DE1601130C3 - Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen einem gasförmigen Strömungsmedium und körnigem bzw. stückigem Material - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen einen gasförmigen Strömungsmedium und körnigem bzw. stückigem Material, die als senkrechter, an einen Füllschacht angeschlossener Schacht ausgebildet ist, in dessen Innerem ein satteldachartiger, mit Öffnungen versehener Verteilerkörper, ein darunter angeordneter, aus konvergierenden, mit Öffnungen versehenen Wänden gebildeter Materialsammler und ein Austragsteil vorgesehen sind, und der mit Zu- und Abströmkanälen für das Strömungsmedium versehen ist.

Die in letzter Zeit häufig eingesetzten schachtförmigen Wärmeaustauscher zum Erwärmen oder Kühlen von körnigen oder stückigen Materialien besitzen in der Regel an ihrem Oberteil eine Eintrageinrichtung für die Schüttgüter, einen Wärmetauscherraum im mittleren Teil, in dem der Wärmeübergang vom oder zum Strömungsmedium erfolgt sowie einen Materialaustrag an seinem unteren Ende. Um den Wärmeaustausch und damit die Effektivität von Wärmetauscher-Schächten zu vergrößern, sind bereits unterhalb des Füllschachtes mittig angeordnete dachartige Treppenroste bekannt, die als Verteilerkörper für das eingetragene Schüttgut wirken und ein schnelles Durchfallen des Schüttgutes durch den Schacht bzw. ein Zusammenpressen und damit ein übermäßiges Erhöhen des Strömungswiderstandes verhindern sollen. Derartige treppenartige Vcrteilcrroste können in mehreren übereinander angeordneten getrennten Kammern vorgesehen sein, die jeweils vom Strömungsmedium nacheinander oder in Parallelschaltung durchströmt werden. Da für jede der einzelnen Wärmetauscherkammern nur jeweils ein seitlicher Anschluß zum Einleiten bzw. Abziehen des Strömungsmediums vorgesehen ist, ist bei dieser bekannten Vorrichtung eine feinfühlige Behandlung des Schüttgutes, insbesondere chemisch oder physikalisch empfindliche Materialien, nicht möglich. Vielmehr werden sich innerhalb der auf dem Verteilerrost abgelagerten Schichthöhen sogenannte Strömungsbahnen ausbilden, in denen ein großer Anteil an Strömungsmedium abströmt, ohne daß eine gleichmäßige und intensive Berührung zwischen den Strömungsmedien und den Materialkörnern eintritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art von verbesserter Verschleißfestigkeit seiner mechanisch besonders beanspruchten Teile zu schaffen, in welchem das Schüttgut in Ströme von vergleichsweise geringer Schichtdicke aufgeteilt wird und jeder Teilstrom von einem in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Schüttgutes dosierbaren gasförmigen Medium durchströmt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der obere Abschluß des dachartigen Verteilerkörpers als ebene Platte ausgebildet ist, die mit dem unteren Rand des Füllschachtcs zu beiden Seiten der Platte liegende Einlauföffnungen für das Schüttgut bildet, wobei unmittelbar neben diesen Einlauföffnungen je ein Abzugskanal, unterhalb der Verteilerplatte ein weiterer Abzugskanal und neben jeder der beiden Wände des Materialsammlers je ein Zuströmkanal für das Strömungsmedium in den Stirnflächen des Schachtes münden.

Aus der den oberen. Abschluß des dachartigen Verteilerkörpers bildenden ebenen Platte bildet sich ein Materialkegel, der einen wirksamen Verschleißschutz der Platte darstellt. Dabei ist vorteilhafterweise die Platte so groß ausgeführt, daß die Einlauföffnungen zu ihren beiden Seiten Schüttgut-Teilströme von relativ geringer Schichthöhe ergeben. Im Gegensatz zu den bekannten Wärmetauschern besteht beim Erfindungsgegenstand die Möglichkeit, die Kühl- bzw. Heizgase zwangsweise in den doppelt kegelförmigen Innenraum des Verteilerkörpers einzuziehen und einen jeweilig beliebig dosierbaren Teil durch die seitlichen Stutzen:abzusaugen. Die Anordnung je eines Gaskanals unmittelbar neben jeder _der Verteiler- bzw. Sammlerwände führt in Verbindung mit dem mittleren Abzugskanal zu einer äußerst wirksamen regulierbaren Gasströmung durch die Schüttgutströme. Auf Grund der relativ geringen Schichtdicke der Schüttgut-Teilströme und in der dadurch bedingten größeren Fließgeschwindigkeit der Schüttmaterialien werden weitgehend alle Einzelkörner kurzzeitig von den Kühlgasen umströmt, was einen intensiven Wärmeaustausch zur Folge hat. Bevorzugte Strömungsbahnen der Gase, wie sie sich bei langsam rieselnden Schüttgütern einstellen, werden auf diese Weise sicher vermieden. Auf Grund der Anordnung mehrerer Zu- und/oder Abströmkanäle für das gasförmige Medium können ferner die Verfahrensbedingungen in Abhängigkeit von den zu kühlenden und/oder aufzuheizenden Materialien feinfühlig eingestellt werden.

Diese können nach einer vorteilhaften Weiterbil-

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dung des Erfindungsgegenstandes noch dadurch ver- den Raum des Füllschachtes eingreifender Matebessert werden, daß die untere Kante des Füllschach- rial-Leitkörper 12 angeordnet. Der in den Raum des tes gegenüber der oberen Kante des senkrechten Austragteils 3 hineinragende Abschnitt dieses Leit-Schachtes nach unten versetzt und an der inneren körpers 12 und auch der Austragteil 3 weisen eine Wandfläche des unteren Teiles dieses Füllschachtes 5 zum Aufhalten des Materials im Raum des Austragein Schieber zur Änderung des Materialdurchsatz- endes geeignete Wellenform auf. Außerhalb der querschnittes einstellbar gelagert ist. oberen Kante des Austragteils 3 ist an diese eine

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Schurre 13 angeschlossen, der gegenüber die schräge

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher Wand des senkrechten Schachtes 1 liegt, wobei diese

erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematisch dar- xo Schurre mit dieser schrägen Wand einen Auslaß für

gestellten senkrechten Querschnitt durch eine War- Flugstaub aus dem Sammler 8 bildet,

mevorrichtung mit einem Verteilerkörper und Mate- Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet bei ih-

rialsammler, einem unter dem Verteilerkörper ange- rer Verwendung als Kühlvorrichtung wie folgt:

brachten und mit dem unteren Teil in den Raum des Das zur Abkühlung bestimmte Material »fließt«

Austragteils eingreifenden Leitkörper für das Mate- 15 durch den Füllschacht 2 in den Arbeitsraum des

rial zur Materialabführung. Die Wärmevorrichtung senkrechten Schachtes 1 und staut sich teilweise auf

ist als senkrechter Schacht 1 mit einem Füllschacht 2 der Wand der Verteilerplatte 5 des Verteilerkör-

im oberen Teil und mit einem Austragteil 3 zur Ab- pers 4. Durch die Spalte zwischen den Platten des

führung des abgekühlten Produkts ausgebildet. * Verteilerkörpers und der unteren Kante des einstell-

In dem Arbeitsraum des senkrechten Schachtes 1 20 baren Schiebers 7 im Füllschacht 2 gelangt das Mateist unmittelbar unterhalb des Füllschachtes 2 ein Ma- rial längs der Wände des Verteilerkörpsrs 4 nach unterial-Verteilerkörper 4 vorgesehen. ten zu der Wand des senkrechten Schachtes 1.

Der Verteilerkörper 4 hat die Form eines abge- Gleichzeitig mit der Abwärtsbewegung des Matestumpften Flächen- oder Satteldaches mit zwei schrä- rials strömen durch die Öffnungen 6 in den Wänden gen, mit Öffnungen versehenen bzw. aus gestaffelten 25 des Verteilers Gase, welche in diesem Gebiet zur Ab-Stufenleisten bestehenden Platten, die oben mit einer kühlung des Materials dienen. Die vom Material erwaagerechten Verteilerplatte 5 verbunden sind. Diese wärmten Gase treten aus dem Raum innerhalb des Verteilerplatte 5 schließt mit den schrägen Platten senkrechten Schachtes zwischen den Wänden des des Verteilerkörpers 4 einen stumpfen Winkel ein. Verteilerkörpers 4 und den Seitenwänden des senk-Die Platten des Verteilerkörpers 4 bzw.die Stufenlei- 30 rechten Schachtes 1 durch die Stutzen 11 aus.
sten sind an den Stirnwänden des senkrechten Die überflüssige Gasmenge wird bei dem Küh-Schachtes 1 befestigt. Die untere, oberhalb des Ver- lungsprozeß sofort aus dem Raum des senkrechten teilerkörpers 4 liegende Kante des Füllschachtes 2 ist Schachtes 1 unter der Verteilelplatte 5 durch den gegenüber der oberen Kante des senkrechten Schach- Abzugskanal 11 α abgeführt.

tes 1 nach innen versetzt. An der inneren Wand des 35 Das bereits teilweise abgekühlte Material gelangt

unteren Teiles des Füllschachtes 2 ist ein einstellba- an die Wände des Sammlers 8, von denen es in den

rer Schieber 7 vorgesehen, der eine Änderung des Raum des Austragteils 3 geleitet wird.

Durchsatzquerschnitts für das über den Verteilerkör- Das im Sammler befindliche Material wird von

per abwärts gleitende Material gestattet. An der den aus dem Zuströmkanal 10 kommenden Gasen

Wand des senkrechten Schachtes 1 ist der Material- 40 durchströmt. Das Abströmen der unter den Ver-

sammler8 befestigt. Dieser Materialsammler 8 ist teilerkörper 4 strömenden Gase aus dem Auslaßende

derart angeordnet, daß eine obere Kante in einer ho- wird durch den Leitkörper 12 verhindert. Die feine-

-Λ . rizontalen Ebene unter der unteren Kante der Platten ren Materialpartikeln, die durch den Sammler 8 hin-

-'.' des Verteilerkörpers 4 liegt. In dem Sammler 8 sind durchfallen, werden in dem Raum der Schurre 13

ebenfalls Öffnungen 9 zur Gasführung vorgesehen. 45 unter der anliegenden Wand aufgefangen, aus dem

In der Stirnwand des senkrechten Schachtes 1 zwi- sie nachher zur weiteren Behandlung abgeführt wer-

schen dem Sammler 8 und der ihm gegenüberliegen- den.

den Seitenwand des Schachtes sind Zuströmkanäle Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden

10 zur Gaszuführung zu dem Wärmetauscherraum das Gewicht des Verteilerkörpers sowie auch des

und zwischen den Platten des Verteilerkörpers 4 und 5° senkrechten Schachtes und dadurch auch die Erzeu-

der gegenüberliegenden Seitenwand des senkrechten gungs- und Erhaltungskosten herabgesetzt, was Vom

Schachtes 1 Abzugskanäle 11 zur Gasabführung aus ökonomischen Standpunkt von Vorteil ist.

dem Raum vorgesehen. Durch die Anordnung der vorzugsweise waage-

Im Raum des senkrechten Schachtes 1 unter der rechten Material-Verteilerplatte auf den geneigten

Verteilerplatte 5 des Verteilerkörpers 4 ist in der 55 Platten des Verteilerkörpers wird die Lebensdauer

Stirnwand dieses senkrechten Schachtes 1 ein weite- dieses Verteilerkörpers erhöht, da der mittlere Teil

rer Stutzen 11 α zur Abführung überflüssiger Gas- dieses Körpers samt Spitze durch das sich auf der

menge vorgesehen. Verteilerplatte stauende Material ersetzt wird, so daß

An die untere Kante des Sammlers 8 mit Gas- dieser Teil der Einrichtung, der sonst am meisten durchtrittsöffnungen 9 ist die obere Kante des Aus- 60 dem schleifenden Angriff durch das zu behandelnde

tragteils3 angeschlossen. Unter dem Material-Ver- Material ausgesetzt wird, geschützt ist und keiner teilerkörper 4 ist in dem senkrechten Schacht ein in Unterhaltung oder Auswechselung bedarf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

P atentansp rüche:

1. Vorrichtung zum Wärmetausch zwischen einem gasförmigen Strömungsmedium und körnigem bzw. stückigem Material, die als senkrechter, an einen Füllschacht angeschlossener Schacht ausgebildet ist, in dessen Innerem ein satteldachartiger, mit Öffnungen versehener Verteilerkörper, ein darunter angeordneter, aus konvergierenden, mit Öffnungen versehenen Wänden gebildeter Materialsammler und ein Austragteil vorgesehen sind und der mit Zu- und Abströmkanälen für das Strömungsmedium versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschluß des dachartigen Verteilerkörpers (4) als ebene Platte (5) ausgebildet ist, die mit dem unteren Rand des Füllschachtes (2) zu beiden. Seiten der Platte (5) liegende Einlauföffnungen für das Schüttgut bildet, wobei unmittelbar neben diesen Einlauföffnungen je ein Abzugskanal (H), unterhalb der Verteilerplatte (5) ein weiterer Abzugskanal (Ha) und neben jeder der beiden Wände des Materialsammlers je ein Zuströmkanal (10) für das Strömungsmedium in den Stirnflächen des Schachtes (1) münden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kante des Füllschachtes (2) gegenüber der oberen Kante des senkrechten Schachtes (1) nach unten versetzt und an der inneren Wandfläche des unteren Teiles dieses Füllschachtes (2) ein Schieber (7) zur Änderung - des Materialdurchsatzquerschnittes einstellbar gelagert ist.

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