Mit beweglichen Masseteilchen arbeitender Apparat, insbesondere Regenerator, bei dem ein gasförmiges Medium im Gegenstrom durch eine Masseteilchenschicht hindurchgeführt wird
Bekanntlich ergeben sich bei mit Masseteilchen als Wärmeträger arbeitenden Wärmetauschern, ferner bei chemischen Anlagen mit durch eine Schicht von feinkörnigen Teilchen, wie z. B. Katalysatoren, geführten gasförmigen Medien optimale Verhältnisse für den Wärmeaustausch bzw. Berührung der Teilchen durch die Gasstrame, wenn das Medium im Gegenstrom die Masseteilchen durchfliesst, die sich unter dom Gewicht ihrer Schwere entgegen der Gasströmung bewegen.
Weisen nun die Masseteilchenschichten in der Strömungsrichtung der Teilchen nur eine geringe Erstreckung, dagegen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gases und der Masseteilchen eine grosse Flächenausbildung auf, so stellt es ein überaus schwieriges Problem dar, in der grossflächigen Masseteilchenschicht eine gleichmässige gergelte Bewegung aller Masseteilchen bei kleinem Durchsatz zu er ziele, n.
Es s wurde bereits vorgeschlagen, zur Durchsatzregelung der Masseteilchen Roste, insbesondere mit kippbaren Rostelementen, vorzusehen und durch die Bewegungsgeschwindigkeit dieser Roste bzw. Rostelemente den Masseteilchendurchsatz zu beeinflussen.
Jedoch bereitet die Ausführung dieser mit beweg- lichen Teilen arbeitenden Durchsatzregeleinrichtun- gen für grosse Masseteilchenzonen, insbesondere unter Berücksichtigung der auftretenden hohen Tem peraturen, erhebliche Schwierigkeiten.
Gegenstand der Erfindung ist ein mit beweglichen Masseteilchen arbeitender Apparat, wie Wärmetau- scher, m, it im Gegenstrom durch eine Masseteilchen schicht geführter Gasström. ung und mit einer unterhalb der Schicht angeordneten, den Durchsatz regelnden Einrichtung, die das Abströmen der Masseteilchen möglich macht.
Gemäss der Erfindungwird die Durchsatzeinrichtung durch ein Kanalbett von feststehenden, die Bildung von Schüttkeilen für das Abströmen der Masseteilchen ermöglichenden Wandteilen mit Ablaufkanälen für die Masseteilchen gebildet. Hierbei sind in den Wandteilen Öffnungen für die Schüttkeile durchströ mende Teilgasströme. in solcher Weise angeordnet, , dal3 in Abhängigkeit von der Regelung dieser Teilgasströmung die Abströmung der Masseteilchen aus den Schüttkailen in veränderlicher Menge freige- geben oder unterbrochen wird.
Um die gewünschte Beeinflussung der Reibungsverhältnisse in den Schüttkailen möglich zu machen und gleichzeitig den erforderlichen Gasdurchsatz durch die Masseteilchenschicht sicherzustellen, wird in. vorteilhafter Weise die Ausbildung des die Masseteilchenschicht auf ihrer unteren Seite begrenzenden Kanalbettes derart getroffen, dass zwischen den die Bildung von Schüttkeilen in dem Bett ermöglichenden, jedoch die Strömung von.
Masseteilchsn verhindernden Einbau- ten einerseits Zuströmkanäle von der Masseteilchenschicht zu den Schüttkelien, anderseits Gasräume gebildet werden, in welche die Schüttkeile : hineinragssn und aus denen das gasförmige Medium in die Masse- teilchenschicht bzw. die Schüttkeilzuleitungen, übertreten kann.
Für die Wirkunsweise der erfindungsgemässen Einrichtung ist charakteristisch, dass beim Durchströmen der Schüttkeile vonTeilgasmengen die Reibungsverhältnisse zwischen den Masseteilchen ver ändert und die Masseteilchen aufgelockert oder in beschränktem Masse. aufgewirbelt werden, so dass sie in Bewegung geraten und durch Ableitkanäle abströ- men oder abrieseln können. Ist dagegen eine solche Gasströmung nicht vorhanden, so ist die gegenseitige Reibung der aneinanderliegenden masseteilchen so gross, dass eine Strömung nicht zustande kommt.
Die erfindungsgemässe Erfindung bietet je nach der Inten- sität der Gasströmung durch die innerhalb des die MasseteiMienschicht begrenzenden Kanalbettes gebil- deten Schüttkeile die Möglichkeit, die Menge der ab geströmten oder abgerieselten Masseteilchen in weiten Grenzen zu verändern und eine Regelung des Masse- teilchenstromes bei sehr kleinem Durchsatz an Masseteilchen zu erzielen.
Zur Ermöglichung eines unterschiedlichen Verhaltens bzw. verschiedener Durchsatzkennlinien (Masseteilchenstrom als Funktion der durch die Masseteilchenschicht geführten Gasmengen) kann das unterhalb der Massteilchenschicht angeordnete Kanalbett eine verschiedene Ausbildung erbalten. So kann die Anordnung derart getroffen werden, dass die die Bildung'der Schüttkaile ermöglichenden Wand- vorsprünge mit Öffnungen versehen sind, durch die sowohl die Masseteilchen abströmen als. auch die Teilgasströme zur Änderung der Reibungsverhältnisse der Masseteilchen in den Schüttkeilen und damit deren Auflockerung oder Aufwirbelung hindurchgeführt werden.
Bed einer solchen Ausbvildung des die Massetei) lchenschicht auf der unteren Seite begren- zenden, die Durchsatzregelung ermöglichenden Kanalbettes ergibt sich, wie Versuche gezeigt haben, eine fallende Durcbsatzkennlinie, bei welcher der Masseteilchenstrom beim Anwachsen des durch die Schüttkeile geführten Gasmengenstroms abnimmt.
Die Ausbildung des die Durchsatzregelung ermöglichenden. Kanalbettes mit die Schüttkeilbildung ermöglichenden Wandteilen kann jedoch auch derart getroffen werden, dass gesonderte Abströmkanäle für die Masseteilchen neben den die Schüttkeilbil- dung ermöglichenden Wandvorsprüngen'des B'ettes angeordnet sind und die Öffnungen oder Schlitze in den die Schüttkeile e tragenden Wandvorsprüngen im wesentlichen zur Führung der die Schüttkeile durchdringenden Tbilgasmsngen zur Änderung der Reibungsverhältnisse zwischen den Masseteilchen und zur Auflockerung der Strömung vorgesehen sind, derart,
dass die Masseteilchen nach Änderung des Schüttwinkels infolge Durchströmung durch die Teilgasmengen über die an den Masseteilchenableitkanal angrenzende Kante der Wandvorsprünge abströmen können. Eine derartige Anordnung gibt die Möglichkeit zu veiner Änderung der Durchstzkennlinie dadurch, dass parallel zu den die Schüttkeile durch dringenden Tejigasmengen ein Teil der Gasströmung durch die Massetailchenabführungskanäle verläuft, ohne die Schüttkeile zu beeinflussen. Hierbei kann die Gasströmung durch die masseteilchenableitkanäle vorteilhafterweise, durch Erhöhung des Gasströmungswiderstandes in den masseteilchenableit kanälen beeinflusst werden.
Eine'derartige Ausbildung des die Durchsatzregelung ermöglichenden Kanalbettes am Ende'der Masscteilchenschicht'gibt die Mög- l, ichkeit, bei Aufiheizung einer kälteren Gasmenge in einer heisseren Masseteilchenschicht beim Auftre ben einer grösseren Gaserwärmung unter Berücksichtigung der Änderung des Gasvolumens eine steigernde Durchsatzkenniihie (Masseteilchendurchsatz steigt mit wachsendem Gasmengenstrom) zu erzielen.
Ergibt sich, dass bei der erfindungsgemässen Ein- richtung der Masseteilchendurchsatz von der Gasströmung abhängig ist, so kann diese Eingenschaft gemäss der weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur
Regelung ausgenutzt werden. Man kann in einfacher Weise eine Massetailchendurchsatzregelunjg dadurch erzielen, dass in der Gaszuleitung zu der durchströmten Masseteilchenschicht ein den Gasmengenstrom beeinflussendes Regelor, gan, z. B. ein Schieber oder dergleichen, vorgesehen wird. Vorzugsweise kann die Anordnung derart getroffen werden, dass in einer der
Gaszuleitung angeschlossenen Nebanschlussleitung ein regelbares Absperrorgan vorhanden ist.
Weiter kann für die Zwecke der Regelung eine Änderung der Durchsatzkennlinion dadurch erreicht werden, dass in einzelnen Abschnitten der Masseteilchenschichten, die durch Zwischenwandteile von den übrigen Teilen der Masseteilchenschichten getrennt sind, durch steuerbare Organe der Gasdurch- satz unterbrochen bzw. verhindert wird, wodurch sich sprungweise eine Erhöhung der Gasströmung in den übrigen Teilen der Masseteilchenschicht ergibt, an derseits in den abgetrennten. Schichtabschnitten das Abrieseln der Masseteilchen unterbrochen wird.
Weiter kann eine Veränderung der Mengenstrom- kennlinien auch dadurch herbeigeführt werden, dass durch verstellbare Schieber bildende Wandteile, die durch Schlitze in den Wandteilen des Kanalbettes einströmenden, die Schüttkeile durchströmenden Gasmengen oder aber bei Einrichtungen n mit geson derten Massetailchenabströmkanälen, die durch diese e verlaufenden, die Schüttkeile nicht berührenden Gasmengen durch Drosselkanäle steuernde Schieber an den Masseteilchenableitkanälen gersgelt werden.
Auch gleichzeitige Regelung der verschiedenen Te'il- gasströme, die durch die Schüttkeile verlaufen bzw. die Masseteilchenjabströmkanäls durchfliessen, ist mit Verteil anwendbar.
Wie angedeutet, eignet sich die erfindungsge mässe Ausbildung von Durchsatzrageleinmchtungen der Masseteilchenschichten besonders für Wärme- tauscher, und zwar für Regeneratoren mit zwei i Wärmetauschkammern, bei denen ein im Kreislauf durch die Regenratorkammern geführter Masseteil chenstrom dazu dient, unter Benutzung der Masseteilchen als Wärmeträger eine Wärmemenge von einem Gasstrom auf einen anderen Gasstrom zu übertragen.
Hierbei kann mit besonderem Vorteil die Anordnung derart getroffen werden, dass in der einen Regeneratorkammer für die Aufheizung kälterer Masseteilchen durch einen heisseren Gasstrom eine Durchsatzregeleinrichtung mit fallender Kennlinie und für die anderer Re generatorkammer für die Aufheizung eines kälte- ren Gasstromes durch die vorher in der anderen Regeneratorkammer erhitzten Masseteilchen eine Durchsatzregeleinrichtung mit steigender Kennlinie Anwendung findet.
Die vorgeschlagene Anwendung von erfindungsgemässen Durchsatzregeleinrichtungen mit verschiedenen Durchsatzkennlinien bietet regeltechnisch grosse Vorteile, und zwar insbesondere für die e Regelung des Masseteilchendurchsatzes der beide, Regeneratorkammern. auf gleiche Masseteilchen- mengen.
Zu diesem Zweck kann hierbei der Masseteilchendurchsatz mittels der eine verschiedene Kennlinie (ansteigende bzw. fallende Kennlinie) aufwei senden Durchsatzregelemrichtungen der beiden Regeneratorkammern in Abhängigkeit von dem Pe- gelstand in der Überströmleitung zwischen den Rege neratorkammern selbsttätig durch Änderung der Gassmengenzufhr so baeinflusst werden, dass bei Soll- wert Abweichungen des Pegelstandes in der tuber- strömleibung zwischen den Regeneratorkammern der Masseteilchendurchsatz zum Ausgleich der Regel- abweichungen in der einen Regeneratorkammer erhöht bzw. in der anderen Regeneratorkammer verringert wird.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel erläutert werden, das sich auf einen Zweikammerregenera- tor für den Wärmeaustaucsh zwischen zwei gasförmigen Medien bezieht.
Fig. l gibt schematisch einen Schnitt durch einen derartigen Zweikammerregenerator wieder.
Fig. 2 und 3 zeigen ausschnittsweise die Aus- bildung der Masssteilebenschicht mit dem erfin- dungsgemäss ausgebildeten eine Durchsatzregeleinrichtung bildenden Kanalbett unterhalb der Masseteilchenschicht.
Fig. 2a/2b geben in Horizontal-bzw. Vertikalschnitt einen Ausschnitt des Kanalbettes die Anordnung der Öffnungen für Masseteilchen-und Gasströmung mit Nebenöffnungen für letztere sowie einer Regeleinrichtung wieder.
In Fig. 4 und 5 ist eine abweichende Aus- bildung des als Durchsatzregeleinrichtung verwende- ten Kanalbettes unterhalb der Masseteilchenschicht wiedergegeben.
In den Ergänzungsfiguren 6 und 7 ist die Ausfüh- rung der Masseteilchenableitkanäle mit einer zusätz- lichen Drosseleinrichtung für die Gasströmung angedeutet.
Die Fig. Sa, 8b sowie 9a und 9b zeigen zwei Variante der Ausbildung der die Schüttkeile der Durchsatzregeleinrichtung gemäss Fig. 4 tragenden Wandteilvorsprünge.
Fig. 10 zeigt die Durchsatzkennlinien für Einrichtungen gemäss den Fig. 2, 3 bzw. 4, 5.
In der scbematisch einen n Zweikammeregenerator wiedergebenden Fig. l bedeutet 1 die eine zur Masseteilchenaufwärmung durch einen wärmeren Gasstrom dienende Regeneratorkammer, II die zur Erhitzun g eines kalten Gastromes dienende zweite Regenera- torkammer.
Die Regeneratorkammern sind durch wärmeisolierende Gehäuse l bzw. 2 eingeschlossen und durch eine Überströmleitung 20 verbunden, die eine grössere Länge aufweist und beim Vorhandensein einer Masseteilchensäule genügender Länge be züglich der Gasströme eine Absperrung der unter verschiedenen Drücken stehenden Regeneratorkam- mern I und II ermöglicht. 11 und 12 bedeuten die Gaszu- und Ableitung der Regeneratorkammer I, 21 und 22 die Zu-und Ableitung für das gasförnuhge Medium, das die Regeneratorkammer II durchströmt. 13 und 23 sind Masseteilchenschichten der beiden Regeneratorkammern, innerhalb deren der Wärmeaustausch der über die Leitungen 11 bzw.
21 zuströmenden und die Leibungen 12 bzw. 22 abströmenden gasförmigen Medien erfol ; gt. Die Masseteilchen werden n im Kreislauif durch die beiden Rege neratorkammern geführt. Sie strömen bei 14 tuber ein Verteilungskanalsystem 15 der Masseteilchenschicht 13 zu. Die Masseteilchen der Schicht 13 gelangen aus der Kammer 1 über die Überströmlei- tung 20 und das Verteilungssystem 25 in die Masse teilchenzone 23. Nach dem Verlassen dieser Zone gelangen die Masseteilchen über Umleitkanalsystem 24 mit einer Fördereinrichtung 25 wieder zurück in den Masseteilchenzuleitungskanal 14 der Regenera torkammer I.
Um nun in den grossflächigen Masseteilchem- schichten 1 und 23 einen bestimten Masseteil chenduTchsatz zu erzielen, sind unterhalb der Schichten 13, 23 gleichzeitig zur Abstützung der Maase- teilchenschichten und zur Durchsatzregelung dienende Kanalbetten 16 bzw. 26. aus feststehenden Wandteilen für den Durchtritt der Masseteilchen und des Wärmeaustauschgases vorgesehen. Die Ausbil- dung dieser Kanalbetten bzw. Durchsatzregel. einrich- tungen ist näher in den Fig. 2 und 3 der Zeichnung wiedergegebn.
In den Fig. 2 und 3 bedeutet wieder 13 die Masseteilchenschicht. An ihrer unteren Seite wird die masseteilchenschicht durch ein Bett 30 von parallel angeordneten Wandteilen 31 begrenzt, die aus hoch- temperaturfestem Material, wie Korund, Silziumkarbid oder anderen keramischen Werkstoffen bestehen.
Zwischen diesen parallelen Wandteilen 31 sind Einbauten 32 mit einem gasdurchlässigen Wandteil 33 vorgesehen, die den Raum zwischen den parallel angeordneten Wandteilen 31 dn Masseteilehenzuström- kammern 34 und Gasräume 35 unterteilen.
Die gas durchlässi. gen Wandte, ile 33 grenzen an die Masse teilchenschicht 13 an. Die das Bett bildenden Wandteile 31 weisen vorspringende Teile 31a auf, die sich unter die von den Einbauten 32 umschlossenen Gaskammern 35 erstrecken und die Bildung von Schüttkeilen 13a ermöglichen. letztere ragen in den Raum unterhalb der Gaskammern 35. Die Wandteilvor- sprünge 31 a sind nun unterhalb der Gaskammern mit Öffnungen 36 versehen, die unter gewissen Vor aussetzungen ein Abfliessen der masseteilchen mög lich machen und durch die aus dem Raum unter- halb der Wandteile 31 Teilgasmengen in die Gaskammern 35 einströmen können.
Die Öffnungen 36 sind so bemessen, beispielsweise bei etwa kreisförmi- ger Ausbildung der Öffnungen 36, mit einem etwas mehr als das Zweifache des Korndurchmessers be trangenden Durchmesser ausgeführt'bzw. bei quadra- tischer Ausführung mit einem dem etwas mehr als das Zweifache des.
Korndurchmsssers betragenden Saitenabstand ausgeführt, dass beim Bilden von Schüttkeilen 13a auf den Wandteilen 31 bzw. deren Vorsprüngen 31 a-solange keine Gasströmung oder nur eine sehr geringe Gasströmung durch die Löcher 36 vorhanden ist-die zwischen den Masseteilchen der Schüttkeile eintretende Reibung einen solchen Bewegungswiderstand zwischen den Masseteilchen her vorruft, dass eine Massetsilchenabströmung durch die Öffnungen 36 verhindert wird.
Ist nun infolge Druckdifferenz oberhalb bzw. unterhalb der Masseteilchenschicht und dem kanalbett eine gewisse Gasströmung vorhanden, so wird durch'die durch'die Öffnungen 36 zufliessenden, die Schüttkeile durchdringenden Teil- gasströme die Reibung zwischen den Masseteilchen der Schüttkeile verringert. Die Masseteilchen werden infolgedessen aufgelockert und unter Umständer in dem Gasraum etwas hochgewirbelt. Nunmehr können, da die vorher vorhandene Behinderung der Bewegung durch Reibungskräfte nicht mehr wirksam ist, Masse teilchen aus den Schüttkeilen durch die Öffnungen 36 abströmen oder abrieseln. Die Intensität der Strö mung hängt hierbai von der Gasströmung durch die Öffnungen 36 ab.
Das Schaubild der Fig. 10 veranschaulicht in Kurve A die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung gemäss Fig. 2 und 3. In diesem Schaubild ist die bei Versuchen ermittelte Abhängigkeit der ausfliessenden Masseteilchenmenge M pro Zeiteinheit in Abhängigkeit von dem Gasmengendurch- satz G wiedergegeben. In dDm stabilen Bereich ober- halb eines gewissen Gasmengendurchsatzes fällt nach der dargestellten Kennlinie der masseteilchendurchsatz mit zunehmender Gasmenge ab. Bemerkenswert ist, dass die beschriebene.
Einrichtung in, folge der gemäss Kurve A, Fig. 10, abfallenden Durchsatzcharaktenistik die Möglichkeit gibt, bei Störungen infolge Änderungen der Schichtstärke eine Selbst- regelung auf eine gleichmässige Verweilzeit herbeizuführen, was im folgenden kurz näher erläutert sei : Steigt bei einem Betrieb örtlich, etwa wegen Verrin- gerung der Schichtdicke, die Gasgeschwindigkeit, so bewirkt dies entsprechend der Kennlinie der Kurve A, Fig. 10, eine herabsetzung des Masseteilchendurch- satzes. Mit der hierbei verrmgerten Masseteilchen- geschwindigkeit ergibt sich bei verkürzter Weglänge eine gleiche Masseteilchenverweilzeit wie in den be nachbarten Bereichen grösserer Schichtdicke.
In analoger Weise wird an Stellen, an denen wegen Vergrösserung der Schichtstärke die Gasgeschwindigkeit zu gering ist, der Durchsatz beschleunigt. Diese gegensinnige Wirkung bei zu kleiner bzw. zu grosser Gasgeschwindigkeit wirkt zwangläufig im Sinne einer Vergleichmässigung der Verweilzeit bzw. Durchsätze iiber die ganze Masseteilchenschicht. In verstärktem Masse wirkt sich dieser stabilisierende Effekt bei einer Masseteilche, nschicht aus, die von heiss anströ- mendem, in der Schicht sich abkühlendem Gas durchsetzt wird.
In den Fig. 2a und 2b ist noch eine Abänderung der in Fig. 2 wiedergegebenen Anordnung dargestellt.
Bei dieser Abänderung sind ausser den für die Ab leitung der Masscteilchen und die Einspeisung von Teilgasmengen in die Schüttkeile ermöglichenden Öffnungen 36 noch zusätzliche nur den Gasdurchtritt ermöglichende Nebenkanäle oder Schlitze 37 vorhanden, welche die durch die Schüttkeile geführte Teilgasmenge zu vergrössern gestatten. Um die durch diese Kanäle 37 durchtretenden Teilgasströme ändern zu können, sind-wie in Fig. 2b angedeutet ist - Flachschieber 38 mit Durchtrittsöffnungen oder Schlitzen 39 vorgesehen, durch deren Verschiebung der Gasdurchtritt durch die Offnung 37 der Wand teilvorsprünge 31 a freigegeben oder verhindert wer , den kann.
Bei einem Zweikammerregenerator der in Fig. 1 dargestellten Art kann grundsätzlich in den beiden Kammern I und II eine Durchsatzregeleinrichtung gemäss Fig. 2 und 3 Anwendung finden.
Unter Umständen kann es jedoch, auch erwünscht sein, wenigstens einer der Durchs, atzregeleinrichtun- gen eine Kennlinie zu geben,. die ein anderes Verhalten zeigt.
In Fig. 4 und 5 ist eine abweichende Ausbildung eines Kanalbettes bzw. einer Durchsatzregeleinrich tung dargestellt, die die Erzielung abweichender Kennlinien gestattet.
Bei dem in den Fig. 4 und 5 ausschnittsweis, e wiedergegebsnen Wirbelkanalbett einer Durchsatz- regeleinrichtung sind neben den Öffnungen oder Schlitzen für die Durchführung von Teilgasmengen durch die Schüttkeile des Wirbelkammerbettes gesonderte Messeteilchenabeitkanäle vorgesehen.
Es bedeuten in Fig. 4 und 5 41 die das Kanalbett 40 bildenden Wandteile - z.B. zus Stahlblech - mit den die Bildung der Schüttkeile ermöglichenden Wandteilvorsprüngen 41 a. Der Raum zwischen den Wandteilen 41 wird durch die gasdurchlässigen, aus einander überdeckenden Wandabschnitten gebildetein Einbauten 43 in mit der Masseteilchenschicht 23 in Verbindung stehenden Masseteilchenzuleitkammern 44 und Gaskammern 45 unterteilt.
Die die Bildung der Schüttkeile ermöglichenden Wandvorsprünge 41 a reichen mit den Schüttkeilen 23 a in den Raum unterhalb der Gaskammern 45 und weisen Schlitze oder Öffnungen 46 für die Einleitung von Teil'gasströmen in die sich zwischen den Wandteilvorsprüngen 41a und den unteren Zwischenwendteilen 43 bildenden Schüttkeilen 23a auf. Bei dieser Anordnung liegen Masseteilchenabströmkanäle 48 neben den Wandteilvorsprüngen 41a.
Die Wirkungsweise dieser An ordnung besteht darin, dass-wie in dem linken Teil der Fig. 4 dargestellt - bei fehlender Gasdurchströ mung durch die Schlitze 46, die Schüttkeile 23a unter einem verhältnismässig grossen Böschungswinkel ge- neigt sind, so dass ein Überströmen über die Kante die Wandteilvorsprünge 41a in die Abströmkanäle 48 nicht möglich ist. Wird durch die Schlitze 46 unter dem Einfluss einer Druckdifferenz ein Gasströmung hervorgerufen, die die Schüttkeile durchdringt, so ergibt sich, dass die Reibung zwischen den einzelnen Masseteilchen je nach der Intensität der Gasströmung erheblich herabgesetzt wird.
Der Böschungsweinkel der Schüttkeile 23a ändert sich, die Teilchen können über die Kanten der Vorsprünge 41a in die Abströmkanäle 48 abfliessen, nachdem durch die Gasströmung durch die Schüttkeile eine gewisse Aufwirbelung oder Auflockerung eingetreten war. Diese Wirkung ist im rechten Teil der Fig. 4 dargestellt. Die Schlitze 46 können ohne grundsätz- liche Änderung der wirkungsweise so bemessen sein, dass ein Durchtritt von Masseteilchen nicht ausgeschlossen wird oder möglich ist, was zwecks Verhinde- rung von Verstopfungen der Schlitze 46 zweckmässig sein kann.
Zur Beeinträchtigung bzw. Änderung der durch die Masseteilchenabströmkanäle 48 fliejenden Gas mentie sind diese Kanäle mit in abwechselnd verschiedener Neigung übereinander angeordneten Einbauten 51 versehen, die einerseits die Ableitung der aus dem Kanabett abströmenden Masseteilchen ermögliche, anderseits drosselnd auf die Masseteil chenableitkanäle 48 durcbfliessenden Gasteilströme einwirken.
Wie in Fig. 6 und 7 angedeutet ist, können die zylindrischen oder prismatischen Masseteilohenab- strömkanäle 48 mit Öffnungen 52 für den Gasein- tritt versehen sein, die durch verschiebbare Wandteile 53 (Ringschieber) abgeschlossen oder mehr oder weniger geöffnet werden können, um den Dros selwiderstand für die Gasströmung in den Masseteil chenableitkanälen 48 ändern zu können.
Fig. 7 zeigt im einzelnen wie die Schieber mehrerer paralleler Masseteilchenabströmkanäle 48 in einem Rahmen 54 zusammengefasst sind, der durch einen Spindelantrieb 55 zum Zweck der Regelung aufwärts oder abwärts verschoben werden kann.
Grundsätzlich wäre es im übrigen bei einer Einrichtung gemäss den Fig. 4 und 5 ebenfalls möglich, durch Regelorgane, beispielsweise als Schieber wir kende Wandteile, die durch die Schlitze 46 und die Schüttkeile 23a geführten Teilgasströme zu verändern.
In Fig. 6 ist mit gestrichelten Linien ein ent- sprechender Plachschieber 56 mit Schlitzen für die Regelung der Gaszufuhr zu den Schüttkoilen angedeutet.
Wie der Querschnitt der Fig. 5, im einzelnen näher veranschaulicht, ist das aus den Wandteilen 41 und den Einbauten 43 gebildete kanalbett auch durch Querwände 49, die senkrecht zu der Zeichen- ebene verlaufen, in Kammern unterteilt. Dieser Kam merunterteilung ist die Ausbildung der Begrenzungswandteile 50 fur, die Kanäle 48 angepasst.
Um den Masseteilchendurchsatz besonders klein zu halten, empfiehlt es sich, bei der Anordnung gemäss Fig. 4 und 5 den Vorsprüngen 41a der WandteiLe 41 des Kanalbettes eine besondere Gestaltung zu geben. Wie die Teilausschnitte der Fig. 8a, 8b erkennen lassen, können die Wandteilvorsprünge 41a an ihrer Abströmkante mit erhöhten Teilen 57 aus- geführt werden, zwischen denen eine rinnenförmige Vertiefung 58 vorhanden ist. Die Fig. 9a und 9b zeigen eine etwas abweichende Anordnung, bei wel- cher am Ende der Wandteilvorsprünge, die ohne Steigung ausgeführt sind, Querwandteile 59 mit zwischen diesen angeordneten Ablaufschlitzen 60 vor ha. nden sind.
In Fig. 10 gibt Kurve B die Durchsatzkennlinie eines Kanalbettes bzw. einer Durchsatzregeleinricht tung gemäss Fig. 4 und 5 für den Fall wieder, dass in der zugeordneten Masseteilchenschicht die zugeführte Gasmenge in stärkerem Masse aufgeheizt wird.
Dabei ergibt sich, dass die abströmende Teilchen- menge in Abhängigkeit von dem Gasmengenstrom nicht abfällt, sondern ansteigt. Dies hat zur Folge, dass unter den bezeichneten Bedingungen bei etwaigen örtlichen Änderungen der Teilchenschicht keine Störungen im Betriebe möglich sind, sondern eine selbstregelnde Wirkung, d. h. ein selbsttätiger Ausgleich des Masseteilchenmengenstromes über die gesamte Schicht erreicht wird : Wenn im Falle einer Scheichtdicken-Änderung, beispielsweise Verringerung, durch Herabsetzung des Druckabfalles eine Erhöhung des Gasmengenstomes eintritt, so muss dieses bei steigender Kennlinie eine Erhöhung des Teilchenstromes zur Folge haben.
Damit fliessen aber mehr heisse masseteilchen nach, der Luftwiderstand erhöht sich entsprechend, und infolgedessen wird eine Störung des Betriebes bzw. der Wärme. austauschbe- dingungen vermieden.
Wie bereits angedeutet war, ermöglicht die Er findung in einfacher Weise eine Regelung des Teilchendurchsatzes durch Änderung der Gasströmung durch die masseteilchenschichten. Die Änderung der Gasströmung kann in einfachster Weise durch Bei passleibungen mit Regelorganen zu den Gaszuleitun- gen der Masseteilchenschichten erfolgen. Weiter ist es möglich, in einzelnen Abschnitten der Masseteil chenschichten unter Anwendung von Trennwänden und Absperropganen die Gasströmung und infolgedessen den Masseteilchendurchsatz zu unterbrechen und damit die Strömung und den Durchsatz in dem bübrigen Teil der Masseteilchenschicht in grösserem Masse zu ändern.
Auf diese Weise kann sowohl der Wasserwert M. c des Masseteilchenmengenstromes an den Wasserwert G. cp des Gasstromes angepasst werden. Ferner ist eine Flächenangleichung bei sich ändernden Gasdurchsatzmengen möglich.
Nachstehend soll beispielsweise anhand der Fig. 1 die selbsträtige Regelung des masseteilchendurchsatzes fUr den in der genannten Figur dargestellten Regenerator näher erläutert werden : Zur Erzielung günstiger Regelverhältnisse ist für die Regenerator kammer 1 ein. Kanalbett (mit fallender Durchsatz- kennlinie gemäss Fig. 2 und 3 und für die Zone II ein Kamalbett gemäss den Fig. 3 und 4 mit ansbeigen- der Kennlinie vorgesehen.
In den Regeneratorkammern I und II sind durch Wandteile 61 und 62 bzw. 63 noch. gesonderte be züglich der Gasströmun, abtrennbare Abschnitte 61a-63a der Masseleilchenschicht nebst gesonder- ten Gasführungsräumen vorgesehen, durch die er möglicht wird, mittels Ab, sperr. klappen 65, 66 bzw.
67 die Gasströmung in den erwähnten Masseteilchem- schichten 61a-63a abzusperren. 68 ist noch eine Rückschlagklappe, die eine Abströmung der aus den durch den Wandteil 63 abgetrennten Abschnitt 63a der Masseteilchenschicht abfleissenden Teilchen. er möglicht.
Um nun in der Regeneratorkammer 1 gemäss Kurve A Fig. 10 bzw. in der Ragener. atorkammer II gemäss Kurve B Fig. 10 eine Regelung der Masse teilchenströmung zur Anpassung der Durchsätze und Vermeidung von Störungen vornehmen zu können, sind die Gasziuleitungen 11 bzw. 21 mit, durch Regelorgane 71, 72 verschlossenen Beipassleitumgen 73, 74 versehen,, die ermöglichen, durch mehr oder weni- ger weitgehende Öffnungen der genannten Regelorgane die Gasströme, welche den Kanalbetten 16, 26 zuströmen, zu verändern.
Zur Betätigung der Ventile bzw. Absperrorgne in den Beipassleitungen dienen nicht dargestellte Ventilantriabe, die von einem Regler 76 gesteuert werden. Dem Régler werden in Abhängigkeit von dem Pegelstand der Masseteilchensäule 77 in dem Über strömkanal 20 zwischen den Regeneratorkammern I und II Signale zugeführt. Als messgrösse für den Pegelstand kann - wie bei dem Beispiel angenommen ist-der Druck an der Massetailchensäule 77 in dem Überströmrohr 20 verwendet werden, da dieser Druckabfall der Länge der masseteilchensäule proportional ist.
Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, auf anderem Wege pegelstandsabhängige Signale zu erzeugen, beispielsweise mit Hilfe von. den Über- strö, durchdringenden Strahlen, die auf Photozellen einwirken, oder in beliebiger anderer Weise.
Sinkt der Pegelstand in der Überströmleitung 20 unter einen gewissen Wert, so wenden die Gasabström- ventile 71, 72 in den Beipassleitungen 73, 74 durch den Regler 76 über die Stauerleitungen 78, 79 im Sinne eines Öffnens der Beipassleitungen verstellt.
Der Gasdurchtritt durch die Regeneratorkammern wird verringert, dementsprechend ändert sich auch die abgeführte Massemenge entsprechend der Charakteristik der Durchstzregeleinrichtung. Durch das Öffnen des Durchlassquerschnittes des Regelorgans 71 in der Beipassleitung 73 der Regeneratorkammer 1 wird bei der gezeigten Anordnung der Gasdurchlass durch die Regeneratorkammer I verringert und infolgedessen der Masseteilchendurchsatz erhöht. In der Kammer II wird gleichzeitig durch ÖH- nen vom Ventil 72 die Gaszufuhr verringert und entsprechend der Kennlinie auch der Masseteilchendurchsatz herabgesetzt. Auf diesem Wege wird unter Ausnutzung der verschidenen Kennlinien eine wirksame und schnelle Regelung bzw.
Anpassung des Masseteilchendurchsatzes in den Regeneratorkammern herbeigeführt.
Die Reglung kann auch dadurch wirksamer ge macht werden, dass beispielsweise m der Regenerator- kammer I abschnittsweise der Gasdurchtritt und damit auch die Masseteilchenströmung. infolge Betäti- gung der Absperrorgane 65, 66 unterbrochen wind.
Auch die Steuerung der Absperrorgane 65, 66 kann pegelstandsiabhängig. erfolgen. Zu diessm Zweck ist das Schaltwerk 60 vorhanden. Ein vom regler gesteuerten Antrieb des Ventils 72-abhängiger Signal- schalter 70 ermöglicht es, signalabhängig nachein- ander durch das Schrittschaltwerk 60 nach dem erstmaligen AUnterschreiten eines Kleinstpegelstandes in der Leitung 20 die Gasdurchstömung durch den , durch das Abserrorgan 65 abschaltbaren Abschnitt 61 a der Masseteilchenschioht 13 zu unterbrechen, während bei. einem erneuten Absinken des Pegel- standes und der Sendung eilnes zweiten Signals über den Signalschalter 70 durch.
das Schaltwerk 60 die Regelklappe 66 eines zweiten abschaltbaren Abschnittes der Masseteilchenschicht 13 geschlossen wird.
Die Einrichtung arbeitet somit. in der Weise, dass durch die Gasmengenregelung durch die Reipassven- tile 71, 72 eine feinregelung, durch Abschaltung von Abschnitten der %Masseteilchenzone 13 eine Grobregelung herbeigeführt wird. grundsätzlich ist , es auch möglich, in der Zone 63a abschnittsweise im Verlaufe der Regelung den Gasdurchtritt mittes der Klappe 67 abzusperren.
Ist, wie mit gestrichelten Linien angedeutet ist, zwischen dem Gasableitkanal 22 der Regenerator- kammer II'und dem Gaszuführungskanal 11 der Kammer 1 (vgl. Fig. 1) eine Anglage V (z. B.
Ofenanlage) eingeschaltet, der über die Leitung 21 ein Luftstrom zugeführt wird, der gegebenenfalls nach Zufuhr von Wärme in der Anlage V über die Lei- tung 11 und die Regeneratorkammer I abgeführt wird -wobei also im wesentlichen der gleiche Luftstrom durch die beiden Regeneratorkammern und die Anlage V hindurchgeführt wird - so dkann es ausreichend sein, wenn nur in der Zuleitung 21 durch Öffnen eines einen beipass absperrenden Ventils 72 die Gasmenge durch beide Regeneratorkammern durch einen Regelvorgange geändert wird; jedoch kann auch in diesem Falle zusätzlich eine Absperrung der Gasströmung durch einzelne Abschnitte der masseteilchenschicht mittels der Absperrorgane 65, 66 vorgenommen werden.