流的流体导入四个布置在外管内部的管中。其它设计成材料流的第三流体沿着相反方向运行地沿着引导件导入管束热量回收器中,在该引导件中也存在轨道34。在外管10内部还布置了流体引导***,其包括流体引导构件,该流体引导构件作为大致以四分之三圆形构造的平坦板材的流体引导构件布置在外管内部。在流体引导构件内部以及在流体引导构件11中清楚地存在凹槽12,在该凹槽内部布置了第二管8。流体引导构件的全体形成了流体引导***。在管束热量回收器的从图5中获知的设计方案中,所有可见的流体引导构件具有相同的形状并且相互间如此沿着平行的定向进行布置,使得通过每个所述流体引导构件的中点的线条形成平行于外管边界的直线。每个所述流体引导构件相对于相应下一个流体引导构件旋转90度的角度,其中,沿着管束热量回收器的纵轴线的旋转方向保持相同。通过这种设计实现了沿着螺旋状的走向强制引导第三流体。由此使得第三流体尽可能均匀地引导经过所有位于外管内部的管处,从而能够实现热量在第三流体与位于管内部的流体之间的很好的过渡。
管束热量回收器1的在图6中所示的设计方案如下类似于图5中所示的设计方案,即管束热量回收器1的在图6中所示的设计方案也具有外管10,该外管具有圆形的横截面。然而除了第一管4和第二管8之外,在图6中所示的管束热量回收器仅仅具有一个另外的管。作为与图5中所示的管束热量回收器的共同点,即使在图6所示的管束热量回收器中也为另一管束分配了每个布置在外管内部的管。每个流体引导构件的设计方案以及流体引导构件11的设计方案类似于图5中所示的管束热量回收器1的流体引导构件的设计方案。与管束热量回收器1的图5中所示的设计方案不同的是,构造流体引导***的流体引导构件在图6中所示的管束热量回收器1中没有旋转90度,而是旋转了180度。尤其也与管共同作用,也通过流体引导***的这种构造强迫引导在外管内部围绕位于外管内部的管导向的流体。作为例子实现了例如沿着通道强制引导导入下面开口中的第三流体,所述通道通过所示出的箭头38和39表示。在该构造中结果也获得了在外管10内部的管的非常均匀的环流的构造并且由此获得了热量在第三流体与沿着箭头35、36和37导入相应位于外管10中的管的第一流体、第二流体与第四流体之间非常良好的过渡。
Claims (15)
1.用于至少第一流体、第二流体和第三流体之间的热传递的管束热量回收器(1),优选用于通过热能从所述第三流体到所述第一流体和所述第二流体上的传递来加热至少所述第一流体和所述第二流体,其中,所述管束热量回收器(1)布置在烧结炉处,所述管束热量回收器(1)包括:
-至少一个第一管束(2)和至少一个第二管束(6),所述第一管束(2)具有用于引导所述第一流体的第一管束入口(3)、第一管(4)以及第一管束出口(5),所述第二管束(6)具有用于引导所述第二流体的第二管束入口(7)、第二管(8)以及第二管束出口(9),
-用于引导所述第三流体的外管(10),其中,所述第一管束(2)和所述第二管束(6)至少部分地布置在所述外管(10)内部,并且
-额外地包括布置在所述外管(10)的内部区域中的用于沿着至少局部螺旋状的走向强制引导第三流体的流体引导***,其中,所述流体引导***具有至少一个第一流体引导构件(11),
其中,所述第三流体是流动的烧结炉废气。
2.按权利要求1所述的管束热量回收器(1),其中,至少所述第一流体引导构件(11)具有至少一个凹槽(12),所述凹槽构造成用于至少所述第一管(4)的管通道。
3.按权利要求1或权利要求2所述的管束热量回收器(1),其特征在于,所述第一管(4)和所述第二管(8)相互平行地定向。
4.按上述权利要求中任一项所述的管束热量回收器(1),其特征在于,所述第一流体引导构件(11)具有至少一个优选平坦的板材。
5.按上述权利要求中任一项所述的管束热量回收器(1),其特征在于,所述第一流体引导构件(11)布置在所述外管(10)的至少一个内壁处。
6.按上述权利要求中任一项所述的管束热量回收器(1),其特征在于,所述流体引导***具有至少一个另外的第二流体引导构件(13),并且该管束热量回收器具有至少一个优选构造成板材的流体分离器(14),并且所述流体分离器
-布置在所述第一管(4)和所述第二管(8)之间,并且/或者
-布置在所述第一流体引导构件(11)和所述第二流体引导构件(13)之间。
7.按权利要求6所述的管束热量回收器(1),其特征在于,所述流体分离器(14)布置在位于所述第一管束(2)和所述第二管束(6)之间的区域内,并且实现从所述第一管束(2)的区域倒流到所述第二管束(6)的区域。
8.按上述权利要求中任一项所述的管束热量回收器(1),其特征在于,所述第一管束入口(3)和所述第二管束入口(7)布置在所述外管(10)的相同的端部上。
9.按权利要求1到7中任一项所述的管束热量回收器(1),其特征在于,所述第一管束入口(3)和所述第二管束入口(7)布置在外管(10)的相反的端部上。
10.按上述权利要求中任一项所述的管束热量回收器(1),其特征在于,所述外管(10)具有矩形的、基本上矩形的、椭圆形的或者圆形的横截面。
11.利用烧结炉和管束热量回收器(1)、尤其按权利要求1到10中任一项所述的管束热量回收器(1)、利用至少第一流体、第二流体和第三流体之间的热传递的热传递方法,优选用于通过热能从所述第三流体到所述第一流体和所述第二流体上的传递来加热至少所述第一流体和所述第二流体,其中,所述第一流体和所述第二流体分开并且至少沿着区段相互平行地引导,并且其中,所述第三流体在其沿着管束热量回收器的纵向延伸方向流动时借助于流体引导***基本上沿着螺旋形的走向进行强制引导。
12.按权利要求11所述的热传递方法,其特征在于,所述第三流体具有相反于所述第一流体和所述第二流体的流动方向的方向分量。
13.按权利要求11或权利要求12所述的热传递方法,其特征在于,所述第三流体环流至少一个引导所述第一流体的管(4)和/或至少一个引导所述第二流体的管(8)。
14.按权利要求11到13中任一项所述的热传递方法,其特征在于,环流所述引导第一流体和/或第二流体的管(4、8)引起第三流体的流动湍流增加,从而在很大程度上均匀地环流所述引导第一流体和/或第二流体的管(4、8)、优选所有位于管束热量回收器内部的管。
15.将管束热量回收器在烧结炉处用于优选借助于按权利要求11到14中任一项所述的热传递方法、借助于作为第三流体流过管束热量回收器的烧结炉废气加热至少第一流体和第二流体的应用。
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