EP0004081A2 - Schachtkühler - Google Patents

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EP0004081A2
EP0004081A2 EP79100708A EP79100708A EP0004081A2 EP 0004081 A2 EP0004081 A2 EP 0004081A2 EP 79100708 A EP79100708 A EP 79100708A EP 79100708 A EP79100708 A EP 79100708A EP 0004081 A2 EP0004081 A2 EP 0004081A2
Authority
EP
European Patent Office
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cooling
shaft
cooler according
cooling channels
shaft cooler
Prior art date
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EP79100708A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0004081B1 (de
EP0004081A3 (en
Inventor
Otto Heinemann
Rainer Philipp
Heinz-Herbert Schmits
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Original Assignee
Krupp Polysius AG
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Publication date
Application filed by Krupp Polysius AG filed Critical Krupp Polysius AG
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Publication of EP0004081A3 publication Critical patent/EP0004081A3/xx
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/04—Tubular elements of cross-section which is non-circular polygonal, e.g. rectangular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D15/00—Handling or treating discharged material; Supports or receiving chambers therefor
    • F27D15/02—Cooling
    • F27D15/0286—Cooling in a vertical, e.g. annular, shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0058—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for only one medium being tubes having different orientations to each other or crossing the conduit for the other heat exchange medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0045—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for granular materials

Definitions

  • the invention relates to a shaft cooler with material supply at the upper end and material discharge at the lower end, containing in the interior of the shaft a number of cooling ducts arranged at a mutual distance and carrying a cooling medium.
  • Such a shaft cooler is an indirectly acting cooler, i.e.
  • the material to be cooled, in particular fine-grained to coarse material coming from a kiln e.g. cement clinker
  • a gaseous cooling medium in particular cooling air
  • this cooling medium does not have to be freed of carried particles after leaving the cooler by separate separating devices.
  • the invention is therefore based on the object of improving a shaft cooler of the type mentioned in such a way that, with a particularly favorable thermal efficiency, largely uniform cooling of the material to be cooled can be achieved with cooling ducts which are relatively simple to produce.
  • This object is achieved according to the invention by profiling the generally approximately vertically oriented cooling ducts in such a way that the product flow zones present between adjacent cooling ducts have an axis which deviates several times from the straight, vertical profile.
  • the cooling goods sliding down between the cooling channels in the material flow zones are intensively circulated several times over their entire vertical path, so that all the cooling goods particles repeatedly have intensive contact with the cooling channels through which the cooling medium flows in the course of their downward movement;
  • this intensive circulation of material there is also an intensive, repeated mixing of the refrigerated goods with one another, which results in a mutual exchange of heat and thus a particularly good temperature adjustment of all refrigerated goods.
  • the cooling channels required to achieve such a cooling effect can be produced relatively easily and cheaply.
  • the cooling channels of the shaft cooler according to the invention are aligned parallel to one another and approximately horizontally in the transverse direction of the shaft and extend from one shaft wall to the opposite shaft wall, so that the cooling medium is introduced into the cooling channels in an extremely simple manner and at the other end (on the opposite shaft wall) can be removed again.
  • each cooling channel has an approximately zigzag-like cross-sectional shape in its general vertical direction, the angles of the individual zigzag parts enclosing an angle of approximately 60 to 160 °, preferably approximately 100 to 120 ° .
  • these cooling channels have a particularly large cooling surface that comes into contact with the goods to be cooled, and at the same time they ensure particularly intensive and multiple circulation of the goods carried between them (in the goods pass zones).
  • all cooling channels have an angular cross-sectional shape that is particularly easy to manufacture.
  • the cooling channels have an approximately isosceles angular shape and the angle formed is between 60 ' and 160 °, preferably between 100 and 120 °, with them in the associated cooling shaft in several vertical rows each with approximately are equally spaced from each other. In this way, a sufficient cooling effect and circulation of the material to be cooled is achieved even with the more simply designed cooling channels (with an angular cross section).
  • each of these explained embodiments of the cooling channels is characterized by great stability against deformation (due to the pressure of the goods moving down).
  • These cooling channels can be produced in a simple manner by folding.
  • a cooling shaft has a plurality of shaft compartments lying one above the other with correspondingly arranged cooling channels and good passage zones formed between them, the good passage zones of all the shaft compartments lying one above the other being openly connected to one another.
  • the height of such a cooling shaft can be adapted in a modular manner to the particular intended use of the shaft cooler.
  • a plurality of cooling shafts are arranged in a row next to one another and are connected to one another by a common upper goods supply space, in which a material distributor conveyor is provided which extends over the entire length of the goods supply space. All adjacent cooling shafts can be largely even with refrigerated goods be sent.
  • the shaft cooler according to the invention can generally be used as a single unit. However, it is particularly advantageous if it is used as an indirectly acting cooling stage of a multi-stage cooling device which is connected downstream of a kiln. In such a case, it is then generally preferred that this indirectly acting shaft cooler, as a second cooling stage, is arranged downstream of a direct-acting cooler which emits all of its heated cooling air as combustion air to the furnace and forms the first cooling stage after the furnace, with which it then passes through is connected to a mechanical conveyor.
  • FIG. 1 shows an indirectly acting shaft cooler 1 according to the invention, which is used as the second cooling stage of a two-stage cooling device, which is connected downstream of a kiln 2 designed, for example, as a rotary kiln and as a first cooling stage after the rotary kiln 2, a direct-acting cooler 3 of any design ( therefore only indicated schematically), from which preferably all of the heated cooling air is introduced as combustion air into the rotary kiln 2.
  • the direct-acting cooler 3 is connected to the crop inlet chute 5 of the shaft cooler 1 according to the invention by a mechanical lifting conveyor 4 (e.g. deep cell conveyor or cup conveyor);
  • a pre-comminution device (not shown in more detail) is provided at the outlet of the first cooler 3, which comminutes the pre-cooled material to be fed to the conveyor 4 to a minimum piece size.
  • the shaft cooler according to the invention can be designed with only one cooling shaft.
  • a relatively large throughput capacity is expected, so that the shaft cooler 1 contains a plurality of cooling shafts 6 lying directly next to one another (in the illustrated illustration) example, four shafts), which are arranged in a row and can have a common outer housing.
  • coolant channels 7 in the interior of the individual cooling shafts 6 is particularly important for the present invention.
  • These cooling channels 7 are arranged at a mutual distance in the interior of the shaft and are intended for guiding a cooling medium, as will be explained later.
  • these generally approximately vertically oriented cooling channels 7 (cf. FIG. 1) are characterized by such a profile that the product flow zones 8 present between adjacent cooling channels have an axis 9 (cf. FIG. 2) that deviates several times from the straight, vertical profile.
  • the cooling channels 7 are aligned parallel to one another and approximately horizontally in the transverse direction of the shaft, and they extend from a longitudinal shaft wall 6a to the opposite longitudinal shaft wall 6b, as indicated in FIG. So the cooling channels extend in their longitudinal direction over the entire clear shaft interior, which is approximately rectangular in horizontal cross section.
  • each cooling air duct 7 has an approximately zigzag-like cross-sectional shape in its general vertical orientation, which is formed by any number of adjoining bends 7a, ie the closed hollow Space of each cooling channel 7 is formed by parallel and spaced, appropriately folded walls.
  • Each of the bends 7a can flow in at an angle of approximately 60 to 160 ° (depending on the material and the desired throughput time); In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the angle ⁇ enclosed by the bends 7a is approximately 110 °.
  • cooling channels 7 are designed and arranged with respect to one another in such a way that adequate contact cooling and sufficient circulation of the material sliding down are ensured in each case.
  • the cooling channels 7 designed according to the invention can be produced by simply bending metal sheets and can be welded together with relatively few seams; The fold of the cooling duct walls also results in excellent cooling duct stability. In the embodiment illustrated in FIG.
  • the cooling ducts 7 'to be arranged on a shaft wall can also be designed in a simplified manner in such a way that the corresponding straight shaft wall (zB6c) is used simultaneously as a wall of the cooling channel 7 ', so that - as also shown in Figure 2 - such K only a zig-zag-shaped beveled wall need not have ühlkanal 7'b; nothing changes in the zigzag shape with respect to the adjacent other cooling channels 7 and the intermediate material flow zones 8.
  • each cooling shaft 6 has a plurality of shaft compartments 10a, 10b, 10c, 10d (that is to say four shaft compartments) one above the other, in which the cooling channels 7 are formed in between in the manner explained Pass-through zones 8 are provided, the pass-through zones 8 of all superimposed shaft compartments 10a to 10d being openly connected to one another.
  • the pass-through zones 8 of all superimposed shaft compartments 10a to 10d being openly connected to one another.
  • any other number of shaft compartments per shaft in extreme cases only one shaft compartment can also be provided.
  • the approximately cuboidal individual shaft compartments 10a to 10d facilitate the design and assembly of such a shaft cooler and, on the other hand, this advantageously enables multiple transverse guidance and deflection of the through Achieve cooling passages 7 of cooling medium passed through, as is illustrated by the arrows 11 in FIG.
  • the cooling channels 7 are two superimposed shaft compartments, for example 10a and 10b, 10b and 10c etc., by an external Ver Binding line 12, 12a, 12b for the cooling medium connected to each other on the corresponding shaft sides 6a, 6b.
  • the cooling air used as the cooling medium is preferably fed only to the cooling channels 7 of each lower shaft compartment 10a directly from a cooling air fan 13 via a connecting line 14, so that the cooling air then flows through the shaft compartments 10a, 10b, 10c, 10d one after the other in the transverse direction and then from the uppermost shaft compartments 10d is discharged (see arrows 15).
  • This material distributor conveyor is preferably designed as a drag chain conveyor 17 and along its length interacts with a classification grate 18 also arranged in the upper material supply space 16 in such a way that the lower drag chain center 17a slides along the grate bars of the classification grate 18 running in the longitudinal direction of the material supply space 16.
  • the material brought in with the conveyor 4 and through the chute 5 is at least partially towed over the classification grate 18, the majority of the material to be cooled then falling down and being distributed over the individual shafts 6, while this is not due to the Classifying grate 18 coarse material falling through at the coarse material outlet 18a of the classifying grate falls into a coarse material chute 19 adjoining it and arranged at the end of the shaft cooler 1.
  • a coarse material chute 19 At the lower end of this coarse material chute 19 there is a comminution device 20, with the aid of which this coarse material is first comminuted before it is added to the cooled material.
  • all cooling shafts 6 have known multiple material outlets 21 at their lower end. These product outlets 21 can also be controlled in a known manner as a function of the product outlet temperature measured there and / or the shaft fill level (determined via known fill level measuring elements (not illustrated)), so that overall the shaft cooler 1 is operated essentially continuously.
  • the material outlets 21 of all cooling shafts 6 are arranged above a common material removal device 22 (e.g. a belt conveyor), above which the outlet of the coarse material shaft 19 also ends.
  • the cooling channels have an essentially zigzag-shaped profile, they can of course also have any other suitable profile or cross-sectional shape that has the desired guiding and cooling effect for the goods can bring about by appropriate multiple deflection and circulation.
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment for the profiling of the cooling channels in an enlarged section (similar to FIG. 2) of a cooling shaft.
  • all cooling channels 30 are designed in an angular cross-sectional shape.
  • these cooling channels 30 (as illustrated) have an approximately isosceles angular shape, with that of the legs of the Ab Angles of these cooling channels 30 included angle d 'can in turn be between 60 and 160 °, preferably between 100 and 120 °; in the illustrated embodiment, the angle ⁇ is approximately 110 °.
  • the size of the angle ⁇ and the arrangement (one above the other and side by side) of these cooling channels 30 generally depends mainly on the particle size of the goods to be cooled and on the desired intensity of cooling and the throughput time of the goods through a shaft, these factors being chosen by one larger or smaller angle and by the mutual spacing of the cooling channels 30 lying next to and above one another.
  • the cooling channels 30 are arranged one above the other in a plurality of vertical rows 31, 32 in the associated cooling shaft 6 '.
  • the arrangement of the cooling channels 30 'in each vertical row 31, 32 is selected such that the adjacent cooling channels lying one above the other are slightly offset in the horizontal direction and are arranged in a gap with respect to one another;
  • the cooling channels 30 of each cooling channel row 31, 32 face each other with their angular outer sides (e.g.
  • the adjacent vertical cooling channel rows 31 and 32 have approximately equal distances from one another overall and the cooling channels 30 of these adjacent rows 31, 32, which are located opposite one another, are directed towards one another with their inner angular sides 30c, again arise between the adjacent cooling channel rows 31, 32 and between the individual cooling channels 30 of each vertical cooling channel row Good passage zones 33 with an axis deviating several times from the straight, vertical course, for example 34.
  • cooling air is preferred as the cooling medium in the exemplary embodiments explained above and illustrated in the drawing, but that in some embodiments and applications, another cooling gas or a suitable cooling liquid (for example water) can also be used as the cooling medium .
  • a suitable cooling liquid for example water

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schachtkühler mit indirekter Kühlung, bei dem die etwa vertikal ausgerichteten Kühlkanale (7) so profiliert sind, daß die zwischen benachbarten Kühlkanälen vorhandenen Gutdurchlaufzonen (8) eine mehrfach vom geradlinigvertikalen Verlauf abweichende Achse (9) besitzen. Dadurch wird das Kühlgut bei seiner Abwartsbewegung widerholt umgewälzt und intensiv gekühlt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schachtkühler mit Gutzuführung am oberen und Gutabführung am unteren Ende, enthaltend im Schachtinnenraum eine Anzahl von mit gegenseitigem Abstand angeordneten, ein Kühlmedium führenden Kühlkanälen.
  • Bei einem solchen Schachtkühler handelt es sich um einen indirekt wirkenden Kühler, d.h. das zu kühlende Gut, insbesondere feinkörniges bis grobstückiges, von einem Brennofen kommendes Gut (z.B. Zementklinker) wird nicht direkt mit dem Kühlmedium in Berührung gebracht, sondern lediglich mit Kühlflächen der Kühlkanäle, durch die das Kühlmedium hindurchgeleitet wird. Ein Vorteil eines solchen Schachtkühlers ist darin zu sehen, daß, wenn ein gasförmiges Kühlmedium (insbesondere Kühlluft) verwendet wird, dieses Kühlmedium nach dem Verlassen des Kühlers nicht durch gesonderte Abscheideeinrichtungen von mitgeführten Gutteilchen befreit werden muß.
  • Es sind bereits verschiedene Schachtkühlerausführungen vorgeschlagen worden (z.B. DE-AS 15 08 564 und 20 10 601), bei denen die das Kühlmedium führenden Kühlkanäle eine relativ schmale, flache oder eine etwa flach-ovale Querschnittsform besitzen, wobei die Kühlkanäle übereinanderliegender horizontaler Reihen auf Lücke versetzt zueinander angeordnet sein können. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß das zu kühlende Gut in einem solchen Schachtkühler selbst bei den auf Lücke versetzt angeordneten Kühlkanälen vielfach noch sehr ungleichmäßig gekühlt am unteren Kühlerende abgeführt wird.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schachtkühler der eingangs genannten Art in der Weise zu verbessern, daß bei einem besonders günstigen thermischen Wirkungsgrad eine weitgehend gleichmäßige Kühlung des zu kühlenden Gutes mit verhältnismäßig einfach herzustellenden Kühlkanälen erzielt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine solche Profilierung der allgemein etwa vertikal ausgerichteten Kühlkanäle, daß die zwischen benachbarten Kühlkanälen vorhandenen Gutdurchlaufzonen eine mehrfach vom geradlinig-vertikalen Verlauf abweichende Achse besitzen.
  • Durch diese erfindungsgemäße Ausführungsform der Kühlkanäle wird das zwischen den Kühlkanälen in den Gutdurchlaufzonen herabgleitende Kühlgut auf seinem gesamten vertikalen Weg mehrfach intensiv umgewälzt, so daß alle Kühlgutteilchen im Verlaufe ihre Abwärtsbewegung mehrfach eine intensive Berührung mit den vom Kühlmedium durchströmten Kühlkanälen haben; durch diese intensive Gutumwälzung erfolgt zusätzlich noch ein intensives, wiederholtes Vermischen der Kühlgutteilchen untereinander, was einen gegenseitigen Wärmeaustausch und somit eine besonders gute Temperaturangleichung aller Kühlgutteilchen mit sich bringt. Auf diese Weise besitzt das den Kühler verlassende Gut eine im wesentlichen überall gleichmäßig niedrige Temperatur, was mit einem verhältnismäßig günstigen thermischen Wirkungsgrad erreicht wird.
  • Die zur Erzielung einer solchen Kühlwirkung erforderlichen Kühlkanäle können verhältnismäßig einfach und billig hergestellt werden.
  • Die Kühlkanäle des erfindungsgemäßen Schachtkühlers sind in Schacht-Querrichtung parallel zueinander sowie etwa horizontal ausgerichtet und erstrecken sich dabei von einer Schachtwand bis zur gegenüberliegenden Schachtwand, so daß das Kühlmedium auf äußerst einfache Weise in die Kühlkanäle eingeführt und am anderen Ende (an der gegenüberliegenden Schachtwand) wieder abgeführt werden kann.
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung besitzt jeder Kühlkanal in seiner allgemeinen vertikalen Richtung eine etwa zick-zack-artige Querschnittsform, wobei die Abwinklungen der einzelnen Zick-Zack-Teile einen Winkel von etwa 60 bis 160°, vorzugsweise etwa 100 bis 120°, einschließen. Diese Kühlkanäle weisen insgesamt eine besonders große, mit dem Kühlgut in Berührung kommende Kühlfläche auf, und sie gewährleisten zugleich ein besonders intensives und vielfaches Umwälzen des zwischen ihnen (in den Gutdurchlaufzonen) geführten Gutes.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weisen alle Kühlkanäle eine winklige Querschnittsform auf, die sich besonders einfach herstellen läßt.
  • Bei dieser zuletzt genannten Ausführungsform ist es ferner vorteilhaft, wenn die Kühlkanäle eine etwa gleichschenklige Winkelform besitzen und der gebildete Winkel zwischen 60'und 160°, vorzugsweise zwischen 100 und 120°, liegt, wobei sie im zugehörigen Kühlschacht in mehreren vertikalen Reihen jeweils mit etwa gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Auf diese Weise wird auch bei den einfacher gestalteten Kühlkanälen (mit Winkel-Querschnitt) eine ausreichende Kühlwirkung und Umwälzung des zu kühlenden Gutes erzielt.
  • Jede dieser erläuterten Ausführungsformen der Kühlkanäle zeichnet sich jedoch durch eine große Stabilität gegenüber einer Verformung (durch den Druck des sich herabbewegenden Gutes) aus. Die Herstellung dieser Kühlkanäle kann auf einfache Weise durch Abkantungen erfolgen.
  • Erfindungsgemäß ist es ferner von Vorteil, wenn in einem Kühlschacht mehrere übereinanderliegende Schachtabteile mit entsprechend zusammengeordneten Kühlkanälen und dazwischen gebildeten Gutdurchlaufzonen vorgesehen sind, wobei die Gutdurchlaufzonen aller übereinanderliegender Schachtabteile offen miteinander verbunden sind. Die Höhe eines solchen Kühlschachtes kann auf diese Weise baukastenartig dem jeweiligen Einsatzzweck des Schachtkühlers angepaßt werden.
  • Bei einem Schachtkühler für große Durchsatzleistungen ist es ferner vorteilhaft, wenn mehrere Kühlschächte in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind und durch einen gemeinsamen oberen Gutzuführraum miteinander in Verbindung stehen, in dem ein über die ganze Länge des Gutzuführraumes verlaufender Gutverteilerförderer vorgesehen ist. Alle nebeneinander liegenden Kühlschächte können dadurch weitgehend gleichmäßig mit Kühlgut beschickt werden.
  • Der erfindungsgemäße Schachtkühler kann generell als Einzelaggregat zum Einsatz kommen. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn er als indirekt wirkende Kühlstufe einer mehrstufigen Kühlvorrichtung eingesetzt wird, die einem Brennofen nachgeschaltet ist. In einem solchen Falle wird es dann im allgemeinen vorgezogen, daß dieser indirekt wirkende Schachtkühler als zweite Kühlstufe einem die erste Kühlstufe nach dem Brennofen bildenden, seine gesamte erwärmte Kühlluft als Verbrennungsluft an den Brennofen abgebenden, direkt wirkenden Kühler nachgeordnet ist, mit dem er dann durch einen mechanischen Förderer in Verbindung steht.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand-der Zeichnung. Es zeigen
    • Fig:1 eine weitgehend schematisch gehaltene, zum Teil geschnittene Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Schachtkühlers, der als indirekt wirkende zweite Kühlstufe einer zweistufigen, einem Brennofen nachgeschalteten Kühlvorrichtung eingesetzt ist;
    • Fig.2 eine vergrößerte Detailansicht gemäß Ausschnitt II in Fig.1, zur Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform und Zusammenordnung der erfindungsgemäßen Kühlkanäle;
    • Fig.3 eine vereinfachte Querschnittsansicht des Schachttrockners entlang der Linie III-III in Fig.1;
    • Fig.4 eine vergrößerte Darstellung eines ähnlichen Ausschnittes wie Fig.2, jedoch mit einer zweiten Ausführungsart und Zusammenordnung der Kühlkanäle.
  • In Fig.1 ist ein erfindungsgemäßer, indirekt wirkender Schachtkühler 1 veranschaulicht, der als zweite Kühlstufe einer zweistufigen Kühlvorrichtung eingesetzt ist, die einem beispielsweise als Drehrohrofen ausgebildeten Brennofen 2 nachgeschaltet ist und als erste Kühlstufe nach dem Drehrohrofen 2 einen direkt wirkenden Kühler 3 beliebiger Ausführung (daher nur schematisch angedeutet) enthält, von dem vorzugsweise die gesamte erwärmte Kühlluft als Verbrennungsluft in den Drehrohrofen 2 eingeführt'wird. Der direkt wirkende Kühler 3 ist durch einen mechanischen überhebeförderer 4 (z.B. Tiefzellenförderer oder Becherförderer) mit der Guteinlaufschurre 5 des erfindungsgemäßen Schachtkühlers 1 verbunden; vorzugsweise ist am Auslauf des ersten Kühlers 3 noch in an sich bekannter Weise eine Vorzerkleinerungseinrichtung (nicht näher dargestellt) vorgesehen, der das vorgekühlte, dem Förderer 4 zuzuführende Gut auf eine Mindest-Stückgröße zerkleinert.
  • Generell kann der erfindungsgemäße Schachtkühler mit nur einem Kühlschacht ausgebildet sein. In dem in Fig.1 veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird jedoch eine verhältnismäßig große Gutdurchsatzleistung erwartet, so daß der Schachtkühler 1 mehrere unmittelbar nebeneinander liegende Kühlschächte 6 enthält (im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Schächte), die in einer Reihe angeordnet sind und ein gemeinsames Außengehäuse besitzen können.
  • Besonders wesentlich für die vorliegende Erfindung ist jedoch die Ausbildung und Anordnung von Kühlmittelkanälen 7 in den Innenräumen der einzelnen Kühlschächte 6. Diese Kühlkanäle 7 sind mit gegenseitigem Abstand in den Schachtinnenräumen angeordnet und für die Führung eines Kühlmediums bestimmt, wie später noch erläutert wird. Erfindungsgemäß sind diese allgemein etwa vertikal ausgerichteten Kühlkanäle 7 (vgl. Fig.1) durch eine solche Profilierung gekennzeichnet, daß die zwischen benachbarten Kühlkanälen vorhandenen Gutdurchlaufzonen 8 eine mehrfach vom geradlinig-vertikalen Verlauf abweichende Achse 9 (vgl. Fig.2) besitzen. Die Kühlkanäle 7 sind in Schacht-Querrichtung parallel zueinander sowie etwa horizontal ausgerichetet, und sie erstrecken sich von einer Schachtlängswand 6a bis zur gegenüberliegenden Schachtlängswand 6b, wie in Fig.3 angedeutet ist, d.h. also die Kühlkanäle erstrecken sich in ihrer Längsrichtung über den ganzen lichten Schachtinnenraum, der im horizontalen Querschnitt etwa Rechteckform besitzt.
  • Die Ausbildung und Zusammenordnung der bei der Schachtkühlerausführung gemäß Fig.1 verwendeten Kühlkanäle 7 sei nun zunächst anhand der Fig.2 näher erläutert. Wie sich aus dieser Figur 2 deutlich ergibt, besitzt jeder Kühlluftkanal 7 in seiner allgemeinen vertikalen Ausrichtung eine etwa zick-zack-artige Querschnittsform, die durch beliebig viele aneinander anschließende Abwinklungen 7a gebildet ist, d.h. der geschlossene Hohlraum jedes Kühlkanales 7 wird durch parallel und mit Abstand zueinander verlaufende, entsprechend abgekantete Wände gebildet. Jede der Abwinklungen 7a kann einen Winkel von etwa 60 bis 160° (abhängig vom Gut und der gewünschten Durchlaufzeit) einfließen; im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig.2 beträgt der von den Abwinklungen 7a eingeschlossene Winkel α etwa 110°. Es läßt sich weiterhin erkennen, daß jeweils zwei in horizontaler Richtung einander benachbarte Kühlkanäle 7 über ihre ganze Höhe einen überall etwa gleich großen Abstand A voneinander besitzen. Auf diese Weise ist zwischen je zwei benachbarten Kühlkanälen 7 eine ebenfalls etwa zick-zack-förmige Gutdurchlaufzone gebildet. Die Abstände A und damit die Weiten der Gutdurchlaufzonen 8 sind in erster Linie von der Stückgröße des zu kühlenden Gutes sowie außerdem von der gewünschten Intensität der Gutkühlung und der gewünschten Durchlaufzeit abhängig.
  • Es sei in Bezug auf die Ausführung und Anordnung der Kühlkanäle 7 noch darauf hingewiesen, daß diese so ausgebildet und zueinander angeordnet sind, daß in jedem Falle eine ausreichende Kontaktkühlung sowie genügende Umwälzung des herabgleitenden Gutes gewährleistet ist. Aus der Darstellung der Fig.2 läßt sich im übrigen deutlich erkennen, daß die erfindungsgemäß ausgebildeten Kühlkanäle 7 durch einfaches Abkanten von Blechen hergestellt und mit verhältnismäßig wenigen Nahtstellen zusammengeschweißt werden können; durch die liehrfach-Abkantung der Kühlkanalwände wird außerdem eine ausgezeichnete Stabilität der Kühlkanäle erzielt. Bei der in Fig.2 veranschaulichten Ausführungsform können ferner die an einer Schachtwand anzuordnenden Kühlkanäle 7' noch in der Weise vereinfacht ausgeführt werden, daß die entsprechende gerade Schachtwand (z.B.6c) gleichzeitig als eine Wand des Kühlkanales 7' ausgenutzt wird, so daß - wie in Fig.2 ebenfalls dargestellt ist - ein solcher Kühlkanal lediglich eine zick-zack-förmig abgekantete Wand 7'b aufzuweisen braucht; an der Zick-Zack-Formgebung gegenüber den benachbarten anderen Kühlkanälen 7 sowie den dazwischen liegenden Gutdurchlaufzonen 8 ändert sich dabei nichts.
  • Zurückkommend auf die Darstellung des Schachtkühlers 1 in Fig.1 läßt sich hier ferner erkennen, daß jeder Kühlschacht 6 mehrere übereinanderliegende Schachtabteile 10a, 10b, 10c, 10d (also vier Schachtabteile) aufweist, in denen die Kühlkanäle 7 in der erläuterten Weise mit dazwischen gebildeten Gutdurchlaufzonen 8 vorgesehen sind, wobei die Gutdurchlaufzonen 8 aller übereinanderliegender Schachtabteile 10a bis 10d offen miteinander verbunden sind. Es sei jedoch 'darauf hingewiesen, daß auch eine beliebig andere Zahl von Schachtabteilen pro Schacht (im Extremfall auch nur ein Schachtabteil) vorgesehen sein kann.
  • Die Aufteilung eines Kühlschachtes 6 in mehrere übereinanderliegende Schachtabteile bringt mehrere Vorteile mit sich: Einerseits erleichtern die etwa quaderförmig ausgeführten einzelnen Schachtabteile 10a bis 10d die Auslegung und Montage eines solchen Schachtkühlers und zum anderen läßt sich dadurch in vorteilhafter Weise eine mehrfache Querführung und Umlenkung des durch die Kühlkanäle 7 hindurchgeleiteten Kühlmediums erzielen, wie es`in Fig.3 durch die Pfeile 11 verdeutlicht ist. Zu diesem Zweck sind die Kühlkanäle 7 je zweier übereinanderliegender Schachtabteile, z.B. 10a und 10b, 10b und 10c usw., durch eine äußere Verbindungsleitung 12, 12a, 12b für das Kühlmedium an den entsprechenden Schachtseiten 6a, 6b miteinander verbunden. Vorzugsweise wird die als Kühlmedium verwendete Kühlluft nur den Kühlkanälen 7 jedes unteren Schachtabteiles 10a direkt von einem Kühlluftventilator 13 über eine Verbindungsleitung 14 zugeführt, so daß die Kühlluft dann nacheinander die Schachtabteile 10a, 10b, 10c, 10d in Querrichtung durchströmt und dann aus den obersten Schachtabteilen 10d abgeführt wird (vgl. Pfeile 15).
  • Die in einer Reihe unmittelbar nebeneinander angeordneten Kühlschächte 6 stehen durch einen gemeinsamen oberen Gutzuführraum 16 miteinander in Verbindung (vgl. Fig.1), in dem ein über die ganze Länge des Gutzuführraumes 16 verlaufender Gutverteilerförderer 17 vorgesehen ist. Dieser Gutverteilerförderer ist vorzugsweise als Schleppkettenförderer 17 ausgebildet und wirkt auf seiner Länge mit einem ebenfalls im oberen Gutzuführraum 16 angeordneten Klassierrost 18 in der Weise zusammen, daß das untere Schleppkettentrum 17a auf den in Längsrichtung des Gutzuführraumes 16 verlaufenden Roststäben des Klassierrostes 18 entlanggleitet. Auf diese Weise wird das mit dem Förderer 4 und durch die Schurre 5 herangeführte Gut zumindest teilweise über den Klassierrost 18 geschleppt, wobei dann der größte Teil des zu kühlenden Gutes nach unten durchfällt und sich auf die einzelnen Schächte 6 verteilt, während das nicht durch den Klassierrost 18 hindurchfallende Grobgut am Grobgutauslauf 18a des Klassierrostes in einen sich darunter anschließenden und am Ende des Schachtkühlers 1 angeordneten Grobgutschacht 19 hineinfällt. Am unteren Ende dieses Grobgutschachtes 19 befindet sich eine Zerkleinerungseinrichtung 20, mit deren Hilfe dieses Grobgut zunächst zerkleinert wird, bevor es dem abgekühlten Gut zugegeben wird.
  • Aus Fig.1 läßt sich ferner deutlich erkennen, daß alle Kühlschächte 6 an ihrem unteren Ende an sich bekannte Mehrfach-Gutausläufe 21 aufweisen. Diese Gutausläufe 21 können in ebenfalls bekannter Weise in Abhängigkeit von der dort gemessenen Gutaustrittstemperatur und/oder der Schachtfüllhöhe (über nicht veranschaulichte, bekannte Füllstandsmeßelemente ermittelt) gesteuert werden, so daß sich insgesamt ein im wesentlichen kontinuierlicher Betrieb des Schachtkühlers 1 ergibt. Die Gutausläufe 21 aller Kühlschächte 6 sind über einer gemeinsamen Gutabfördereinrichtung 22 (z.B. einem Bandförderer) angeordnet, über dem auch der Auslauf des Grobgutschachtes 19 endet.
  • Während bei dem zuvor anhand der Fig.1 bis 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel die Kühlkanäle eine im wesentlichen zick-zack-förmige Profilierung aufweisen, können sie natürlich auch.jede andere geeignete Profilierung bzw. Querschnittsform besitzen, die den gewünschten Führungs- und Kühleffekt für das Gut durch entsprechende Mehrfachablenkung und -Umwälzung herbeiführen kann.
  • In Fig.4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für die Profilierung der Kühlkanäle in einem vergrößerten Ausschnitt (ähnlich der Fig.2) eines Kühlschachtes veranschaulicht.
  • Alle Kühlkanäle 30 sind in diesem Falle in einer winkligen Querschnittsform ausgeführt. Vorzugsweise besitzen diese Kühlkanäle 30 (wie veranschaulicht) eine etwa gleichschenklige Winkelform, wobei der von den Schenkeln der Abwinklungen dieser Kühlkanäle 30 eingeschlossene Winkel d« wiederum zwischen 60 und 160°, vorzugsweise zwischen 100 und 120°, betragen kann; im veranschaulichten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α etwa 110°. Die Größe des Winkels α sowie die Zusammenordnung (übereinander und nebeneinander) dieser Kühlkanäle 30 richtet sich im allgemeinen hauptsächlich nach der Teilchengröße des zu kühlenden Gutes sowie nach der gewünschten Intensität der Kühlung und der Durchlaufzeit des Gutes durch einen Schacht, wobei diese Faktoren durch Wahl eines größeren oder kleineren Winkels sowie durch die gegenseitigen Abstände der neben- und übereinander liegenden Kühlkanäle 30 bestimmt werden.
  • In dem Beispiel der Fig.4 sind die Kühlkanäle 30 in dem zugehörigen Kühlschacht 6' in mehreren vertikalen Reihen 31, 32 jeweils mit etwa gleichen Abständen übereinander angeordnet. Hierbei ist die Anordnung der Kühlkanäle 30'in jeder vertikalen Reihe 31, 32 so gewählt, daß die übereinander liegenden, benachbarten Kühlkanäle in horizontaler Richtung leicht versetzt und auf Lücke zueinander angeordnet sind; da ferner die Kühlkanäle 30 jeder Kühlkanalreihe 31, 32 mit ihren Winkelaußenseiten (z.B. 30a, 30b) gegeneinander weisen und dabei parallel zueinander liegende Führungsflächen für das zu kühlende Gut bilden, wobei die einander benachbarten vertikalen Kühlkanalreihen 31 und 32 insgesamt etwa gleiche Abstände voneinander besitzen und die jeweils einander gegenüberliegenden Kühlkanäle 30 dieser benachbarten Reihen 31, 32 mit ihren Winkelinnenseiten 30c gegeneinander gerichtet sind, ergeben sich sowohl zwischen den benachbarten Kühlkanalreihen 31, 32 als auch zwischen den einzelnen Kühlkanälen 30 jeder vertikalen Kühlkanalreihe wiederum Gutdurchlaufzonen 33 mit einer mehrfach vom geradlinig- vertikalen Verlauf abweichenden Achse, z.B.34.
  • Verfolgt man in Fig.4 einmal den Lauf des sich von oben nach unten bewegenden Kühlgutes anhand der strichpunktiert eingezeichneten Achsen 34, so stellt man fest, daß das Kühlgut auf seinem Weg vom oberen Ende eines Kühlschachtes zum unteren Ende nicht nur mehrfach vom geradlinig-vertikalen Verlauf abgelenkt, sondern zusätzlich noch mehrfach aufgeteilt und diese immer wieder aufgeteilten Gutteilströme ständig mit anderen Gutteilströmen neu vermischt wird. Dies bewirkt einerseits eine äußerst intensive Umspülung der von den Kühlkanalwänden gebildeten Kühlflächen durch das Gut und andererseits eine ständige Vergleichmäßigung aller Kühlgutteilchen untereinander in Bezug auf ihre Temperatur.
  • Abgesehen von der geänderten Profilierung und Anordnung dieser Kühlkanäle 30 selbst kann ansonsten die Bauform und Wirkungsweise dieses Schachtkühlers die gleiche sein wie anhand der Fig.1 und 3 beschrieben.
  • Es sei schließlich noch allgemein darauf hingewiesen, daß bei den zuvor erläuterten und in der Zeichnung veranschaulichten Aurführungsbeispielen Kühlluft als Kühlmedium bevorzugt wird, daß jedoch in manchen Ausführungs-und Einsatzfällen auch ein anderes Kühlgas oder eine geeignete Kühlflüssigkeit (z.B. Wasser) als Kühlmedium verwendet werden können.

Claims (16)

1. Schachtkühler mit Gutzuführung am oberen und Gutabführung am unteren Ende, enthaltend im Schachtinnenraum eine Anzahl von mit gegenseitigem Abstand angeordneten, ein Kühlmedium führenden Kühlkanälen, gekennzeichnet durch eine solche Profilierung der allgemein etwa vertikal ausgerichteten Kühlkanäle (7; 30), daß die zwischen benachbarten Kühlkanälen vorhandenen Gutdurchlaufzonen (8; 33) eine mehrfach vom geradlinig-vertikalen Verlauf abweichende Achse (9; 34) besitzen.
2. Schachtkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (7; 30) in Schacht-Querrichtung parallel zueinander sowie etwa horizontal ausgerichtet sind und sich von einer Schachtwand (z.B. 6a) bis zur gegenüberliegenden Schachtwand (z.B. 6b) erstrecken.
3. Schachtkühler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kühlkanal (7) in seiner allgemeinen vertikalen Ausrichtung eine etwa zick-zack-artige Querschnittsform besitzt, wobei die Abwinklungen (7a) einen Winkel (α) von etwa 60 bis 160°, vorzugsweise etwa 100 bis 120°, einschließen.
4. Schachtkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei in horizontaler Richtung einander benachbarte Kühlkanäle (7) über ihre ganze Höhe einen überall etwa gleich großen Abstand (A) voneinander besitzen, so daß dazwischen jeweils eine ebenfalls etwa zick-zack-förmige Gutdurchlaufzone (8) gebildet ist.
5. Schachtkühler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kühlkanäle (30) eine winklige Querschnittsform aufweisen.
6. Schachtkühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (30) eine etwa gleichschenklige Winkelform besitzen und der gebildete Winkel zwischen 60 und 160°, vorzugsweise zwischen 100 und 120°, beträgt, wobei sie im zugehörigen Kühlschacht (6') in mehreren vertikalen Reihen (31, 32) jeweils mit etwa gleichen Abständen übereinander angeordnet sind.
7. Schachtkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder vertikalen Kühlkanalreihe (31, 32) die übereinanderliegenden, benachbarten Kühlkanäle (30) in horizontaler Richtung leicht versetzt und auf Lücke zueinander angeordnet sind sowie mit ihren Winkelaußenseiten (30a, 30b) gegeneinander weisen und dabei parallel zueinander liegende Führungsflächen für das Kühlgut bilden, wobei die einander benachbarten vertikalen Kühlkanalreihen (31, 32) insgesamt etwa gleiche Abstände voneinander besitzen und die jeweils einander gegenüberliegenden Kühlkanäle dieser benachbarten Reihen mit ihren Winkelinnenseiten (30c) gegeneinander gerichtet sind.
8. Schachtkühler nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (7; 30) für eine Verwendung von Gas, inbesondere Kühlluft, , als Kühlmedium ausgeführt sind.
9. Schachtkühler nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Kühlschacht (6) mehrere übereinander liegende Schachtabteile (10a, 10b, 10c, 10d) mit entsprechend zusammengeordneten Kühlkanälen (7) und dazwischen gebildeten Gutdurchlaufzonen (8) vorgesehen sind, wobei die Gutdurchlaufzonen aller übereinander liegender Schachtabteile offen miteinander verbunden sind.
10. Schachtkühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkanäle (7) je zweier übereinander liegender Schachtabteile (z.B. 10a und 10b, 10b und 10c...) durch eine äußere Verbindungsleitung (12, 12a, 12b) für das Kühlmedium (Pfeile 11) miteinander verbunden sind und nur die Kühlkanäle des untersten Schachtabteiles (10a) direkt an eine Kühlmediumquelle (13) angeschlossen sind.
11. Schachtkühler nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kühlschächte (6) in einer Reihe nebeneinander angeordnet sind und durch einen gemeinsamen oberen Gutzuführraum (16) miteinander in Verbindung stehen, in dem ein über die ganze Länge des Gutzuführraumes verlaufender Gutverteilerförderer vorgesehen ist.
12. Schachtkühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gutverteilerförderer als Schleppkettenförderer (17) ausgebildet ist und auf seiner Länge mit einem ebenfalls im oberen Gutzuführraum (16) angeordneten Klassierrost (18) zusammenwirkt, dessen Grobgutauslauf mit einem sich an die Kühlschächte (6) unmittelbar anschließenden Grobgutschacht (19) in Verbindung steht, der an seinem unteren Ende eine Zerkleinerungseinrichtung (20) besitzt.
13. Schachtkühler nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kühlschächte (6) am unteren Ende Mehrfach-Gutausläufe (21) aufweisen, die in Abhängigkeit von der dort gemessenen Gutaustrittstemperatur und/oder der Schachtfüllhöhe steuerbar sind.
14. Schachtkühler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutausläufe (21) aller Schächte (6, 19) über einer gemeinsamen Gutabfördereinrichtung (22) angeordnet sind.
15. Schachtkühler nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß er als indirekt wirkende Kühlstufe (1) einer mehrstufigen Kühlvorrichtung eingesetzt ist, die einem Brennofen (2) nachgeschaltet ist.
16. Schachtkühler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß er als zweite Kühlstufe (1) einem die erste Kühlstufe nach dem Brennofen (2) bildenden, seine gesamte erwärmte Kühlluft als Verbrennungsluft an den Brennofen abgebenden, direkt wirkenden Kühler (3) nachgeordnet ist und mit diesem durch einen mechanischen Förderer (4) in Verbindung steht.
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