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Wärmeaustauscheinrichtung Es sind mit bewegten Masseteilchen als Wärmeträger arbeitende Wärmeaustauscheinrichtungen bekannt, bei denen ein Wärmeaustausch zwischen der aus feinkörnigen Masseteilchen bestehenden fliessfähigen Masse und einem gasförmigen Medium erfolgt.
Dabei kann die Anordnung derart getroffen sein, dass die als Wärmeträger dienenden Masseteilchen (Speichermasseteilchen) bei gegenseitiger Abstützung aneinander in einer durch gasdurchlässige Wände begrenzten verhältnismässig schmalen Strömungsbahn durch eine im Verhältnis zur Breite grosse Längenabmessungen aufweisende Wärmeaustauschzone geführt werden und dabei das im Wärmeaustausch mit den Speichermasseteilchen stehende Medium unter Führung durch seitliche Begrenzungswände im Kreuzstrom durch die Wärmeaustauschzone geführt wird.
Derartige Wärmeaustauscheinrichtungen können mit Vorteil Anwendung finden, um aus technologischen Prozessen anfallende wärmehaltige Masseteil- chen zur Aufheizung von Gasen zu benutzen. Besonders eignen sich ferner derartige Wärmeaustauscheinrichtungen zur regenerativen Wärmeübertragung von einem gasförmigen Medium auf ein anderes gasförmiges Medium, wobei in zwei getrennten Kammern mit je einer Wärmeaustauscheinrichtung der Wärmeübergang zwischen den gasförmigen Medien und den als Wärmeträger benutzten feinkörnigen Speichermasseteilchen erfolgt.
Wird es nun durch die Anwendung des Kreuzstromprinzips bei derartigen Anordnungen erleichtert, die Wärmeaustauscheinrichtung für grosse Gasmengen und kleine Druckgefälle auszuführen, so ergeben sich jedoch hierbei verhältnismässig ungünstige Wärmeaustauschbedingungen.
Gegenstand der Erfindung ist eine wesentlich verbesserte Wärmeaustauscheinrichtung, bei der den Wärmeaustausch mit einem gasförmigen Medium ermöglichende Speichermasseteilchen bei gegenseitiger Abstützung aneinander durch eine im Verhältnis zur Breite grosse Längsabmessungen aufweisende Wärmeaustauschzone geführt werden und dabei das im Wärmeaustausch mit den Speichermasseteilchen stehende gasförmige Medium im Kreuzstrom durch die Masseteilchen geführt ist.
Gemäss der Erfindung besteht hierbei die Wärmeaustauschzone aus mehreren in Richtung der Gasströmung hintereinander liegende Teilzonen und ist in diesen eine derartige Temperaturverteilung der Speichermasseteilchen vorhanden, dass sich bei gleichsinniger Gasströmung durch die Masseteilchen nach dem Kreuzstromprin- zip ein Wärmeaustausch wie bei Anwendung des Gegenstromprinzips ergibt.
Die Wärmeaustauschteil- zonen können hierbei durch besondere gasdurchlässige Wandteile getrennt sein; jedoch ist es auch möglich, die Masseteilchen unter Vermeidung solcher Zwischenwandteile in den Teilzonen unmittelbar nebeneinander mit gleicher Geschwindigkeit zu führen. Die neue Wärmeaustauscheinrichtung zeichnet sich durch den Vorteil einer günstigen Gasführung und kleinster Druckgefälle aus.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele derselben zeigen, erläutert werden.
Fig. 1 gibt im Prinzip die Ausbildung einer Wärmeaustauscheinrichtung gemäss der Erfindung mit paralleler Führung der Masseteilchen in versetzten Teilzonen wieder.
Fig.2 stellt einen Zweikammerregenerator dar, der unter Verwendung erfindungsgemäss ausgebildeter Wärmeaustauscheinrichtungen aufgebaut ist.
Die Fig. 3a und 3b zeigen Einzelheiten der Ausgestaltung von erfindungsgemäss ausgebildeten Wärmeaustauscheinrichtungen zur Vermeidung störender Querströmungen.
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Fig.4 veranschaulicht näher die Ausführung einer Wärmeaustauscheinrichtung gemäss Fig. 1 sowie Annahme, dass in der dargestellten Wärmeaustüusch- einrichtung ein eine niedrige Temperatur aufweisen-
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schalten. Vorteilhaft ist hierbei eine Anordnung der einzelnen Teile übereinander.
Bei einer solchen Anordnung kann der Transport der die Teilzonenab- schnitte verlassenden Speichermasseteilströme weitgehend durch natürliches Gefälle erfolgen, so dass die erwähnte Druckmittelfördereinrichtung nur zwischen den letzten Teilzonenabschnitten des untersten Regeneratorteils und den ersten Teilzonenabschnitten des obersten Regeneratorteils eingesetzt zu werden braucht.
In Fig. 2 der Zeichnung ist schematisch ein Regenerator wiedergegeben, bei dem in räumlicher Zuordnung zwei erfindungsgemäss ausgebildete Wärmeaustauscheinrichtungen vorgesehen sind, von denen die eine, I, ermöglicht, durch ein heisses Gas die Speichermasseteile aufzuwärmen, während in der anderen, 1I, die erhitzte Speichermasse wieder ihre Wärme an ein anderes gasförmiges Mittel abgibt. 1 und 1I sind in dieser Figur die 'beiden Wärmeaustauscheinrichtungen. Durch Pfeile 10 bzw.27 sind die Strömungen der gasförmigen Mittel angedeutet. Zunächst sei die obere Wärmeaustauscheinrichtung 1I erläutert.
Die Teilzonen 11, 12, 13, letztere umfassend die Abschnitte 13a, 13b, sind geneigt angeordnete, durch gasdurchlässige Wände begrenzte Wärmeaustauschteilzonen, die so versetzt sind, d'ass jeweils zwei Teilzonenabschnitte, verschiedener Teilzonen, welche eine verschiedene mittlere Temperatur aufweisen, in Richtung des strömenden gasförmigen Mediums hintereinander liegen. 14 und 15 bedeuten Gasführungs- kanäle, welche die Zu- und Ableitung do-s die Wärmeaustauschzone durchströmenden zu erwärmenden Mittels ermöglichen. Durch Speichermassezuleitungs- kanäle 17a werden den einzelnen Wärmeaustauschteilzonen 11, 12, 13 von oben feinkörnige Speichermasseteilchen zugeführt.
Diese Leitungen 17a sind an einen oberen Sammelbehälter 18 angeschlossen, dessen Ausbildung im einzelnen für die Erfindung nicht von wesentlicher Bedeutung ist. 19 ist ein Umleitkanal mit einer Fördereinrichtung 19a für die L7berleitung der Speichermasse des Teilzonenabschnittes 13a in den Abschnitt 13b. 17b bedeuten hinter den Teilzonen liegende Ableitkanäle. Am unteren Ende jeder Wärmeaustauschteilzone ist eine nicht dargestellte Durchsatzregeleinrichtung vorhanden, die es ermöglicht, die Menge der die Teilzone durehfliessend'en Speichermasseteilehen zu ändern.
Diese Speichermassedurchsatzregeleinrichtung könnte beispielsweise als Schleusenrad ausgebildet sein oder durch verschwenkbare, unterhalb des Ab- leitkanalendes rostartig angeordnete Leisten gebildet werden, die jeweils beim Verschwenken die Ableitung einer gewissen Speichermassemenge ermöglichen.
Der untere Wärmeaustauscher I, der zum Aufheizen der kalten Speichermasse durch ein heisses Gas dient, weist prinzipiell die gleiche Ausführung auf wie die im vorstehenden angeführte Wärmeaus- tauscheinrichtung 1I. 25 und 25 bedeuten die Gaszuleitungen zu der Wärmeaustauscheinrichtung II. Wie sich ohne weiteres aus Fig. 2 erkennen lässt, wird die Speichermasse im Kreislauf durch die beiden Wärmeaustauscheinrichtungen geführt.
In den Masseteilchenkreislauf sind - abgesehen von dem oberen Sammelbehälter 18 - noch die weiteren Sam- melbehälter 20 und 22 eingeschaltet. 23 bedeutet eine Rückführungsleitung für die Masse aus dem unteren Sammelbehälter 22 in den oberen Sammelbehälter 18. Die Rückführungsleitung 23 weist eine Fördereinrichtung 24 auf.
Da bei den beschriebenen Anordnungen die Möglichkeit gegeben ist, dass das strömende gasförmige Mittel wegen der Versetzung der Teilzonen sich Wege geringeren Widerstandes sucht, indem es unter Abweichung von der vorgesehenen Strömungsrichtung schräg zwischen dem Anfang eines unten liegenden Teilzonenabschnittes einer Teilzone und dem Ende eines oben liegenden Teilzonenabschnittes einer benachbarten Teilzone durchströmt, vgl. _ Linie H-0 der Fig. 1, kann gemäss der weiteren Ausgestaltung in den die Möglichkeit für Fehlströmung bietenden Abschnitten eine Verhinderung bzw.
Erschwerung dieser Gasströmungen dadurch erreicht werden, dass, wie in Fig. 3a angedeutet ist, durch undurchlässige, den Querschnitt der Speichermassekanäle verringernde Zwisehenwandteile 30 das übertreten der erwähnten Querströmungen unterdrückt wird. Diese den Querschnitt verringernden Einbauten können in Strömungsrichtung der Speichermasse wie in Fig. 3a oder dazu senkrecht als Gitter, wie in Fig. 3b, ausgeführt sein, wodurch störende Querströmungen verhindert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die beiden Wärmeaustauscheinrichtungen I und 1I räumlich übereinander angeordnet. Selbstverständlich ist eine beliebige andere räumliche Anordnung möglich.
Eine bedeutende Vereinfachung der Wärmeaustauscheinrichtung kann dadurch erzielt werden, däss zwischen den nebeneinander liegenden Wärmeaus- tauschtei]zonen die wärmedurchlässigen Zwischenwände weggelassen werden. Eine entsprechende Ausführung für eine solche Wärmeaustauscheinrich- tung zeigt Fig. 4, die im übrigen näher die Ausbildung der Kanäle für die Gas- und Masseteilchenströme erkennen lässt. In Fig. 4 ist mit gestrichelten Linien die Abgrenzung der Speichermasseteilzonen a, b, c, d usw. angedeutet.
Hierbei liegen die Speichermasseteilchen in der einen Teilzone unmittelbar an dien Masseteilchen der anderen Teilzone an. Zur Begrenzung der Gesamtströmung dienen gasdurchlässige Wandteile 111, 112 und 113, die zusammen mit den Wandteilen 111a, 112a, 113a Gasführungskanäle 121, 122 und 123 bilden, durch welche es ermöglicht wird - wie durch die Pfeile 124 angedeutet ist das gasförmige Mittel durch die Speichermasse hindurchzuführen, welche sich in den Teilzonen. a-e usw. von oben nach unten bewegt.
Das Gas tritt hierbei auf der rechten Seite durch die gasdurchlässigen
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Wandteile 111, 112 und 113 hindurch, verläuft im Querstrom durch die verschiedene Temperaturen aufweisenden Masseteilchen der nebeneinander liegenden versetzten Teilzonen und tritt auf der linken Seite durch die Wandteile 111, 112 und 113 wieder in den zugeordneten Gasführungskanal ein. Wie die Fig. 4 erkennen lässt, sind die Wandteile bzw. die Gaskanäle so gestaltet und gegeneinander versetzt, dass sie in einem gewissen Abstand jeweils die Zuleitung von Speichermasse für die gegeneinander versetzten Teilzonen bzw. in gleicher Weise die Ableitung der Speichermasse aus den einzelnen Teilzonen ermöglichen.
Sind auf der oberen Seite des dargestellten Wärmeaustauschers die Teilzonen a, b, c und d vorhanden, so wird beispielsweise durch den rechten Gasführungskanal 121 in Verbindung mit dem mittleren rechten Gasführungskanal 122 ein Ableitungskanal 131a für die in der Teilzone a fliessende Speichermasse gebildet. In genau der gleichen Weise wird durch einen Kanal 131b zwischen dem linken oberen und dem mittleren Gasführungskanal 121 bzw.122 die Zuführung eines weiteren Speichermasseteilstromes ermöglicht, der in der Teilzone e verläuft. In der gleichen Weise kann durch weitere Zu- bzw.
Ableitungskanäle zwischen den die Speichermasseströmung begrenzenden versetzten Gaskanälen eine Zu- und Ableitung der Speichermasseströmung erfolgen. Auf diesem Wege wird in der gleichen Weise, wie vorher erläutert, ermöglicht, dass das im Kreuzstrom durch die nebeneinander liegenden Teilzonen geführte Gas in den einzelnen Teilzonen auf Speichermasseteilchen verschiedener Temperatur trifft. Infolgedessen ergibt sich trotz gleichsinniger Kreuzströmung des Gases im Prinzip die Wirkung eines Gegenstromwärmeaustauschers.
Um eine günstige Speichermasseführung beim Ein- bzw. Austritt der Teilströmungen in die einzelnen Teilzonenabschnitte bzw. aus diesen zu erhalten, sind zweckmässigerweise an den Enden der Zu- bzw. Ableitungskanäle Führungswandteile 120, 130, 140 usw. vorhanden, die parallel zu den Teilzonen bzw.
Strömungsbahnen innerhalb der Teilzonen liegen und für eine begrenzte Länge die Speichermasseteilchen der benachbarten Teilzonen voneinander trennen. Diese Wandteile haben gleichzeitig noch den Vorteil, dass sie unerwünschte Diago- nalströmungen des Gases durch Verlängerung der Strömungsbahn wesentlich vermindern oder unmöglich machen. Sie können durch Rohre 159 an den Kanalwänden 111a-113a abgestützt sein.
Um möglichst günstige Verhältnisse bezüglich der Speichermasseströmung zu erzielen, insbesondere um Störungen der parallelen Strömung der Speichermasseteilchen in den nebeneinander liegenden Zonen zu vermeiden, empfiehlt es sich, die begrenzenden für den Gasdurchlass ausgebildeten Wandteile so zu gestalten, dass die Strömung der Grenzschichten möglichst wenig beeinträchtigt wird.
Dies kann in besonders vorteilhafter Weise erreicht werden, wenn die gasdurchlässigen Wände - wie in Fig.5 im Grundriss angedeutet ist - aus nebeneinander liegenden vertikalen Leisten 190 oder Profilen aufgebaut werden, welche zwischeneinander verhältnismässig schmale Schlitze für den Gasdurchtritt freilassen. Diese Ausbildung ermöglicht es, dass die Speichermasseteilchen, ohne nennenswerten Reibungswiderstand zu finden, von oben nach unten an den Wänden entlangleiten können, wobei durch die schmäler als die Korngrösse ausgebildeten Schlitze das Gas in die Speichermasse eintreten kann (vgl. Pfeile).
Man erkennt aus der Fig.4 ohne weiteres, dass durch die seitliche Versetzung der untereinander liegenden Gasführungskanäle 121, 122, 123 erweiternde Räume gegenüber den Aussenwänden 160 gewonnen werden, innerhalb deren die Speichermasse den einzelnen Teilzonen zugeführt oder aus diesen wieder abgeleitet werden kann. Wie auf der linken Seite der Fig. 4 angdeutet ist, können unter Umständen auch gesonderte Rohrkanäle 139 zur Speichermassefüh- rung vorgesehen werden.
In Fig. 6 der Zeichnung ist schliesslich ein weiteres Ausführungsbeispiel im Prinzip wiedergegeben, bei dem die von dem aufzuheizenden gasförmigen Medium im Kreuzstrom durchflossenen, in Richtung der Gasströmung hintereinander liegenden Wärmeaustauschteilzonen bezüglich der Strömung der hei- ssen Speichermasse so in Reihe geschaltet sind, dass eine Wirkung wie bei nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden Wärmeaustauscheinrichtungen erzieltwird. Bei dem in dieser Figur dargestellten Wärmeaus- tauscher sind mit 51 der Gaszuleitungskanal, mit 52 der Gasableitungskanal bezeichnet.
53-56 sind die in Richtung der Gasströmung gesehen, unmittelbar hintereinander angeordneten Wärmeaustauschteilzo- nen mit durch gasdurchlässige Wände (nicht dargestellt) begrenzten schmalen Strömungsbahnen für die Speichermasse, bei denen der Gasstrom gleichsinnig senkrecht zu der Speichermasseströmung (Pfeile 57) durch die Speichermasse und die gasdurchlässigen Wände (Jalousiewände) hindurchströmen kann. Die Speichermasse, die der ersten Teilzone 53 durch die Zuleitung 71 zuströmt, wird durch eine Umleitung 59 mit einer beispielsweise pneumatischen Fördereinrichtung 60 von dem unteren Ende der Wärmeaustauschteilzone 53 zum oberen Teil der folgenden Wärmeaustauschteilzone 54 geführt.
In gleicher Weise kann durch weitere Umleitungen 61, 62, welche ebenfalls mit Fördereinrichtungen 60 versehen sind, die Speichermasse nach dem Durchströmen der Teilzone 54 bzw.55 vom Ende der jeweils letzteren dem Anfang der folgenden Teilzone zugeleitet werden. Wie ersichtlich, nimmt die Speichermassetemperatur in den hintereinander liegenden Wärmeaustauschteilzonen entgegen der Richtung des Strömungsverlaufes des Gases, wie er durch Pfeile 58 angedeutet ist, ab.
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Heat exchange device There are known heat exchange devices which work with moving mass particles as heat transfer media, in which there is an exchange of heat between the flowable mass consisting of fine-grain mass particles and a gaseous medium.
The arrangement can be made in such a way that the mass particles (storage mass particles) serving as heat transfer media, with mutual support, are guided in a relatively narrow flow path delimited by gas-permeable walls through a heat exchange zone with large length dimensions in relation to the width, and that in the heat exchange with the storage mass particles standing medium is guided through lateral boundary walls in a cross flow through the heat exchange zone.
Such heat exchange devices can be used with advantage in order to use heat-containing mass particles arising from technological processes to heat up gases. Such heat exchange devices are also particularly suitable for regenerative heat transfer from one gaseous medium to another gaseous medium, with the heat transfer between the gaseous media and the fine-grain storage mass particles used as heat carriers taking place in two separate chambers, each with a heat exchange device.
If the use of the cross-flow principle in such arrangements makes it easier to design the heat exchange device for large amounts of gas and small pressure gradients, however, this results in relatively unfavorable heat exchange conditions.
The object of the invention is a significantly improved heat exchange device in which the heat exchange with a gaseous medium enabling storage mass particles with mutual support on one another are passed through a heat exchange zone having large longitudinal dimensions in relation to the width and the gaseous medium exchanging heat with the storage mass particles in a cross flow through the Mass particles is guided.
According to the invention, the heat exchange zone consists of several sub-zones lying one behind the other in the direction of the gas flow and there is such a temperature distribution of the storage mass particles in these that, with gas flow in the same direction through the mass particles, there is a heat exchange according to the cross-flow principle as when the counter-flow principle is used.
The heat exchange sub-zones can be separated by special gas-permeable wall parts; however, it is also possible to guide the mass particles in the sub-zones directly next to one another at the same speed while avoiding such partition parts. The new heat exchange device is characterized by the advantage of a favorable gas flow and the smallest pressure drop.
In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing, which shows exemplary embodiments of the same.
Fig. 1 shows in principle the design of a heat exchange device according to the invention with parallel guidance of the mass particles in offset sub-zones.
FIG. 2 shows a two-chamber regenerator which is constructed using heat exchange devices designed according to the invention.
FIGS. 3a and 3b show details of the configuration of heat exchange devices designed according to the invention to avoid disruptive cross flows.
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4 illustrates in more detail the design of a heat exchange device according to FIG. 1 as well as the assumption that the heat exchange device shown has a low temperature
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switch. An arrangement of the individual parts on top of one another is advantageous here.
With such an arrangement, the storage mass partial flows leaving the partial zone sections can largely be transported by natural gradient, so that the aforementioned pressure medium conveying device only needs to be used between the last partial zone sections of the lowermost regenerator part and the first partial zone sections of the uppermost regenerator part.
In Fig. 2 of the drawing, a regenerator is shown schematically, in which two heat exchange devices designed according to the invention are provided in spatial allocation, one of which, I, allows the storage mass parts to be heated up by a hot gas, while the other, 1I, the heated Storage mass gives off its heat to another gaseous medium. 1 and 1I are the two heat exchange devices in this figure. The flows of the gaseous media are indicated by arrows 10 and 27, respectively. First, the upper heat exchange device 1I will be explained.
The sub-zones 11, 12, 13, the latter comprising the sections 13a, 13b, are inclined heat exchange sub-zones delimited by gas-permeable walls, which are offset in such a way that two sub-zone sections, different sub-zones, which have a different mean temperature, in direction of the flowing gaseous medium lie one behind the other. 14 and 15 denote gas ducts which enable the supply and discharge do-s to be heated medium flowing through the heat exchange zone. Fine-grain storage mass particles are fed to the individual heat exchange sub-zones 11, 12, 13 from above through storage mass feed ducts 17a.
These lines 17a are connected to an upper collecting container 18, the design of which is not of particular importance for the invention. 19 is a diversion channel with a conveying device 19a for the transfer of the storage mass of the partial zone section 13a into the section 13b. 17b denote drainage channels located behind the sub-zones. At the lower end of each heat exchange subzone there is a throughput control device, not shown, which makes it possible to change the amount of storage mass components flowing through the subzone.
This storage mass throughput control device could, for example, be designed as a sluice wheel or be formed by pivotable strips arranged like a grate underneath the discharge channel end, each of which enables a certain amount of storage mass to be discharged when pivoted.
The lower heat exchanger I, which is used to heat up the cold storage mass with a hot gas, basically has the same design as the heat exchange device 1I mentioned above. 25 and 25 denote the gas feed lines to the heat exchange device II. As can be readily seen from FIG. 2, the storage mass is circulated through the two heat exchange devices.
Apart from the upper collecting container 18, the further collecting containers 20 and 22 are also switched into the mass particle cycle. 23 denotes a return line for the mass from the lower collecting container 22 into the upper collecting container 18. The return line 23 has a conveying device 24.
Since in the described arrangements there is the possibility that the flowing gaseous medium looks for ways of lower resistance because of the offset of the sub-zones by deviating from the intended flow direction at an angle between the beginning of a sub-zone section of a sub-zone located below and the end of an upper one Sub-zone section of an adjacent sub-zone flows through, cf. _ Line H-0 of FIG. 1, according to the further embodiment, in the sections offering the possibility of incorrect flow, a prevention or
These gas flows are made more difficult by the fact that, as indicated in FIG. 3a, the crossing of the aforementioned cross flows is suppressed by impermeable partition wall parts 30 which reduce the cross section of the storage mass channels. These internals, which reduce the cross-section, can be designed in the flow direction of the storage mass as in FIG. 3a or perpendicular thereto as a grid, as in FIG. 3b, whereby disruptive cross flows are prevented.
In the embodiment of FIG. 2, the two heat exchange devices I and 1I are arranged spatially one above the other. Any other spatial arrangement is of course possible.
A significant simplification of the heat exchange device can be achieved in that the heat-permeable partition walls are omitted between the adjacent heat exchange zones. A corresponding embodiment for such a heat exchange device is shown in FIG. 4, which also shows in more detail the design of the channels for the gas and mass particle flows. In FIG. 4, the delimitation of the storage mass sub-zones a, b, c, d, etc. is indicated with dashed lines.
The storage mass particles in one sub-zone are in direct contact with the mass particles in the other sub-zone. Gas-permeable wall parts 111, 112 and 113 serve to limit the overall flow, which together with wall parts 111a, 112a, 113a form gas ducts 121, 122 and 123, through which it is made possible - as indicated by arrows 124, the gaseous medium is through the storage mass lead through, which is in the sub-zones. a-e etc. moved from top to bottom.
The gas enters here on the right side through the gas-permeable
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Wall parts 111, 112 and 113 through it, runs in cross-flow through the mass particles of the adjacent offset sub-zones, which have different temperatures, and re-enters the associated gas duct on the left-hand side through wall parts 111, 112 and 113. As can be seen from FIG. 4, the wall parts or the gas ducts are designed and offset from one another in such a way that they each supply the storage mass for the offset sub-zones or, in the same way, the discharge of the storage mass from the individual sub-zones at a certain distance enable.
If subzones a, b, c and d are present on the upper side of the heat exchanger shown, a discharge channel 131a for the storage mass flowing in subzone a is formed, for example, by the right gas duct 121 in connection with the middle right gas duct 122. In exactly the same way, a channel 131b between the upper left and the middle gas guide channel 121 or 122 enables the supply of a further storage mass partial flow which runs in the subzone e. In the same way, additional additions or
Discharge channels between the offset gas channels that limit the storage mass flow, an inlet and discharge of the storage mass flow take place. In this way, in the same way as explained above, it is made possible for the gas, which is guided in cross flow through the adjacent sub-zones, to encounter storage mass particles of different temperatures in the individual sub-zones. As a result, despite the cross-flow of the gas in the same direction, there is in principle the effect of a countercurrent heat exchanger.
In order to obtain a favorable storage mass routing when the partial flows enter or exit the individual partial zone sections or from these, guide wall parts 120, 130, 140 etc. are expediently provided at the ends of the supply and discharge channels, which are parallel to the partial zones or .
Flow paths lie within the sub-zones and separate the storage mass particles of the adjacent sub-zones from one another for a limited length. At the same time, these wall parts also have the advantage that they substantially reduce or prevent undesired diagonal flows of the gas by lengthening the flow path. They can be supported on the duct walls 111a-113a by tubes 159.
In order to achieve the best possible conditions with regard to the storage mass flow, in particular to avoid disturbances of the parallel flow of the storage mass particles in the adjacent zones, it is advisable to design the wall parts that limit the gas passage so that the flow of the boundary layers is impaired as little as possible .
This can be achieved in a particularly advantageous manner if the gas-permeable walls - as indicated in FIG. 5 in the plan view - are constructed from adjacent vertical strips 190 or profiles which leave relatively narrow slots between each other for the passage of gas. This design enables the storage mass particles to pass from top to bottom along the walls without finding any significant frictional resistance, the gas being able to enter the storage mass through the slits that are narrower than the grain size (cf. arrows).
It can readily be seen from FIG. 4 that the lateral offset of the gas ducts 121, 122, 123 located one below the other creates widening spaces with respect to the outer walls 160, within which the storage mass can be fed to the individual sub-zones or can be derived from them again. As indicated on the left-hand side of FIG. 4, separate pipe ducts 139 can also be provided under certain circumstances for routing the storage mass.
Finally, in Fig. 6 of the drawing, a further embodiment is shown in principle, in which the heat exchange subzones through which the gaseous medium to be heated flows in cross-flow and lying one behind the other in the direction of the gas flow are connected in series with respect to the flow of the hot storage mass that a Effect is achieved as in the case of heat exchange devices operating on the countercurrent principle. In the heat exchanger shown in this figure, 51 denotes the gas supply duct, and 52 denotes the gas discharge duct.
53-56 are the partial heat exchange zones, seen in the direction of the gas flow, arranged directly one behind the other, with narrow flow paths for the storage mass bounded by gas-permeable walls (not shown), in which the gas flow is in the same direction perpendicular to the storage mass flow (arrows 57) through the storage mass and the gas-permeable walls (blind walls) can flow through. The storage mass, which flows into the first subzone 53 through the supply line 71, is guided by a diversion 59 with a pneumatic conveying device 60, for example, from the lower end of the heat exchange subzone 53 to the upper part of the following heat exchange subzone 54.
In the same way, by means of further diversions 61, 62, which are also provided with conveying devices 60, the storage mass after flowing through the subzone 54 or 55 from the end of the latter to the beginning of the following subzone. As can be seen, the storage mass temperature in the heat exchange sub-zones lying one behind the other decreases counter to the direction of the flow of the gas, as indicated by arrows 58.