CS198073B1

CS198073B1 - Method of and apparatus for mutual heat exchange between solid substances

Info

Publication number: CS198073B1
Application number: CS684678A
Authority: CS
Inventors: Josef Ota
Original assignee: Josef Ota
Priority date: 1978-10-20
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1980-05-30

Description

Vynález se týká způsobu vzájemné výměny tepla mezi pevnými látkami a rozdílnou teplotou, pohybujícími se v protisměru v ochlazovacích nebo ohřívacích tunelech. Vynález ae dále týká zařízení k provádění tohoto způsobu.The present invention relates to a process for the mutual exchange of heat between solids and different temperatures moving upstream in cooling or heating tunnels. The invention further relates to an apparatus for carrying out this method.

U mnohých výrobních metod a technologických postupů se na výrobcích provádějí operace při teplotách vyšších nebo nižších než je teplota okolí. Po provedené operaci zůstává obvykle teplota zpracovaných předmětů znaěně odlišná od okolní teploty. Konečná teplota výrobku nebo produktu však zpravidla bývá požadována atejná jako je teplota okolí, e výjimkou případů určených pro dlouhodobá uchovávání látek při nízké nebo vyaoké teplotě.In many manufacturing methods and processes, the products are operated at temperatures above or below ambient temperature. After the operation, the temperature of the workpieces usually remains significantly different from the ambient temperature. However, the final temperature of the product or product is generally required to be the same as the ambient temperature, except in the case of long-term storage at low or high temperatures.

Doposud známé postupy otázku dosaženi původní teploty zpracovávaných předmětů neřeší buí vůbec, nebo podélným prouděním pomocného média uvnitř tunelu. Postupy, kdy zpětné dosaženi původní teploty je ponecháno samovolnému vyrovnávání, způsobují velké nevratné ztráty tepelné energie.The hitherto known methods do not solve the question of reaching the original temperature of the treated articles either at all or by the longitudinal flow of the auxiliary medium inside the tunnel. Procedures in which the return to the original temperature is left to self-equalize cause large irreversible losses of thermal energy.

Při použití podélně proudícího média, například vzduchu, ae plyn ohřívá, a tím odnímá teplo vystupujícím zpracovaným výrobkům nebo surovinám. Y druhé fázi plyn předává své teplo túhé látce, postupující teprve ke zpracovávání. Vzduch nebo jiné médium ee přitom ochlazuje. U nízkoteplotního procesu je tomu naopak - pomocné médium ae nejprve ochlazuje a potom ohřívá. Tento způsob podstatně snižuje nevratné tepelné ztráty, nevýhodou je sku198 073When using a longitudinally flowing medium, such as air, and the gas heats, it removes heat from the processed products or raw materials. In the second phase, the gas transfers its heat to the solid, only proceeding for processing. The air or other medium is cooled. In the low temperature process, the opposite is true - the auxiliary medium ae first cools and then heats. This method substantially reduces irreversible heat losses, the disadvantage is sku198 073

188 073 tečnoet, že pro dokonalé sdílení tepla jeou potřebná velni dlouhá tunely e velkými nároky na půdorysnou plochu. Kompromisní řešení při zkráceném tunelu nedoeehuje dobré dšinnosti z hlediska výměny tepla mssi zpracovanými a nezpracovanými výrobky nebo surovinami.188 073 that long tunnels with large footprint requirements are required for perfect heat transfer. The compromise solution in a shortened tunnel does not achieve good scales in terms of heat exchange with mssi processed and unprocessed products or raw materials.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob vzájemné výměny teple mezi pevný mi látkami z rozdílnou teplotou, pohybujícími ee v protisměru v ochlazovacích nebo ohřívá cích tunelech. Jeho podstata spočívá v tom, že ee pevné látky podrobí působení pomocné te kutiny, nuceně cirkulující v rovině příčné na směr pohybu pevných látek. Podstata zařízení podle vynálezu epočívá v tom, že tunel s pohybujícími ee pevnými látkami je pohyblivými mezietěnemi a tunelovými kanály rozdělen do teplotních pásem.According to the invention, the above-mentioned drawbacks are eliminated by a method of heat exchange between solids at different temperatures moving in the opposite direction in cooling or heating tunnels. Its essence is that the solids are subjected to an auxiliary liquid, forcedly circulating in a transverse plane to the direction of movement of the solids. The principle of the device according to the invention consists in that the tunnel with moving solids is divided into temperature zones by the movable inter-walls and tunnel channels.

Účinek způsobu epočívá v dosažení malého teplotního rozdílu meze oběma toky* pevných látek a vysoké hospodárnosti celého postupu. Potřeba energie ee výrazně zmenší, protože je vynaložena pouze na krytí ztrát.The effect of the process is to achieve a small temperature difference between the two solids flows and the high efficiency of the process. The energy demand is significantly reduced because it is spent only to cover losses.

Rovněž ee zmenší délka tunelu, protože ve srovnání a podélným prouděním lze dosáhnout podstatně intensivnější přenos tepla. Celkové zkrácení tunelu ee rovněž příznivě projeví na zmenšení tepelných ztrát nedokonalou izolací.Also, the length of the tunnel will be reduced, since a substantially more intense heat transfer can be achieved compared to the longitudinal flow. The overall shortening of the ee tunnel will also have a beneficial effect on the reduction of thermal losses by imperfect insulation.

Vlastní způsob vzájemného sdílení tepla uvnitř tunelu lze přibližně klasifikovat ze dvou hledisek. Za prvé, z hlediska pevných látek procházejících tunelem, ee jedná o regenerativní způsob výměny tepla, protože v atapě před zpracováním se v nich například postupně akunuluje tepelná energie. Průchodem teplotními pásmy s rostoucí střední teplotou se zvyšuje vnitřní energie pevných látek pomocí přídavného média.The actual way of heat transfer within the tunnel can be roughly classified in two respects. First, from the point of view of solids passing through the tunnel, it is a regenerative method of heat exchange, since, for example, the heat energy is gradually accumulated in the atap prior to processing. Passing the temperature zones with increasing mean temperature increases the internal energy of the solids by means of an additional medium.

V etapě po zpracování aa naopak využívá naekumulované tepelná energie a pomocným mádle· ee odebírá.In the post-processing stage, and on the contrary, it uses accumulated thermal energy and removes it with the auxiliary handle.

Za druhá, z hlediska látky zprostředkující přenos tepla, ee jedná rovněž o regenerativní způsob výměny tepla, odděleně v každém teplotním pásmu. Při sledování oběhu v těchto pásmech ee například nejprve do tekutiny, naakumuluje teplo sdílením z jednoho toku· pevných látek a, do druhého teku* pevných.látek se v zápětí odebírá. Cirkulující tekutina tak tvoří vlastní hmotu regenerátoru.Second, from the point of view of the heat transfer agent, it is also a regenerative method of heat exchange, separately in each temperature band. When monitoring the circulation in these bands, for example, first into the fluid, it accumulates heat by sharing from one flow of solids and, to the other, the solids flow thereafter being removed. The circulating fluid thus constitutes the regenerator's own mass.

Celkově lze tedy tento způsob výměny teplatklasifikovat jako vzájemně regenerativní.Overall, this method of heat exchange can be classified as mutually regenerative.

Na připojených výkresech jsou znázorněny příklady uspořádání tunelu pro vsájsmnou výměnu tepla u pevných látek. Na obr. 1 je půdorys tunelu s neprostupnou přepážkou mssi oběma toky” pevných látek, na obr. 2 příčný řas podle obr. 1, na obr. 3 je uspořádání e přepážkou prostupnou pro cirkulující tekutinu, obr. 4 představuje příčný řez podle obr. 3, obr. 5 a 6 představuje dokonalejší úpravu pro dosažení lepší těsnosti a menších tepelných ztrát meai sousedními teplotními pásmy a na obr. 7 je znázorněn odpovídající průběh teplot.The attached drawings show examples of a tunnel arrangement for individual heat exchange of solids. Fig. 1 is a plan view of a tunnel with impermeable baffle mssi through both solids flows; Fig. 2 is a cross-lash of Fig. 1; Fig. 3 is an e-baffle arrangement permeable to circulating fluid; Figures 3, 5 and 6 represent an improved treatment to achieve better tightness and less heat loss between adjacent temperature zones and Figure 7 shows the corresponding temperature profile.

198 07198 07

Pevné látky 1 postupující ke zpracování se v tunelu pohybují jedním směrem a pevná předměty £ po zpracováni, jako drcení, kování, popouštění, mleti, kryetalizaci, žíhání a podobně, ae pohybují v protisměru. Cirkulace příčně proudící pomocné tekutiny g ae ueku tsčňuje pomocí ventilátoru nebo ěerpaďla £. V každám teplotním páemu, například g, 6, g a 8, cirkuluje pomocná tekutina g při středních teplotách Tg, Tg, Tg a T8. V každám pásmu ae přibližně teplota pevných látek 1, 2 ustálí na konečném rozdílu a T. Po přesunutí toků pevných látek g, 2 o vzdálenost u v každám směru, při periodickém režimu, je rozdíl přibližně stejný v každám páamu, a to XT. Působením cirkulace ee tento rozdíl postupně zmenšuje až na hodnotu Λ T. čímž je skončena perioda vyrovnávání teplot a děj ae opakuje. U kontinuálního režimu ae teploty v průřezech mění apojitě, ale princip příčná cirkulace při vzájemném sdílení tepla je opět stejný. K oddělení teplotních pásem přímo v obou tocích pevných látek 1, 2 slouží pohyblivá mezistěny g, opatřená po obvodě těsni· čími lištami 10. Zmenšení ztrát tepla mesi tunelem a okolím je zajištěno tepelnou izolacíThe solids 1 to be processed move in the tunnel in one direction and the solid objects 6 after processing such as crushing, forging, tempering, grinding, crystallization, annealing and the like to move in the opposite direction. The circulation of the transversely flowing auxiliary fluid g and eu is effected by means of a fan or a pump. In each temperature band, for example g, 6, g and 8, the auxiliary fluid g circulates at medium temperatures Tg, Tg, Tg and T8. In each band ae approximately the solids temperature 1, 2 stabilizes at the final difference a T. After moving the solids flows g, 2 by the distance u in each direction, in the periodic mode, the difference is approximately the same in each band, XT. Due to the circulation ee, this difference gradually decreases up to the value of Λ T. thus completing the temperature equalization period and repeating the process. In the continuous mode and the temperature in the cross-sections changes aptitude, but the principle of transverse circulation in mutual heat transfer is again the same. To divide the temperature zones directly in both solids flows 1, 2 there are movable partition walls g, provided with sealing strips 10 around the circumference. The reduction of heat losses through the tunnel and the surrounding is ensured by thermal insulation

11. Pevná stěny 12 usměrňují proud cirkulační tekutiny a vytvářejí spolu s pláštěm tunelu 14 cirkulační obvod. Propustná stěny 13 oddělují toky* pevných látek 1, 2, přičemž volně propouštějí proud pomocné tekutiny g. Toky pevných látek 1, 2 postupují protisměrně vše· mi teplotními pásmy až při výstupu dosahují krajní teploty na konci tunelu 14. zmenšená ztráty, způsobená nedokonalým sdílením tepla.The rigid walls 12 direct the flow of circulation fluid and form a circulation circuit together with the jacket of the tunnel 14. The permeable walls 13 separate the solids flows 1, 2 while freely permeating the auxiliary fluid stream g. The solids flows 1, 2 proceed in opposite directions through all the temperature zones until they reach the extreme temperature at the end of the tunnel 14. heat.

Aplikace tohoto hospodárného způsobu výměny tepla v tunelech 14 je velmi mnohostranná a vhodná například pro drcení kovového odpadu sa nízkých teplot, pro tepelná zpracování materiálu, při vypalováni keramiky, při výrobě skleněných produktů, v hutním průmyslu, v potravinářském průmyslu a podobně.The application of this economical method of heat exchange in tunnels 14 is very versatile and suitable, for example, for shredding metal scrap at low temperatures, for heat treatment of materials, for firing ceramics, for glass products, in the metallurgical industry, in the food industry and the like.

Způsob a zařízení podle vynálezu umožňuje využiti při ohřevu nebo chlazení i různé druhy ochranné atmosféry vhodnou volbou pomocná tekutiny g.The method and the device according to the invention allow also various types of protective atmosphere to be used for heating or cooling by suitable choice of auxiliary fluid g.

Rovněž lze popsaným způsobem chladit nebo ohřívat sterilně uzavřená plynná nebo kapalná látky v pevných obalech.It is also possible to cool or heat sterile sealed gaseous or liquid substances in solid containers as described.

Claims

Method for the mutual exchange of heat between solids and different temperatures moving in the opposite direction in cooling or heating tunnels, characterized in that the solids (1, 2) are subjected to an auxiliary fluid (3) forced to circulate in the transverse plane the direction of movement of solids (1, 2).

2. Apparatus for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it comprises a tunnel and moving and solids (1, 2), which is divided into temperature zones (5, 6) by movable intersections (9) and tunnel channels (15). , 7, 8).