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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Rückgewinnung der von einem warmen Körper abfliessenden Wärme, welcher Körper in einem Innenmantel (3) eingeschlossen ist, der sich seinerseits innerhalb eines Aussenmantels (2) eines Speicherbehälters (1) befindet, derart, dass zwischen dem Aussenmantel (2) und dem Innenmantel (3) ein Zwischenraum besteht, dadurch gekennzeichnet, dass in diesem Zwischenraum ein Fluid im wesentlichen senkrecht gegen die Aussenfläche des Innenmantels (3) geleitet wird, wobei das Fluid die von dieser Aussenfläche abfliessende Wärme aufnimmt und das Fluid von dieser Aussenfläche abgeführt und entweder dem warmen Körper zugemischt oder für Heiz- oder Prozesszwecke ausgenützt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeaufnehmende Fluid unter einem Druck gehalten wird, der gleich ist dem auf den Innenmantel (3) wirkenden Druck des gespeicherten Mediums.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als wärmeaufnehmendes Fluid Wasser verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als wärmeaufnehmendes Fluid Gas oder Dampf verwendet wird.
5. Speicherbehälter zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem das zu speichernde Medium aufnehmenden Innenmantel (3) und einem Aussenmantel (2), der die vom gespeicherten Medium auf den Innenmantel (3) ausgeübte Kraft aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Innen- und der Aussenmantel (3 bzw. 2) einen Raum begrenzen, der eine dem Aussenmantel (2) benachbarte Aus senkammer (11), eine dem Innenmantel (3) benachbarte Innenkammer (12) und eine zwischen dieser Innen- und Aussenkammer angeordnete fluidleitende Struktur (4, 15, 18,20) aufweist mit im wesentlichen senkrecht zur Aussenfläche des Innenmantels (3) gerichteten Strömungskanälen, die dazu bestimmt sind, von einem Fluid in Richtung von der Aussenkammer (11) zur Innenkammer (12) durchströmt zu werden, und dass Mittel (5, 6,7;
23-28) zur Zuleitung des Fluids in die Aussenkammer (11) und zur Regelung des Fluiddruckes sowie Mittel zur gleichmässigen Verteilung der Fluidströmung auf die wärmeabgebende Aussenfläche des Innenmantels (3) vorgesehen sind.
6. Speicherbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidleitende Struktur aus plattenförmigen Schichten einander berührender und miteinander verbundener, beidseitig offener Rohre (10, 17, Fig. 5 a-e) besteht.
7. Speicherbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidleitende Struktur (18) aus plattenförmigen Schichten eines zwischen gelochten Deckplatten (19) eingeschlossenen faserigen oder porösen Materials besteht.
8. Speicherbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidleitende Struktur (20) aus plattenförmigen Schichten eines zwischen gelochten Deckplatten (20) eingeschlossenen körnigen Schüttgutes besteht.
9. Speicherbehälter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidleitende Struktur (4, 18, 20) Stützelemente (13, 16) aufweist, deren eines Ende mit der Aussenfläche des Innenmantels (3) und deren anderes Ende mit einem mit der Innenfläche des Aussenmantels (2) verbundenen Schutzmantel (14) verbunden ist.
10. Speicherbehälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidleitende Struktur in eine Mehrzahl von Schotten (22) unterteilt ist, dass die Schotte (22) über Ringleitungen (23) und Radialleitungen (27) mit der das Fluid liefernden Quelle in Verbindung stehen, und dass in den Radialleitungen (23) Steuerventile (28) zur kontinuierlichen oder pulsierenden Dosierung des Fluids vorhanden sind.
11. Speicherbehälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkammern (12) der Schotte (22) über Rohre (29), Ringrohre (30) und von diesen Ringrohren (30) abzweigende Rohrstutzen (31,32,33), die im obersten Teil des Speicherraumes münden, mit dem Speicherraum kommunizieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung der von einem warmen Körper abfliessenden Wärme und einen Speicherbehälter zur Ausführung des Verfahrens nach den Oberbegriffen der Patentansprüche bzw.5.
Ein gegenüber der Umgebung warmer Körper wird in der Industrie üblicherweise durch einen Isoliermantel aus schlecht wärmeleitenden, festen Materialien gegen Wärmeverluste geschützt. Die zur Umgebung abfliessende Wärmemenge lässt sich je nach Isolationsaufwand mehr oder weniger verringern, ein gewisser Wärmeverlust muss aber in jedem Falle in Kauf genommen werden. Der Exergieanteil der auf diese Weise vom warmen Körper abfliessenden Wärmemenge wird also in Anergie umgewandelt.
Ist der zu isolierende warme Körper der Innenmantel eines unter hohem Druck stehenden Speicherbehälters, bei dem die mechanischen Beanspruchungen oder Kräfte vom Innenmantel über die Isolierschicht auf eine äussere, die mechanischen Beanspruchungen aufnehmende Konstruktion übertragen werden, so muss die Isolierschicht auch den entsprechenden Festigkeitsanforderungen genügen.
Die vorliegende, in den Ansprüchen 1 und 5 definierte Erfindung entstand aus der Aufgabenstellung, den Exergieanteil der entweichenden Wärme möglichst weitgehend zurückzugewinnen und, soweit erforderlich, die Übertragung der erwähnten mechanischen Beanspruchungen auf die tragende Struktur des warmen Körpers zu gewährleisten.
Die Erfindung macht sich dabei die Tatsache zunutze, dass die von einem warmen Körper durch eine ihn umgebende poröse oder sonstwie durchlässige feste Isolierschicht infolge Konvektion und Wärmeleitung nach aussen verlorengehende Wärme von einem flüssigen oder gasförmigen Fluid, das im Gegenstrom zum Wärmeabfluss durch die feste, durchlässige Isolierschicht hindurch gegen die Aussenfläche den warmen Körper enthaltenden Behälters geleitet wird, praktisch zur Gänze aufgenommen und gegen die Aussenfläche dieses Behälters zurückgeführt wird. Das Fluid erwärmt sich dabei bis auf knapp unterhalb der Oberflächentemperatur des den warmen Körper einschliessenden Behälters.
Das erwärmte Fluid kann dann entweder dem warmen Körper selbst wieder zugeführt werden, falls er ebenfalls ein Fluid ist, wobei dann zwar seine Wärmekapazität annähernd gleich bleibt, wegen der grösseren Fluidmasse seine Temeraturjedoch allmählich absinkt, wenn nicht weiter Wärme zugeführt wird. Oder das erwärmte Fluid wird, besonders dann, wenn es sich um einen festen warmen Körper handelt, beispielsweise um einen Ofen oder eine Brennkammer, direkt oder indirekt über Wärmetauscher für Heiz- oder Prozesszwecke verwendet.
Massnahmen solcher Art, durch die ein Rückgewinn des grössten Teiles der vom warmen Körper nach aussen abgehenden Wärme erreicht wird, sind bekannt aus der US-PS 2 215 532, aus der DE-OS 2503 074 sowie aus der EP-Patentanmeldung 0 012 037.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiele näher beschrieben.
In der Zeichnung stellen dar:
Fig. 1 schematisch einen Speicherbehälter aus Beton, bei
dem das erfindungsgemässe Verfahren verwendet wird,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer erfindungsgemässen fluidleitenden Struktur, an der das Verfahrensprinzip erläutert wird,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Struktur nach Fig. 2,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der fluidleitenden Struktur,
Fig. 5 verschiedene Querschnitte von Rohren, die bei einer Struktur nach den Fig. 2 und 3 verwendet werden können, und die
Fig. 6 bis 9 weitere Ausführungsformen von erfindungsgemässen fluidleitenden Strukturen.
Der in Fig. 1 dargestellte Speicherbehälter 1 weist einen Aussenmantel 2 aus Beton auf, der hohe Temperaturen nicht verträgt und bei dem, neben der erwähnten Wärmerückgewinnung, schon aus diesem Grunde ein Rücktransport der aus dem warmen Körper nach aussen strömenden Wärme zu dessen Aussenfläche erforderlich ist.
Ein Innenmantel 3 nimmt den warmen Körper auf, z.B. ein heisses und unter Druck stehendes Medium. Zwischen diesem Innenmantel 3 und dem Aussenmantel 2 befindet sich eine durch Schraffur schematisch dargestellte fluidleitende Struktur 4, von der einige mögliche Ausführungsformen anhand der restlichen Figuren beschrieben werden. Über eine Leitung 5 mit einem Ventil 7 kann ein von einer Pumpe 6 unter Druck gesetztes Fluid in die Struktur 4 eingeleitet werden. Das an der Stelle 8 in diese Struktur eintretende Wasser wird auf die Struktur verteilt und nach Durchströmen derselben an geeigneter Stelle gesammelt und durch den Aussenmantel 2 hinaus- und der Verwendungsstelle zugeführt.
Anhand der Fig. 2, die schematisch einen Ausschnitt aus einer möglichen Ausführungsform der Struktur 4 darstellt, werde nun das Prinzip des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert. Das die abfliessende Wärme aufnehmende Fluid wird durch den Aussenmantel 2 des Speicherbehälters 1 in eine Aussenkammer 11 und aus dieser durch Leitelemente, die im vorliegenden Falle aus Rohren 10 bestehen, in eine Innenkammer 12 geleitet, die an den Innenmantel 3 grenzt, der den warmen Körper aufnimmt. Beim Durchströmen der Rohre transportiert das Fluid die von der Aussenfläche des Innenmantels 3 nach aussen abfliessende Wärme wieder nach innen zurück, von wo sie zur eingangs erwähnten Verwendungsstelle abgeführt wird. Die Fluidschicht kann dabei nahe der Aussenfläche des Innenmantels 3 nahezu deren Temperatur annehmen.
Das so erwärmte Fluid kann somit wegen seiner im allgemeinen hohen Temperatur thermodynamisch wirkungsvoll für einen Prozess verwendet werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Struktur 4 besteht im wesentlichen aus einer Schicht der erwähnten Rohre 10, die einander berühren und beidseitig offen sind und durch Schweissen, Tauchlötung oder dergleichen miteinander zu einer Wabenstruktur verbunden sind. Diese Struktur ist in dem vom Aussenmantel 2 und Innenmantel 3 gebildeten Zwischenraum mit Abstand gegenüber denselben angeordnet, wodurch die erwähnte Aussenkammer 11 und Innenkammer 12 gebildet werden. In die Aussenkammer 11 wird das Fluid, bei dem es sich bei den meisten technischen Anwendungen um Wasser handeln wird, über die Leitung 5, siehe Fig. 1, zugeführt und strömt durch die Rohre 10 von aussen nach innen in die Innenkammer 12, wo es an geeigneter Stelle gesammelt und, wie oben erwähnt, der Verwendungsstelle zugeführt wird.
Die Fülleitung für das zu speichernde Medium ist in Fig. 1 mit 9 bezeichnet.
Die Übertragung der mechanischen Beanspruchungen vom Innenmantel 3 auf die äussere Konstruktion, im vorliegenden Falle auf den aus Beton bestehenden Aussenmantel 2, kann durch Druckhaltung des Fluids oder durch Stützung mittels Bolzen oder Rohren bzw. durch eine Kombination der beiden erfolgen. Die Stützen dienen dabei gleichzeitig als Halterung für die Struktur 4.
Die Stützen können gemäss den Fig. 2 und 3 als Bolzen 13 oder gemäss Fig. 4 als Stützrohre 16 ausgebildet sein, die speziell dickwandig sind. Solche Stützrohre können mit einer Anzahl von Rohren 17 zu Rohrbündeln 15 vereinigt sein, die in ihrer Gesamtheit die fluidleitende Struktur bilden. Die Stützrohre können auch mit Querschnitten gemäss Fig. 5a-e ausgeführt werden.
Die Stützelemente 13, 16 erstrecken sich vom Innenmantel 3 bis zum Aussenmantel 2, der im Falle eines Betonmantels an seiner Innenfläche mit einem Schutzmantel 14 versehen ist, siehe Fig. 2. Im Falle von gewöhnlichen Stützrohren 16 sind ihre beiden über die Struktur hinausragenden Enden mit Durchbrüchen für den Zu- und Austritt des wärmeaufnehmenden Fluids zu versehen. Bei Stützrohren gemäss Fig. 5 wird man für den gleichen Zweck an den beiden Enden einfach den kreiszylindrischen Mantel entfernen.
Die Fig. 6 zeigt eine fluidleitende Struktur, bei der anstelle von Rohren eine faserige oder stark poröse Füllschicht 18 verwendet wird, deren Poren bzw. Faserzwischenräume durchgehende, die beiden Kammern 11 und 12 verbindende Kanäle bilden. Als Fasermaterial für diese Füllschicht kommt beispielsweise Glaswolle in Frage, die ebenso wie etwa stark poröser Tuffstein ein sehr schlechter Wärmeleiter ist und damit stark wärmedämmend wirkt. Die Füllschicht 18 liegt zwischen zwei Deckplatten 19 mit über ihre ganze Fläche verteilten Durchbrüchen für den Durchtritt des Wassers. Die Deckplatten sind mit Stützrohren 16 verbunden, die wiederum mit dem Innenmantel 13 und dem Schutzmantel 14 verbunden sind.
Die in Fig. 7 gezeigte Struktur ist ebenso aufgebaut wie jene nach Fig. 6, anstelle einer verfilzten oder einstückigen porösen Füllschicht weist diese aber eine Füllung 20 aus grobem Kies auf, die von zwei gelochten Deckplatten 21 zusammengehalten wird. Diese Deckplatten können mit Querplatten Kästen bilden, die in ihrer Gesamtheit die Struktur bilden.
Um eine gleichmässige Verteilung des wärmeaufnehmenden Fluids über die ganze fluidleitende Struktur zu erreichen, muss, zumindest bei grösseren Speichern, das Fluid an mehreren, über den Aussenmantel verteilten Stellen eingeführt werden und auch in der Aussenkammer müssen Leitbleche oder Kanalsysteme vorgesehen sein, die das Fluid über die ganze Struktur möglichst gleichmässig verteilen.
Den Druck des Fluids stellt man so ein, dass in der Aussenkammer 12 wenigstens annähernd der gleiche Druck herrscht wie im Speicherraum innerhalb des Innenmantels 3. Diese Massnahme verhindert übermässige Beanspruchungen des Innenmantels 3 durch Druckdifferenzen zwischen dem Speichermedium und dem wärmeaufnehmenden Fluid.
Ist das Fluid gasförmig, z.B. Luft, so müssen ein Kompressor und ein Abblaseventil vorgesehen werden. Diese müssen in Abhängigkeit vom Druck im Speicherraum so gesteuert werden, dass die oben gestellte Bedingung betreffend Druckausgleich erfüllt ist.
Falls das Fluid eine Flüssigkeit ist, insbesondere Wasser, so ist es zweckmässig, die Struktur in Schotte aufzuteilen, um eine gleichmässige Verteilung des Wassers auf ihre Oberfläche zu erreichen. Eine solche Ausführung ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt, wobei die linke Hälfte der Fig. 8 einen Axialschnitt und die rechte Hälfte eine Draufsicht auf die Struktur bei abgenommener vorderer Hälfte des Aussenmantels 2 zeigt. Fig. 9 ist ein achsnormaler Schnitt in Höhe der Wasserlinie. Bei dieser Ausführung ist die fluidleitende Struktur in drei horizontale, gegeneinander abgedichtete Ringe unterteilt, deren jeder durch vertikale Trennplatten in Schotte 22 unterteilt ist. Diese Schotte sind mit einem porösen Isoliermaterial, beispielsweise gemäss den Fig. 6 und 7, gefüllt, wobei wiederum zu beiden Seiten der Struktur Kammern 11 und 12 für den Zu- bzw.
Abfluss des wärmeaufnehmenden Wassers freigehalten sind. Das durch die Pumpe 6 geförderte Wasser gelangt durch eine Hauptleitung 24 und ein Hauptventil 25 über Verteilleitungen 26 in Ringleitungen 23, die um den Aussenmantel 2 herum angeordnet sind und je einem Ring der Struktur zugeordnet sind. Jedes einzelne Schott 22 ist durch Radialleitungen 27, die ein Steuerventil 28 enthalten, mit der zugehörigen Ringleitung verbunden.
Das wärmeaufnehmende Wasser kann den Schotten stetig oder pulsierend zugeführt werden. Die Ableitung des erwärmten Wassers kann beispielsweise so erfolgen, dass alle in der gleichen horizontalen Ebene liegende Schotte über je ein kurzes Rohr 29 mit einem im Speicherraum befindlichen, horizontalen Ringrohr 30 verbunden sind, das über einen offenen, im obersten Teil des Speicherraumes mündenden Rohrstutzen 31 bzw. 32 und 33 mit dem Speicherraum kommuniziert.
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PATENT CLAIMS
1. A method for recovering the heat flowing away from a warm body, which body is enclosed in an inner jacket (3), which in turn is located inside an outer jacket (2) of a storage container (1), such that between the outer jacket (2) and there is an intermediate space in the inner jacket (3), characterized in that a fluid is conducted in this intermediate space essentially perpendicularly against the outer surface of the inner jacket (3), the fluid absorbing the heat flowing away from this outer surface and the fluid being removed from this outer surface and is either added to the warm body or used for heating or process purposes.
2. The method according to claim 1, characterized in that the heat-absorbing fluid is kept under a pressure which is equal to the pressure of the stored medium acting on the inner jacket (3).
3. The method according to claim 2, characterized in that water is used as the heat-absorbing fluid.
4. The method according to claim 2, characterized in that gas or steam is used as the heat-absorbing fluid.
5. Storage container for carrying out the method according to claim 1, with an inner jacket (3) receiving the medium to be stored and an outer jacket (2) which receives the force exerted by the stored medium on the inner jacket (3), characterized in that the interior - And the outer jacket (3 or 2) delimit a space, the one of the outer jacket (2) adjacent from the lower chamber (11), the inner jacket (3) adjacent inner chamber (12) and a fluid-conducting structure arranged between this inner and outer chamber (4, 15, 18, 20) has flow channels which are directed essentially perpendicular to the outer surface of the inner casing (3) and are intended to be flowed through by a fluid in the direction from the outer chamber (11) to the inner chamber (12), and that means (5, 6.7;
23-28) for supplying the fluid into the outer chamber (11) and for regulating the fluid pressure, and means for evenly distributing the fluid flow over the heat-emitting outer surface of the inner jacket (3) are provided.
6. Storage container according to claim 5, characterized in that the fluid-conducting structure consists of plate-shaped layers of mutually contacting and interconnected, mutually open tubes (10, 17, Fig. 5 a-e).
7. Storage container according to claim 5, characterized in that the fluid-conducting structure (18) consists of plate-shaped layers of a fibrous or porous material enclosed between perforated cover plates (19).
8. Storage container according to claim 5, characterized in that the fluid-conducting structure (20) consists of plate-shaped layers of a granular bulk material enclosed between perforated cover plates (20).
9. Storage container according to one of claims 5 to 8, characterized in that the fluid-conducting structure (4, 18, 20) has support elements (13, 16), one end of which has the outer surface of the inner casing (3) and the other end of which has one with the inner surface of the outer jacket (2) connected protective jacket (14).
10. Storage container according to claim 7, characterized in that the fluid-conducting structure is divided into a plurality of bulkheads (22), that the bulkheads (22) via ring lines (23) and radial lines (27) are connected to the fluid-supplying source , and that in the radial lines (23) there are control valves (28) for the continuous or pulsating metering of the fluid.
11. Storage container according to claim 10, characterized in that the inner chambers (12) of the bulkheads (22) via pipes (29), ring pipes (30) and from these ring pipes (30) branching pipe socket (31,32,33) which in open the top part of the storage space, communicate with the storage space.
The present invention relates to a method for recovering the heat flowing away from a warm body and a storage container for carrying out the method according to the preambles of the claims and 5.
In industry, a body that is warm to the environment is usually protected against heat loss by an insulating jacket made of poorly heat-conducting, solid materials. The amount of heat flowing to the surroundings can be reduced to a greater or lesser extent depending on the amount of insulation required, but a certain amount of heat loss must be accepted in any case. The exergy portion of the amount of heat flowing from the warm body in this way is thus converted into anergy.
If the warm body to be insulated is the inner jacket of a storage container under high pressure, in which the mechanical stresses or forces are transferred from the inner jacket via the insulating layer to an outer structure that absorbs the mechanical stresses, the insulating layer must also meet the corresponding strength requirements.
The present invention, defined in claims 1 and 5, arose from the task of recovering as much as possible the exergy portion of the escaping heat and, if necessary, of ensuring the transfer of the mechanical stresses mentioned to the supporting structure of the warm body.
The invention takes advantage of the fact that the heat lost by a warm body through a porous or otherwise permeable solid insulating layer due to convection and heat conduction to the outside is lost from a liquid or gaseous fluid which flows in countercurrent to the heat flow through the solid, permeable Insulating layer is passed through to the outer surface of the container containing the warm body, practically completely absorbed and returned to the outer surface of this container. The fluid heats up to just below the surface temperature of the container enclosing the warm body.
The heated fluid can then either be returned to the warm body itself, if it is also a fluid, in which case its heat capacity remains approximately the same, but because of the larger fluid mass, its temperature gradually drops if heat is not added. Or the heated fluid, especially if it is a solid warm body, for example an oven or a combustion chamber, is used directly or indirectly via heat exchangers for heating or process purposes.
Measures of this type, by means of which the majority of the heat emitted from the warm body to the outside are recovered, are known from US Pat. No. 2,215,532, from DE-OS 2503 074 and from EP patent application 0 012 037.
The invention is described in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing.
In the drawing:
Fig. 1 shows schematically a storage tank made of concrete, at
which the method according to the invention is used,
2 shows a section of a fluid-conducting structure according to the invention, on which the principle of the method is explained,
3 shows a cross section through a structure according to FIG. 2,
4 shows a cross section through a further embodiment of the fluid-conducting structure,
Fig. 5 shows various cross sections of pipes that can be used in a structure according to FIGS. 2 and 3, and
6 to 9 further embodiments of fluid-conducting structures according to the invention.
The storage container 1 shown in Fig. 1 has an outer jacket 2 made of concrete, which does not tolerate high temperatures and which, in addition to the heat recovery mentioned, for this reason alone requires a return transport of the heat flowing outwards from the warm body to its outer surface .
An inner jacket 3 receives the warm body, e.g. a hot and pressurized medium. Between this inner jacket 3 and the outer jacket 2 there is a fluid-conducting structure 4, shown schematically by hatching, of which some possible embodiments are described with reference to the remaining figures. A fluid pressurized by a pump 6 can be introduced into the structure 4 via a line 5 with a valve 7. The water entering this structure at point 8 is distributed to the structure and, after flowing through it, is collected at a suitable point and fed through the outer jacket 2 and fed to the point of use.
The principle of the method according to the invention will now be explained with reference to FIG. 2, which schematically shows a section of a possible embodiment of structure 4. The fluid absorbing the outflowing heat is passed through the outer casing 2 of the storage container 1 into an outer chamber 11 and out of this through guide elements, which in the present case consist of tubes 10, into an inner chamber 12 which borders on the inner casing 3, which is the warm body records. When flowing through the pipes, the fluid transports the heat flowing outward from the outer surface of the inner jacket 3 back to the inside, from where it is dissipated to the point of use mentioned at the beginning. The fluid layer can almost assume its temperature near the outer surface of the inner jacket 3.
The fluid heated in this way can therefore be used thermodynamically effectively for a process because of its generally high temperature.
The structure 4 shown in FIG. 2 essentially consists of a layer of the tubes 10 mentioned, which touch one another and are open on both sides and are connected to one another by welding, dip soldering or the like to form a honeycomb structure. This structure is arranged in the intermediate space formed by the outer shell 2 and inner shell 3 at a distance from one another, as a result of which the aforementioned outer chamber 11 and inner chamber 12 are formed. The fluid, which will be water in most technical applications, is fed into the outer chamber 11 via the line 5, see FIG. 1, and flows through the tubes 10 from the outside in to the inner chamber 12, where it is collected at a suitable point and, as mentioned above, is sent to the place of use.
The filling line for the medium to be stored is designated 9 in FIG. 1.
The transmission of the mechanical stresses from the inner jacket 3 to the outer structure, in the present case to the outer jacket 2 made of concrete, can be carried out by maintaining the pressure of the fluid or by support by means of bolts or pipes or by a combination of the two. The supports also serve as a holder for the structure 4.
The supports can be designed according to FIGS. 2 and 3 as bolts 13 or according to FIG. 4 as support tubes 16, which are especially thick-walled. Such support tubes can be combined with a number of tubes 17 to form tube bundles 15, which in their entirety form the fluid-conducting structure. The support tubes can also be designed with cross sections according to FIGS. 5a-e.
The support elements 13, 16 extend from the inner casing 3 to the outer casing 2, which in the case of a concrete casing is provided with a protective casing 14 on its inner surface, see FIG. 2. In the case of ordinary support pipes 16, their two ends projecting beyond the structure are included To provide openings for the entry and exit of the heat-absorbing fluid. In the case of support tubes according to FIG. 5, the circular cylindrical jacket is simply removed from the two ends for the same purpose.
FIG. 6 shows a fluid-conducting structure in which a fibrous or highly porous filler layer 18 is used instead of pipes, the pores or fiber spaces of which form continuous channels connecting the two chambers 11 and 12. As a fiber material for this filling layer, for example, glass wool comes into question, which, like highly porous tuff, is a very poor heat conductor and thus has a high thermal insulation effect. The filler layer 18 lies between two cover plates 19 with openings for the passage of water distributed over their entire surface. The cover plates are connected to support tubes 16, which in turn are connected to the inner jacket 13 and the protective jacket 14.
The structure shown in FIG. 7 is constructed in the same way as that according to FIG. 6, but instead of a matted or one-piece porous filling layer, this has a filling 20 made of coarse gravel, which is held together by two perforated cover plates 21. These cover plates can form boxes with cross plates, which together form the structure.
In order to achieve a uniform distribution of the heat-absorbing fluid over the entire fluid-conducting structure, the fluid must be introduced, at least in the case of larger accumulators, at a number of locations distributed over the outer jacket and baffles or channel systems must also be provided in the outer chamber, which pass the fluid over distribute the entire structure as evenly as possible.
The pressure of the fluid is set such that the outer chamber 12 has at least approximately the same pressure as in the storage space inside the inner jacket 3. This measure prevents excessive stresses on the inner jacket 3 due to pressure differences between the storage medium and the heat-absorbing fluid.
If the fluid is gaseous, e.g. Air, so a compressor and a relief valve must be provided. Depending on the pressure in the storage space, these must be controlled so that the above-mentioned condition regarding pressure equalization is met.
If the fluid is a liquid, in particular water, it is advisable to divide the structure into bulkheads in order to achieve an even distribution of the water on its surface. Such an embodiment is shown in FIGS. 8 and 9, the left half of FIG. 8 showing an axial section and the right half a top view of the structure with the front half of the outer shell 2 removed. Fig. 9 is an axis-normal section at the level of the water line. In this embodiment, the fluid-conducting structure is divided into three horizontal rings sealed against one another, each of which is divided into bulkheads 22 by vertical separating plates. These bulkheads are filled with a porous insulating material, for example according to FIGS. 6 and 7, again with chambers 11 and 12 on both sides of the structure for the supply and
Outflow of heat-absorbing water are kept clear. The water conveyed by the pump 6 passes through a main line 24 and a main valve 25 via distribution lines 26 into ring lines 23 which are arranged around the outer jacket 2 and are each assigned to a ring of the structure. Each individual bulkhead 22 is connected to the associated ring line by radial lines 27, which contain a control valve 28.
The heat-absorbing water can be fed to the bulkheads continuously or pulsatingly. The heated water can be drained off, for example, in such a way that all bulkheads lying in the same horizontal plane are each connected via a short pipe 29 to a horizontal ring pipe 30 located in the storage space, which has an open pipe socket 31 opening into the uppermost part of the storage space or 32 and 33 communicates with the storage space.