DE10029570A1 - Heat exchanger for friable solids has path for friable solids within body over triangular-section tubes - Google Patents
Heat exchanger for friable solids has path for friable solids within body over triangular-section tubesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für rieselfähige Feststoffe, der sich sowohl zur Kühlung als auch zur Erwärmung des Rieselgutes eignet.The invention relates to a heat exchanger for free-flowing solids, the suitable both for cooling and for heating the trickle material.
Dazu wird ein Kühl- bzw. Heizstrom eingesetzt, dessen Wärmeenergie auf den rieselfähigen Feststoff übertragen wird bzw. der diesem Wärme entzieht.For this, a cooling or heating current is used, the thermal energy of which free-flowing solid is transferred or which extracts heat from it.
Nach diesem Grundprinzip arbeitende Wärmetauscher sind im Stand der Technik umfangreich beschrieben, allerdings erfolgt hier der Wärmeübergang nicht von bzw. auf rieselfähige Feststoffe. Die zu behandelnden Medien sind überwiegend entweder flüssig oder gasförmig.Heat exchangers operating according to this basic principle are state of the art extensively described, but here the heat transfer does not take place from or free-flowing solids. The media to be treated are mostly either liquid or gaseous.
Lediglich zur Trocknung von zerkleinerter und damit rieselfähiger Rohbraunkohle sind Röhrentrockner bekannt. In diesen wird die Rohbraunkohle in schräggestellten Rohren, die in einer Trommel zu Bündeln zusammengefasst sind, von einer Trommelstirnwand zur anderen transportiert. Die Rohre sind von Heissdampf umströmt. Dieser gibt einen Teil seiner Wärmeenergie über die Rohrwandungen an die Rohbraunkohle ab. Somit ist ein indirekter Wärmeübergang realisiert, der im konkreten Fall zur Trocknung der Rohbraunkohle führt.Only for drying shredded and thus free-flowing raw lignite tube dryers are known. The raw lignite is inclined in these Pipes, which are bundled in a drum, from one The end wall of the drum is transported to the other. The pipes are made of hot steam flows around. This indicates part of its thermal energy via the pipe walls the raw lignite. Thus an indirect heat transfer is realized, which in concrete case leads to the drying of the raw lignite.
Derartiger Röhrentrockner wären grundsätzlich auch als Wärmetauscher ohne Trocknung zu verwenden. Such tube dryers would basically also be without as a heat exchanger Use drying.
Sie sind aber von ihrem apparativen Aufbau und der notwendigen periphären Anlagentechnik her gesehen nicht wirtschaftlich einsetzbar.But they are of their apparatus structure and the necessary peripheral Plant technology cannot be used economically.
Es war daher nach einer Lösung zur Kühlung bzw. Erwärmung von rieselfähigen Feststoffen zu suchen, die wirtschaftlich zu realisieren und in der Praxis entsprechende Akzeptanz findet.It was therefore after a solution for cooling or heating free-flowing To look for solids that can be realized economically and in practice Appropriate acceptance finds.
Dem Stand der Technik war diese nicht direkt zu entnehmen.This was not directly apparent from the prior art.
Deshalb war aufgabenhaft ein Wärmetauscher speziell rieselfähige Feststoffe zu entwickeln, wobei dem Feststoff entweder Wärme entzogen oder zugeführt wird. Der Wärmetauscher soll mit werkstattüblichen Mitteln und vertretbarem Aufwand herstellbar sein. Der Montageaufwand vor Ort soll relativ gering gehalten werden. Der Verstopfungsgefahr ist durch entsprechende technische Mittel zu begegnen.For this reason, a heat exchanger with special free-flowing solids was used develop, whereby the solid is either extracted or supplied with heat. The heat exchanger should be used with standard workshop equipment and reasonable effort be producible. The assembly effort on site should be kept relatively low. The risk of constipation must be countered by appropriate technical means.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die nachfolgend beschriebenen Merkmale des Anspruchs 1 gelöst worden. In den abhängigen Ansprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.The object is achieved by the features described below Claim 1 has been solved. In the dependent claims are appropriate Embodiments of the invention specified.
Für den in Rede stehenden erfindungsgemässen Wärmetauscher für rieselfähige Feststoffe wurde auf die indirekte Erwärmung bzw. Kühlung zurückgegriffen, wobei gleichzeitig auch die Realisierung eines direkten Wärmeübergangs vorgeschlagen wird. For the heat exchanger according to the invention in question for free-flowing Solids were used for indirect heating or cooling, at the same time the realization of a direct heat transfer is proposed.
Dazu wird eine Einrichtung vorgestellt, die aus einem Korpus besteht, in dessen Inneren quer zur Förderrichtung des rieselfähigen Feststoffs röhrenförmige Wärmeübertragungselemente befindlich sind.For this purpose, a device is presented that consists of a body in the Tubular interior transverse to the direction of flow of the free-flowing solid Heat transfer elements are located.
Durch die Wärmeübertragungselemente ist ein Heiz- bzw. Kühlmittelstrom unter Nutzung einer geeigneten Fördereinrichtung, beispielsweise einem Gebläse oder einer Pumpe, geführt und somit eine indirekte Wärmeübertragung realisiert.A heat or coolant flow is underneath due to the heat transfer elements Use a suitable conveyor, such as a blower or Pump, guided and thus an indirect heat transfer realized.
Die Wärmeübertragungselemente sind so beschaffen, dass das Rieselgut einen möglichst guten Kontakt zur Wärmeübertragungsfläche aufbaut. Als solche sind glatte geneigte Flächen besonders geeignet. Der Neigungswinkel sollte so gewählt werden, dass das Rieselgut nicht anhaftet, sondern nach Aufprall auf der Fläche abgleitet. Nach Massgabe der Erfindung sind zu diesem Zweck Rohre mit einem gleichschenkligen oder gleichseitigen Dreieckquerschnitt als Wärmeübertragungselemente einzusetzen.The heat transfer elements are designed so that the trickle material unites builds up the best possible contact with the heat transfer surface. As such, they are smooth inclined surfaces particularly suitable. The angle of inclination should be chosen so that the trickle does not stick, but slides on the surface after impact. According to the invention, tubes with a isosceles or isosceles triangular cross section as Use heat transfer elements.
Die Dreieckrohre sind nebeneinander und in mehreren Ebenen versetzt zueinander im Korpus angeordnet, und zwar in der Weise, dass jeweils eine Ecke des gleichseitigen Dreiecks bzw. die von den gleichen Seiten gebildete Ecke des gleichschenkligen Dreiecks gegen die Bewegungsrichtung des rieselfähigen Feststoffs gerichtet ist. Da die Produktführung im Korpus unter Nutzung der Schwerkraft von oben nach unten vorgesehen ist, stehen somit pro Dreieckrohr zwei geneigte Kontaktflächen für die Wärmeübertragung zur Verfügung. Vorteilhafterweise stehen diese in einem Winkel zueinander, der dem natürlichen Schüttkegel, den das Rieselgut ausbildet, entspricht. Die dritte untere Fläche des Dreieckrohres kommt nicht mit dem Produkt in Berührung. The triangular tubes are next to each other and offset in several levels in the Corpus arranged, in such a way that one corner of the equilateral Triangle or the corner of the isosceles corner formed by the same sides Triangle is directed against the direction of movement of the free-flowing solid. Since the product guide in the body using gravity from top to bottom is provided below, there are thus two inclined contact surfaces for each triangular tube heat transfer available. These are advantageously in one Angle to each other, which is the natural cone of bulk that the Rieselgut forms equivalent. The third bottom surface of the triangular tube does not come with the product in touch.
Der zum Erwärmen oder Abkühlen vorgesehene rieselfähige Feststoff wird mittels einer Verteilervorrichtung so in den Korpus eingebracht, dass er von oben nach unten über die Kontaktflächen der Dreieckrohre hinwegrieselt. Die Gesamtfläche für die Wärmeübertragung ergibt sich aus der Anzahl der Dreieckrohre pro Ebene und der Anzahl der Ebenen und ist somit entsprechend der erforderlichen Verfahrensbedingungen variierbar.The free-flowing solid intended for heating or cooling is by means of a distributor device placed in the body so that it is from top to bottom trickles over the contact surfaces of the triangular tubes. The total area for the Heat transfer results from the number of triangular tubes per level and the Number of levels and is therefore according to the required Process conditions variable.
Die versetzte Anordnung der Dreieckrohre in den verschiedenen Rohrebenen gewährleistet einen hinreichenden Kontakt zwischen Rieselgut und den Kontaktflächen und darüberhinaus eine gute Durchmischung des im freien Fall befindlichen Rieselgutes, indem dieses regelmässig abgelenkt wird.The staggered arrangement of the triangular tubes in the different tube levels ensures adequate contact between the Rieselgut and the Contact areas and also good mixing of the free fall located trickle goods by regularly deflecting them.
Das ist für eine hohe Intensität des Wärmetransports zwischen Rieselgut und Kontaktfläche von Bedeutung.That is for a high intensity of the heat transfer between Rieselgut and Contact area of importance.
Zusätzlich zu den beschriebenen Merkmalen zur indirekten Wärmeübertragung sind solche für eine direkte Wärmeübertragung installierbar. Dazu weisen alle oder einige der dritten unteren Flächen der Dreieckrohre, die nicht mit Rieselgut in Berührung kommen, Austrittsöffnungen auf. Über diese Öffnungen wird ein Gassrom in den Produktraum eingeleitet, der das herabrieselnde Gut umströmt und dabei im direkten Kontakt kühlt oder erwärmt.In addition to the features described for indirect heat transfer installable for direct heat transfer. All or some point to this the third lower surfaces of the triangular tubes that are not in contact with trickle material come out openings. A gas flow into the Product space initiated, which flows around the trickling goods and in the direct Contact cools or heats.
Der Gasstrom ist entweder ein Teilstrom des Heiz- bzw. Kühlmittelstroms, der sich aufgrund des Überdrucks über die Austrittsöffnungen abzweigt, oder ein separat eingespeister Strom. The gas flow is either a partial flow of the heating or coolant flow, which is branches off due to the excess pressure via the outlet openings, or one separately fed electricity.
Im letzteren Fall sind die mit Austrittsöffnungen versehenen Dreieckrohre einseitig verschlossen und auf der anderen Seite mit einem Rohrleitungsanschluss und entsprechenden Gaszuführmöglichkeiten versehen.In the latter case, the triangular tubes provided with outlet openings are one-sided closed and on the other side with a pipe connection and appropriate gas supply options.
Der Gasstrom ist im Produktraum des Korpus entweder im Gleichstrom mit dem Rieselgut oder im Gegenstrom zu diesem geführt und wird entsprechend im unteren bzw. oberen Bereich aus dem Korpus abgeleitet und in einer nachgeschalteten geeigneten Abscheideeinrichtung gereinigt.The gas flow is in the product space of the body either in direct current with the Rieselgut or countercurrent to this and is accordingly in the lower or upper area derived from the body and in a downstream suitable separator cleaned.
Der Gasstrom für die direkte Wärmeübertragung ist zusätzlich zur Abreinigung der Kontakt- bzw. Wärmeübertragungsflächen der Dreieckrohre verwendbar, indem eine kurzzeitige impulsartige Druckerhöhung in den mit Austrittsöffnungen versehenen Dreieckrohren zum Freiblasen der Kontaktflächen der darunterliegenden Dreieckrohre führt. Dazu ist es zweckmässig, die entsprechenden Dreieckrohre mit einer Druckluftleitung zu verbinden oder zusätzlich auszurüsten, die im Fall einer Guterwärmung mit einer Heizung versehen sein kann. Geregelte Magnetventile in der Druckluftleitung lösen in bestimmten Zeitabständen einen Druckluftimpuls aus. Die Abfolge der Druckluftimpulse kann nach Rohrebenen gestaffelt erfolgen, sodass sich zum Beispiel eine Abreinigungswelle in Richtung des Rieselguttransportes ergibt, die das Austragen des Rieselgutes aus dem Korpus unterstützt.The gas flow for direct heat transfer is in addition to cleaning the Contact or heat transfer surfaces of the triangular tubes can be used by a brief impulse-like pressure increase in the provided with outlet openings Triangular tubes for blowing out the contact surfaces of the triangular tubes underneath leads. For this purpose, it is advisable to use the corresponding triangular tubes with a To connect compressed air line or to equip it, which in the case of a Good heating can be provided with a heater. Regulated solenoid valves in the Compressed air lines trigger a compressed air pulse at certain intervals. The sequence of the compressed air pulses can be staggered according to the pipe level. so that, for example, there is a wave of cleaning in the direction of the flow of bulk material results, which supports the discharge of the trickle material from the body.
Die Rieselgutverteilung über den Querschnitt des Korpus erfolgt nach Guteintrag mittels festen oder verstellbaren Verteilereinrichtungen, deren Anordnung und Geometrie in fachüblicher Weise den konkreten Erfordernissen anzupassen sind. The trickle material distribution over the cross section of the body takes place after good entry by means of fixed or adjustable distribution devices, their arrangement and Geometry are to be adapted to the specific requirements in a customary manner.
Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Rieselkühlers anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is illustrated below using the example of a trickle cooler Drawings explained in more detail.
Fig. 1 zeigt eine mögliche Anordnung von Dreiecksrohren im Kühlerkorpus. Eine Möglichkeit der Gestaltung eines Rieselkühlers ist in den Fig. 2 bis 6 angegeben. Fig. 2 zeigt die Hauptansicht, Fig. 3 eine Seitenansicht von rechts, Fig. 1 shows a possible arrangement of triangular tubes in the radiator body. One way of designing a trickle cooler is shown in FIGS . 2 to 6. 3 Fig. 2 shows the main view, FIG. A right side view,
Fig. 4 die Seitenansicht von links, Fig. 5 eine Ansicht von oben und Fig. 6 eine solche von unten. Fig. 4 shows the side view from the left, Fig. 5 is a view from above and Fig. 6, such a from below.
Die in den Zeichnungen verwendeten Bezugszeichen haben folgende Bedeutung:
1 Korpus
2 Dreieckrohr
3 Abweiserblech
4 Rieselgut
5 Anschlussflansch
6 oberer Konus
7 Inspektionsöffnung
8 Verteilerblech
9 Ventilator
10 Umlenkblech
11 Führungsblech
12 unterer Konus
13 Auslassöffnung
The reference symbols used in the drawings have the following meaning: 1 body
2 triangular tube
3 deflector plate
4 Rieselgut
5 connection flange
6 upper cone
7 inspection opening
8 distributor plate
9 fan
10 baffle
11 guide plate
12 lower cone
13 outlet opening
Gemäss Fig. 1 sind je Rohrreihe zehn Dreieckrohre 2 mit gleichseitigem Querschnitt im Korpus 1 des Rieselkühlers angeordnet. Dabei ist ein Abstandsverhältnis zwischen zwei Rohren einer Rohrreihe und dem Abstand zweier Reihen in Verlängerung der mit Rieselgut beaufschlagten Kontaktflächen von 1 gewählt. Andere Verhältnisse sind denkbar und richten sich nach den Rieselverhalten des Produktes.According to FIG. 1, ten triangular tubes 2 with an equilateral cross section are arranged in the body 1 of the trickle cooler for each tube row. A distance ratio between two tubes of a row of tubes and the distance between two rows in an extension of the contact surfaces loaded with trickle material is chosen to be 1. Other conditions are conceivable and depend on the flow behavior of the product.
Das trifft gleichermassen auf die konkret zu wählende Querschnittsform der Dreieckrohre 2 zu. Hierzu wird auch auf die Ausführungen in der Erfindungsbeschreibung verwiesen. Auch andersartig als dreieckig geformte Rohre sind verwendbar.This applies equally to the specific cross-sectional shape of the triangular tubes 2 to be selected. In this regard, reference is also made to the explanations in the description of the invention. Tubes other than triangular shaped can also be used.
Darüberhinaus sind unterschiedliche Rohrgeometrien in den einzelnen Rohrreihen denkbar.In addition, there are different pipe geometries in the individual pipe rows conceivable.
Die aufgrund der versetzten Anordnung der Dreieckrohre 2 in den einzelnen Rohrreihen zwangsläufig wechselseitig entstehenden Freiräume zwischen dem letzten Rohr und der Korpuswand sind jeweils durch ein Abweiserblech 3 so eingeengt, dass sich auch dort die gleiche Querschnittsgeometrie wie im übrigen Kühlerkorpus ergibt.Due to the staggered arrangement of the triangular tubes 2 in the individual tube rows, inevitably mutually arising free spaces between the last tube and the body wall are each narrowed by a deflector plate 3 such that the same cross-sectional geometry as in the rest of the radiator body also results there.
Der Rieselkühler nach den Fig. 2 bis 6 besitzt einen rechteckigen Querschnitt. Er besteht gehäuseseitig im wesentlichen aus dem Korpus 1 mit sich anschliessenden oberen und unteren Konus 6 und 12. Der obere Konus 6 ist mit einer Inspektionsöffnung 7 versehen und endet in einem rechteckigen Anschlussflansch 5, der als Produkteinlass dient. Innerhalb des oberen Konus 6 sind Verteilerbleche 8 zur Gutverteilung auf die Dreieckrohre 2 fest angebracht. The trickle cooler according to FIGS . 2 to 6 has a rectangular cross section. On the housing side, it essentially consists of the body 1 with adjoining upper and lower cones 6 and 12 . The upper cone 6 is provided with an inspection opening 7 and ends in a rectangular connection flange 5 , which serves as a product inlet. Within the upper cone 6 distributor plates 8 are fixedly mounted to the distribution of material in the triangular tubes. 2
Im gewählten Beispiel durchströmt die Kühlluft zunächst die Dreickrohre 2 in den unteren Rohrebenen und danach die im oberen Bereich des Korpus 1 angeordneten Dreieckrohre 2. Dazu ist ein Ventilator 9 in der unteren Hälfte an der Aussenwand des Korpus 1 angeordnet. Dieser drückt die Kühlluft in die in der unteren Hälfte des Korpus befindlichen Dreieckrohre 2. Auf der Austrittsseite wird die Kühlluft mittels eines Umlenkbleches 10 in die Dreieckrohre 2 der darüberliegenden Rohrebenen geleitet. Sie entweicht oberhalb des Ventilators 9 über ein Führungsblech 11 in die Atmosphäre.In the chosen example, the cooling air first flows through the Dreickrohre 2 in the lower pipe layers, and then arranged in the upper region of the body 1 triangular pipes. 2 For this purpose, a fan 9 is arranged in the lower half on the outer wall of the body 1 . This presses the cooling air into the triangular tubes 2 located in the lower half of the body. On the exit side of the cooling air is directed by means of a deflection plate 10 into the triangular tubes 2 of the overlying pipe levels. It escapes into the atmosphere above the fan 9 via a guide plate 11 .
Das durch den Korpus 1 gerieselte Rieselgut 4 wird im unteren Konus 12 gesammelt und über eine Auslassöffnung 13 abgeführt.The trickle material 4 trickled through the body 1 is collected in the lower cone 12 and discharged via an outlet opening 13 .
Claims (12)
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DE2000129570 DE10029570A1 (en) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | Heat exchanger for friable solids has path for friable solids within body over triangular-section tubes |
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Publications (1)
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DE2000129570 Withdrawn DE10029570A1 (en) | 2000-06-22 | 2000-06-22 | Heat exchanger for friable solids has path for friable solids within body over triangular-section tubes |
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DE (1) | DE10029570A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2453192A2 (en) | 2010-11-12 | 2012-05-16 | Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. | Shaft dryer for dying bulk material |
DE102010043873A1 (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-16 | Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.(ATB) | Roof shaft dryer for drying e.g. bulk material, has drying sections arranged one above other and comprising horizontal air channel arrangement, where side walls of sections are inclined around inclination angle between specific degrees |
-
2000
- 2000-06-22 DE DE2000129570 patent/DE10029570A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2453192A2 (en) | 2010-11-12 | 2012-05-16 | Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. | Shaft dryer for dying bulk material |
DE102010043873A1 (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-16 | Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.(ATB) | Roof shaft dryer for drying e.g. bulk material, has drying sections arranged one above other and comprising horizontal air channel arrangement, where side walls of sections are inclined around inclination angle between specific degrees |
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