DE102017008634A1

DE102017008634A1 - Apparatus for heat recovery, a use of a storage body in a device for heat recovery and a method for heat recovery

Info

Publication number: DE102017008634A1
Application number: DE102017008634.6A
Authority: DE
Inventors: Carsten Rein; Wolfgang Adler
Original assignee: Vdeh Betr GmbH; BFI VDEH Institut fuer Angewandte Forschung GmbH
Current assignee: Vdeh Betr GmbH; BFI VDEH Institut fuer Angewandte Forschung GmbH
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung mit einer Kammer, die von einem Gas durchströmbar ist, wobei in der Kammer mindestens ein Speicherkörper ausgebildet ist, wobei in der Kammer zwei am Speicherkörper ausgebildete Strömungsabschnitte vorhanden sind, zwischen denen ein freier Strömungsabschnitt ausgebildet ist.

The invention relates to a device for heat recovery with a chamber which can be traversed by a gas, wherein in the chamber at least one storage body is formed, wherein in the chamber two formed on the storage body flow sections are present, between which a free flow section is formed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung, eine Verwendung eines Speicherkörpers in einer Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung sowie ein Verfahren zur Wärmegewinnung.The invention relates to a device for heat recovery, a use of a storage body in a device for heat recovery and a method for heat recovery.

Thermoprozessanlagen, insbesondere Hochtemperaturprozessanlagen, wie diese beispielsweise für das Schmelzen, Wärmen und die Wärmebehandlung von Stahl, NE-Metall, Glas und Keramik sowie andere Produkte verwendet werden, weisen einen Ofen auf, der durch Brenner erhitzt wird. Dabei können die Brenner Brenngas mit Brennluft sowie mit teilweiser angesaugter Ofenatmosphäre verbrennen. Über das mit hoher Temperatur austretende Abgas geht dem Prozess ein wesentlicher Anteil der eingebrachten Energie verloren. Eine Möglichkeit diese Verluste zu reduzieren liegt in einer effizienten Wärmerückgewinnung, bei der die im Abgasstrom noch vorhandene Wärme beispielsweise zur Brennmedienvorwärmung (Vorwärmung von Brennluft) eingesetzt werden kann. Hierzu kann ein Thermo-Regenerator (Rekuperator) verwendet werden.Thermoprocessing equipment, especially high temperature processing equipment, such as those used for melting, heating and heat treating steel, non-ferrous metals, glass and ceramics and other products, has an oven that is heated by burners. The burners can burn fuel gas with combustion air and with partially sucked in the furnace atmosphere. About the high-temperature exhaust gas goes from the process lost a significant proportion of the introduced energy. One way to reduce these losses is in an efficient heat recovery, in which the remaining heat in the exhaust gas stream, for example, for heating medium preheating (preheating of combustion air) can be used. For this purpose, a thermal regenerator (recuperator) can be used.

Ein (Thermo-)Regenerator ist ein Kurzzeit-Wärmespeicher, der auch zur Wärmeübertragung genutzt wird. Eine Speichermasse des Regenerators wird von dem heißen Abgas und dann von dem vorzuwärmenden Brennmedium bzw. der Brennluft durchströmt. Die Speichermasse kann in einer Kammer angeordnet sein, die einen Einlass und einen Auslass für das Abgas sowie einen Einlass und einen Auslass für das vorzuwärmende Brennmedium aufweist, wobei der Auslass für das Abgas zumindest teilweise den Einlass für das vorzuwärmende Brennmedium bilden kann.A (thermal) regenerator is a short-term heat storage, which is also used for heat transfer. A storage mass of the regenerator is flowed through by the hot exhaust gas and then by the preheated combustion medium or the combustion air. The storage mass may be disposed in a chamber having an inlet and an outlet for the exhaust gas and an inlet and an outlet for the preheated fuel medium, wherein the outlet for the exhaust gas may at least partially form the inlet for the preheated fuel medium.

Aus DE 199 33 513 C1 ist ein Regenerator zur Wärmerückgewinnung gekannt, bei dem ein Gehäuse vorgesehen ist, in dessen Inneren eine im Wesentlichen formbeständige Speichermasse auf einem Stützbereich aufliegt.Out DE 199 33 513 C1 a regenerator for heat recovery is known, in which a housing is provided in the interior of which a substantially dimensionally stable storage mass rests on a support area.

Ein Nachteil der bisher bekannten Regeneratoren ist, dass die Regeneratoren nicht an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden können und relativ unflexibel aufgebaut sind.A disadvantage of the previously known regenerators is that the regenerators can not be adapted to different requirements and are constructed relatively inflexible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine kompaktere Regenerator-Bauweise zu ermöglichen, die flexibler einsetzbar ist.Object of the present invention is therefore to provide a more compact regenerator design, which is more flexible.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Gegenstände der nebengeordneten Patentansprüche sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Patentansprüche und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the subjects of the independent claims are the subject of the respective dependent claims and will become apparent from the following description.

Kerngedanke der Erfindung ist es, zwischen Strömungsabschnitten in bzw. an einem Speicherkörper einen Strömungsabschnitt auszubilden, der ein freier Strömungsabschnitt ist. Hierdurch kann eine Variabilität hinsichtlich der Leistungsdichte durch eine Variation des Speicherkörpers und/oder der freien Strömungsabschnitte erreicht werden. Die Strömungsabschnitte im bzw. am Speicherkörper können hinsichtlich ihrer Geometrie, ihrer Abmessungen und/oder des Materials des Speicherkörpers variiert werden, so dass ein variables bzw. angepasstes Speichervermögen einstellbar sein kann. Die Abmessungen der freien Strömungsabschnitte können ebenfalls variiert werden. Es ist möglich, im Wesentlichen gleiche Strömungsabschnitte im bzw. am Speicherkörper innerhalb der Vorrichtung, insbesondere beabstandet in Richtung der Strömungsrichtung des Fluids, vorzusehen, zwischen denen im Wesentlichen gleiche, freie Strömungsabschnitte angeordnet sind. Es ist ein modularer Aufbau eines Regenerators möglich, bei dem die Strömungsabschnitte voneinander im Wesentlichen entkoppelt sind. Es können mehrere Speicherkörper über- oder nebeneinander mit einem Abstand zueinander angeordnet werden. Die Strömungsabschnitte in bzw. an einem Speicherkörper können jeweils einem Speicherkörper zugeordnet sein. Durch die freien Strömungsabschnitte kann eine Quervermischung zwischen den Strömungsabschnitten in bzw. an dem Speicherkörper erfolgen. Hierdurch kann eine höhere Leistungsdichte erreicht werden. Es kann eine Erhöhung der konvektiven Wärmeübertragung erzielt werden, indem zwischen zwei aufeinanderfolgenden Strömungsabschnitten an dem Speicherkörper mit im Wesentlichen laminarer Strömung eine Störung dieser laminaren Strömung mittels eines freien Strömungsabschnitts herbeigeführt wird. Durch Störung der laminaren Strömung kann eine kurzzeitige Verbesserung der konvektiven Wärmeübertragung (Erhöhung der Nusselt-Zahl) erfolgen. Es kann möglich sein, dass durch diese Erhöhung zur Beibehaltung der gleichen Wärmeübertragungsleistung die wärmeübertragende Fläche des Speicherkörpers kleiner und dadurch der gesamte Regenerator kompakter ausgeführt werden kann. Der kompaktere Regenerator benötigt somit weniger Platz und kann flexibler eingesetzt werden. Die in den Strömungsabschnitten am Speicherkörper (laminare Strömung) vorliegende Wärmeübertragung kann durch einen Bereich turbulenter Strömung zwischen zwei Strömungsabschnitten, insbesondere an den Übergängen, vergrößert werden. Die Erfinder haben erkannt, dass durch den zunächst widersprüchlich wirkenden Ansatz, mindestens einen Strömungsabschnitt vorzusehen, der nicht an einem Speicherkörper verläuft, sondern im Wesentlichen frei ist, die Leistungsdichte trotzdem erhöht werden kann.The core idea of the invention is to form a flow section between flow sections in or on a storage body, which is a free flow section. As a result, a variability in terms of power density can be achieved by a variation of the storage body and / or the free flow sections. The flow sections in or on the storage body can be varied in terms of their geometry, their dimensions and / or the material of the storage body, so that a variable or adjusted storage capacity can be adjusted. The dimensions of the free flow sections can also be varied. It is possible to provide substantially identical flow sections in or on the storage body within the device, in particular spaced apart in the direction of the flow direction of the fluid, between which substantially equal, free flow sections are arranged. It is a modular design of a regenerator possible in which the flow sections are substantially decoupled from each other. Several storage bodies can be arranged above or next to one another with a distance from each other. The flow sections in or on a storage body can each be assigned to a storage body. Through the free flow sections can be done cross-mixing between the flow sections in or on the storage body. As a result, a higher power density can be achieved. An increase in convective heat transfer can be achieved by causing a disruption of this laminar flow by means of a free flow section between two successive flow sections on the substantially laminar flow storage body. By disturbing the laminar flow, a short-term improvement of the convective heat transfer (increase of the Nusselt number) can take place. It may be possible that this increase to maintain the same heat transfer performance, the heat transfer surface of the storage body smaller and thus the entire regenerator can be made more compact. The more compact regenerator thus requires less space and can be used more flexibly. The heat transfer present in the flow sections on the storage body (laminar flow) can be increased by a region of turbulent flow between two flow sections, in particular at the transitions. The inventors have recognized that the initially contradictory approach of providing at least one flow section which does not run on a storage body but is essentially free, nevertheless enables the power density to be increased.

Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung, insbesondere an einer Thermoprozessanlage, mit einer Kammer, die von einem Gas, insbesondere einem Abgas, durchströmbar ist, wobei in der Kammer mindestens ein Speicherkörper ausgebildet ist. Es sind zwei Strömungsabschnitte an einem Speicherkörper vorhanden, zwischen denen ein freier Strömungsabschnitt ausgebildet ist. Die Ausbildung eines Abschnitts freier Strömung erfolgt dadurch, dass ein Bereich vorgesehen ist, der im Wesentlichen keinen Speicherkörper aufweist.The invention provides a device for heat recovery, in particular on a Thermal process plant, with a chamber which is flowed through by a gas, in particular an exhaust gas, wherein in the chamber at least one storage body is formed. There are two flow sections on a storage body, between which a free flow section is formed. The formation of a portion of free flow takes place in that a region is provided which has substantially no storage body.

An den Strömungsabschnitten am Speicherkörper kann sich eine im Wesentlichen laminare Strömung bilden, die von einem Bereich mit im Wesentlichen turbulenter Strömung, insbesondere an den Übergängen zu dem freien Strömungsabschnitt, unterbrochen sein kann.At the flow sections on the storage body, a substantially laminar flow can form, which can be interrupted by a region with essentially turbulent flow, in particular at the transitions to the free flow section.

Es kann eine Hintereinanderschaltung bzw. Reihenschaltung von Strömungsabschnitten an einem Speicherkörper und von freien Strömungsabschnitten in der Kammer geschaffen werden. Die Hintereinanderschaltung bzw. Reihenschaltung erfolgt im Wesentlichen in Richtung der Durchströmungsrichtung. Strömungsabschnitte an einem Speicherkörper und freie Strömungsabschnitte können wechseln und nacheinander in Durchströmungsrichtung, welche insbesondere der Längsachse der Kammer entsprechen kann, durchströmt werden.It can be created a series connection of flow sections on a storage body and of free flow sections in the chamber. The series connection or series connection takes place substantially in the direction of the flow direction. Flow sections on a storage body and free flow sections can change and be flowed through successively in the flow direction, which may correspond in particular to the longitudinal axis of the chamber.

Sofern hier die Begriffe „laminare Strömung“ und „turbulente Strömung“ verwendet werden, so kann hier darunter verstanden werden, dass bei der Verwendung eines der beiden Begriffe die andere Art der Strömung nicht gänzlich ausgeschlossen ist. Die beiden Begriffe bezeichnen im Sinne der Erfindung zwei Extreme, die sich aber nicht gegenseitig komplett ausschließen müssen. Die laminare Strömung ist im Sinne der Erfindung im Wesentlichen dadurch charakterisiert, dass sie dem Verlauf des Strömungskanals bzw. -abschnitts im Wesentlichen folgt und dabei im Wesentlichen nicht abreißt oder verwirbelt. Geringe Anteile von einer turbulenten Strömung bzw. das Vorhandensein kleiner Wirbel bei der laminaren Strömung führen im Sinne der Erfindung nicht dazu, dass die Strömung als turbulent angesehen wird. Die laminare Strömung kann Anteile einer turbulenten Strömung aufweisen; bei einer laminaren Strömung überwiegt allerdings der laminare Charakter der Strömung. Die turbulente Strömung kann Anteile einer laminaren Strömung aufweisen; bei einer turbulenten Strömung überwiegt jedoch der turbulente Charakter der Strömung. Der Begriff „laminare Strömung“ umfasst damit erfindungsgemäß eine Strömung, die möglichst wenig verwirbelt ist bzw. möglichst wenig Verwirbelungen aufweist. Der Begriff „turbulente Strömung“ umfasst erfindungsgemäß eine Strömung, die durch Verwirbelungen geprägt ist. Eine laminare Strömung ist damit eine turbulenzarme Strömung bzw. eine quasi-laminare Strömung. Die „turbulente Strömung“ ist die Bewegung eines Gases, bei der Verwirbelungen über einen weiten Bereich auftreten; die beobachtbare Strömungsform ist geprägt durch ein meist dreidimensionales Strömungsfeld mit einer zeitlich und räumlich scheinbar zufällig variierenden Komponente.If the terms "laminar flow" and "turbulent flow" are used here, it can be understood here that when using one of the two terms, the other type of flow is not completely excluded. The two terms in the sense of the invention designate two extremes, which, however, need not exclude each other completely. In the context of the invention, the laminar flow is essentially characterized in that it substantially follows the course of the flow channel or section and does not tear or swirl substantially. Small proportions of a turbulent flow or the presence of small vortices in the laminar flow in the context of the invention do not lead to the fact that the flow is considered turbulent. The laminar flow may include turbulent flow portions; in a laminar flow, however, the laminar nature of the flow predominates. The turbulent flow may include laminar flow portions; in a turbulent flow, however, the turbulent nature of the flow predominates. The term "laminar flow" thus comprises according to the invention a flow which is as little as possible swirled or has as little turbulence as possible. The term "turbulent flow" according to the invention comprises a flow that is characterized by turbulence. A laminar flow is thus a low-turbulence flow or a quasi-laminar flow. The "turbulent flow" is the movement of a gas in which turbulence occurs over a wide range; The observable flow form is characterized by a mostly three-dimensional flow field with a temporally and spatially seemingly randomly varying component.

Der Begriff „Kammer“ im Sinne der Erfindung ist ein mittels einer Wand und/oder ein in einem Körper ausgebildetes Volumen, das auch als Hohlvolumen bezeichnet werden kann. Die Kammer im Sinne der Erfindung weist eine oder mehrere, insbesondere zwei, Öffnungen auf, die dem Einlassen sowie Auslassen eines Fluidstroms, insbesondere Gasstroms, dienen können. In der Kammer ist die Speichermasse, auf die das heiße Abgas die Wärme überträgt und von dem die Wärme wieder auf ein anderes Fluid, insbesondere ein vorzuwärmendes Brennmedium, übertragen werden kann. Die Kammer weist insbesondere einen Einlass und einen Auslass für das Fluid auf.The term "chamber" in the sense of the invention is a volume formed by means of a wall and / or a body formed in a body, which may also be referred to as a hollow volume. The chamber according to the invention has one or more, in particular two, openings, which can serve for the admission and discharge of a fluid flow, in particular gas flow. In the chamber is the storage mass to which the hot exhaust gas transfers the heat and from which the heat can be transferred back to another fluid, in particular a preheated firing medium. In particular, the chamber has an inlet and an outlet for the fluid.

Der Begriff „Speicherkörper“ umfasst im Sinne der Erfindung eine, insbesondere keramische, Speichermasse, auf die die Wärme zuerst von dem Abgas auf die Speichermasse und anschließend wieder auf ein später an der Speichermasse entlang strömendes Fluid abgegeben werden kann. Der Speicherkörper besitzt im Unterschied zu einem reinen Schüttgut eine feste Form. Der Speicherkörper im Sinne der Erfindung besitzt damit eine vordefinierte geometrische Ausgestaltung. Eine feste Form ermöglicht, die relative Lage der Kammer zu ändern, ohne dass die Anordnung der Speicherkörper beeinflusst werden muss. Das (zusätzliche) Vorsehen von Schüttgut als (ergänzende) Speichermasse neben dem Speicherkörper, der eine feste Form aufweist, ist dabei allerdings nicht ausgeschlossen. Der „Speicherkörper“ im Sinne der Erfindung kann aus einem oder mehreren Elementen ausgebildet sein. Insbesondere kann einem Strömungsabschnitt an einem Speicherkörper ein oder mehrere Speicherkörper zugeordnet sein. Um die Vorrichtung einfach und kompakt herstellen zu können, kann für einen Strömungsabschnitt an bzw. in einem Speicherkörper je ein Speicherkörper vorgesehen sein. Ein oder mehrere Speicherkörper eines Strömungsabschnitts können von einem oder mehreren Speicherkörpern eines weiteren Strömungsabschnitts mittels Abstandshaltern in der Kammer in ihrer relativen Lage zueinander positioniert bzw. fixiert sein. Die Länge eines Abstandshalters in Richtung der beiden Speicherkörper kann dabei im Wesentlichen einer Länge eines freien Strömungsabschnitts entsprechen. Die wärmeübertragende Oberfläche am Speicherkörper kann innerhalb einer Kammer für die Strömungsabschnitte unterschiedlich sein. Innerhalb der Kammer können verschiedene Speicherkörper verwendet werden. Damit kann eine Reihenschaltung bzw. Hintereinanderschaltung von Strömungsabschnitten am Speicherkörper und einem freien Strömungsabschnitt erreicht werden. Für die Strömungsabschnitte am Speicherkörper muss nicht der gleiche Speicherkörper bzw. die strukturelle Ausgestaltung des Speicherkörpers vorliegen. Für die Speicherkörper unterschiedlicher Strömungsabschnitte kann insbesondere das Pitchmaß variieren. Das Pitchmaß bestimmt den freien Strömungsquerschnitt in einem Wabenkörper, welches als Summe von Kanalweite und Wandstärke eines Wabenkörperkanals angegeben werden kann. Ein kleineres Pitchmaß kann zu einer Erhöhung einer spezifischen Oberfläche des Wabenkörpers führen. Kanalweiten eines Wabenkörpers können im Bereich von 2 mm bis 30 mm variieren. Die Wandstärke eines Wabenkörpers kann im Bereich vom 0,5 mm bis 3 mm variieren. Ein Pitchmaß, welches hier insbesondere beschrieben ist, liegt bei 3 mm bis 9 mm Kanalweite bei einer Wandstärke von zwischen 0,5 mm und 2 mm.The term "storage body" in the context of the invention comprises a, in particular ceramic, storage mass to which the heat can first be released from the exhaust gas to the storage mass and then back to a fluid later flowing along the storage mass. The storage body has a solid form in contrast to a pure bulk material. The storage body according to the invention thus has a predefined geometric design. A fixed shape makes it possible to change the relative position of the chamber without having to influence the arrangement of the storage body. However, the (additional) provision of bulk material as a (supplementary) storage mass next to the storage body, which has a fixed shape, is not excluded. The "storage body" according to the invention may be formed from one or more elements. In particular, one or more storage bodies can be assigned to a flow section on a storage body. In order to be able to produce the device simply and compactly, a respective storage body can be provided for a flow section on or in a storage body. One or more storage bodies of a flow section can be positioned or fixed by one or more storage bodies of a further flow section by means of spacers in the chamber in their relative position to one another. The length of a spacer in the direction of the two storage bodies can essentially correspond to a length of a free flow section. The heat transfer surface on the storage body may be different within a chamber for the flow sections. Within the chamber, different storage bodies can be used. Thus, a series connection or series connection of flow sections on the storage body and a free flow section can be achieved become. For the flow sections on the storage body does not have to be the same storage body or the structural configuration of the storage body. In particular, the pitch dimension can vary for the storage bodies of different flow sections. The pitch measure determines the free flow cross-section in a honeycomb body, which can be specified as the sum of the channel width and wall thickness of a honeycomb body channel. A smaller pitch can lead to an increase in a specific surface area of the honeycomb body. Channel widths of a honeycomb body can vary in the range of 2 mm to 30 mm. The wall thickness of a honeycomb body can vary in the range of 0.5 mm to 3 mm. A pitch measure, which is described here in particular, is 3 mm to 9 mm channel width with a wall thickness of between 0.5 mm and 2 mm.

Der Begriff „freier Strömungsabschnitt“ im Sinne der Beschreibung umfasst einen Bereich in der Kammer, in dem das Gas im Wesentlichen frei strömen kann, so dass in dem freien Strömungsabschnitt im Wesentlichen kein festes Material vorhanden ist. Der Begriff „freier Strömungsabschnitt“ umfasst einen Abschnitt in Längsrichtung der Kammer, in dem die Kammer über mehr als die Hälfte des Querschnitts kein festes Material aufweist, insbesondere über mehr als 60% des Querschnitts kein festes Material aufweist, insbesondere bevorzugt über mehr als 70% des Querschnitts kein festes Material aufweist, besonders bevorzugt über mehr als 80% des Querschnitts kein festes Material aufweist und ganz besonders bevorzugt über mehr als 90% des Querschnitts kein festes Material aufweist. Insbesondere der mittlere Bereich der Kammer im Bereich des freien Strömungsabschnitts kann kein festes Material aufweisen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Abstandshalter ein mittig zum Speicherkörper in der Kammer angeordnetes Distanzelement aufweist, das alleine oder zusammen mit randseitigem Distanzelement vorhanden sein kann.The term "free flow section" in the sense of the description comprises an area in the chamber in which the gas can flow substantially freely, so that substantially no solid material is present in the free flow section. The term "free flow section" comprises a section in the longitudinal direction of the chamber in which the chamber has no solid material over more than half of the cross section, in particular has no solid material over more than 60% of the cross section, particularly preferably more than 70%. of the cross section has no solid material, more preferably over more than 80% of the cross section has no solid material, and most preferably over more than 90% of the cross section has no solid material. In particular, the central region of the chamber in the region of the free flow section can not have a solid material. But it can also be provided that the spacer has a centrally disposed to the storage body in the chamber spacer element, which may be present alone or together with randseitigem spacer element.

Die Präposition „an“ bei der Bezeichnung, dass ein Strömungsabschnitt an einem Speicherkörper ausgebildet ist, umfasst die Möglichkeit, dass der Strömungsabschnitt in dem Speicherkörper, aber auch an diesem, insbesondere in einem Randbereich des Speicherkörpers, ausgebildet ist. Beispielsweise können auch mehrere Speicherkörper aneinander angeordnet sein, um zwischen den Speicherkörpern einen Strömungsabschnitt auszubilden. Die beiden aneinander gesetzten Speicherkörper können beispielsweise jeweils eine Hälfte des Strömungsabschnitts in Längsrichtung desselben aufweisen. Die Durchströmung des Strömungsabschnitts eines Speicherkörpers kann ein Durchströmen des Speicherkörpers sein. Wesentlich bei der Strömung des Gases in Bezug auf den Speicherkörper ist, dass das Gas an dem Speicherkörper entlangströmt.The preposition "on" in the designation that a flow section is formed on a storage body comprises the possibility that the flow section is formed in the storage body, but also at this, in particular in an edge region of the storage body. For example, a plurality of storage bodies may also be arranged on one another in order to form a flow section between the storage bodies. The two adjoining storage bodies may, for example, each have one half of the flow section in the longitudinal direction thereof. The flow through the flow section of a storage body may be a flow through the storage body. Essential in the flow of the gas with respect to the storage body is that the gas flows along the storage body.

Der Begriff „Thermoprozessanlage“ umfasst im Sinne der Erfindung allgemein Hochtemperatur-Prozessfeuerungen, insbesondere Industrieöfen, beispielsweise Wärmöfen, Wärmebehandlungsöfen, Schmiedeöfen, Pfannenfeuerungen, Durchlauföfen, Chargenöfen, Walzwerksöfen und Schmelzöfen.The term "thermal process plant" generally encompasses high-temperature process furnaces, in particular industrial furnaces, for example heat furnaces, heat treatment furnaces, forging furnaces, ladle furnaces, continuous furnaces, batch furnaces, rolling furnaces and melting furnaces.

Die Vorrichtung kann in einer bevorzugten Ausführungsform derart modular aufgebaut sein, dass in der Kammer Speicherkörper derart in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind und zwischen den Speicherkörpern ein freier Strömungsabschnitt ausgebildet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Abmessung der Speicherkörper derart angepasst sein, dass die Erstreckung in einer Richtung im Wesentlichen der Erstreckung der Kammer quer zur Strömungsrichtung entsprechen kann. Es kann vorgesehen sein, dass der Speicherkörper randseitig einen Anlageabschnitt zur Anlage bzw. zur Kontaktierung mit der Kammer aufweist. Dieser Randbereich kann anders strukturiert oder ausgestaltet sein, als der Nicht-Randbereich des Speicherkörpers. Beispielsweise können im Randbereich wenige oder gar keine Strömungsabschnitte im Vergleich zum Nicht-Randbereich des Speicherkörpers, d.h. insbesondere des mittigen Bereichs des Speicherkörpers, für das Fluid ausgebildet sein. Für den Bereich des freien Strömungsabschnitts kann ein Abstandshalter vorgesehen sein, der an die Abmessungen der Kammer derart angepasst ist, dass der Abstandshalter eine Kontaktfläche bzw. eine Fläche, die der Kammerinnenwand quer zur Strömungsrichtung des Fluids zugewandt ist, aufweist. Im Wesentlichen kann die Kontur des Abstandshalters für den freien Strömungsabschnitt an die Innenkontur der Kammer angepasst sein. Die Speicherkörper und der oder die Abstandshalter können in einer Querrichtung zu den Anlageflächen bzw. den der Kammerinnenwand zugewandten Flächen Kontaktflächen aufweisen, mit denen der jeweilige andere Körper in Strömungsrichtung kontaktiert werden kann. Abstandshalter und Speicherkörper können in Anlage in der Kammer zueinander gebracht sein. Diese Anlage kann mittelbar oder unmittelbar zueinander erfolgen. Es kann auch vorgesehen sein, dass zwei Speicherkörper unmittelbar hintereinander angeordnet sind. Es können auch mehrere Abstandshalter unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet sein, um beispielsweise den Strömungsabschnitt am Speicherkörper zu erhöhen und/oder den Strömungsabschnitt, der frei ausgebildet ist, zu erhöhen. Beispielsweise können Speicherkörper einer bestimmten Abmessung bereitgestellt werden, die an die Erfordernisse derart angepasst werden, dass eine Anordnung in der Kammer erfolgt. Abstandshalter einer vorbestimmten Abmessung zur Anordnung in der Kammer mit der Abmessung längs der Strömungsrichtung können ebenfalls bereitgestellt werden.In a preferred embodiment, the device may have a modular design such that storage bodies are arranged one behind the other in the flow direction in the chamber and a free flow section is formed between the storage bodies. In a preferred embodiment, the dimension of the storage body may be adapted such that the extent in one direction may substantially correspond to the extent of the chamber transversely to the flow direction. It can be provided that the storage body has at the edge an abutment section for abutment or for contacting with the chamber. This edge region can be structured or configured differently than the non-edge region of the storage body. For example, in the edge region, there may be few or no flow sections compared to the non-edge region of the storage body, i. in particular of the central region of the storage body, be designed for the fluid. For the region of the free flow section, a spacer may be provided, which is adapted to the dimensions of the chamber such that the spacer has a contact surface or a surface which faces the chamber inner wall transversely to the flow direction of the fluid. In essence, the contour of the spacer for the free flow section can be adapted to the inner contour of the chamber. The storage body and the spacer or the spacers may have in a transverse direction to the contact surfaces or the chamber inner wall facing surfaces contact surfaces with which the respective other body can be contacted in the flow direction. Spacer and storage body can be brought into contact with each other in the chamber. This system can be done directly or indirectly to each other. It can also be provided that two storage bodies are arranged directly one behind the other. It is also possible for a plurality of spacers to be arranged directly one after the other in order, for example, to increase the flow section on the storage body and / or to increase the flow section, which is designed to be free. For example, storage bodies of a certain size can be provided which are adapted to the requirements such that an arrangement takes place in the chamber. Spacers of a predetermined dimension for placement in the chamber of dimension along the flow direction may also be provided.

Vorzugsweise liegt die Länge der Speicherkörper im Bereich von ungefähr 50 cm bis ungefähr 450 cm, insbesondere im Bereich von ungefähr 100 cm bis ungefähr 350 cm. Es kann vorgesehen sein, dass zur Ausbildung der Länge eines „ununterbrochenen“ Strömungsabschnitts am oder im Speicherkörper zwei Speicherkörper in Strömungsrichtung im Wesentlichen unmittelbar aufeinander folgen. Preferably, the length of the storage body is in the range of about 50 cm to about 450 cm, more preferably in the range of about 100 cm to about 350 cm. It can be provided that, in order to form the length of an "uninterrupted" flow section on or in the storage body, two storage bodies in the flow direction essentially follow one another directly.

Vorzugsweise liegt die Länge eines freien Strömungsabschnitts im Bereich von ungefähr 2 cm bis ungefähr 35 cm, insbesondere im Bereich von ungefähr 5 cm bis ungefähr 25 cm. Im Bereich des freien Strömungsabschnitts kann die Kammer im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt der Kammer frei sein, wobei, insbesondere im Randbereich der Kammer, Abstandshalter als Distanzelemente zwischen Speicherkörpern vorgesehen sein können. Es können auch zwei oder mehr Abstandshalter in Strömungsrichtung im Wesentlichen unmittelbar aufeinander folgend angeordnet sein. Preferably, the length of a free flow section is in the range of about 2 cm to about 35 cm, more preferably in the range of about 5 cm to about 25 cm. In the region of the free flow section, the chamber may be substantially free over the entire cross section of the chamber, wherein, in particular in the edge region of the chamber, spacers may be provided as spacer elements between storage bodies. It is also possible for two or more spacers to be arranged substantially directly one after the other in the flow direction.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Oberfläche des Speicherkörpers, entlang der das Gas strömt, im Bereich zwischen 200 m² auf 1 m³ und 1.000 m² bezogen auf 1 m³ liegen. Es können wärmeübertragende Oberflächen, d.h. Oberflächen entlang der das Gas strömt, geschaffen werden, die für den Anwendungsfall angepasst sind. Dabei kann die wärmeübertragende Oberfläche für die einzelnen Speicherkörper in der Kammer variiert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in Durchströmungsrichtung des heißen Abgases zunächst eine niedrigere oder eine höhere wärmeübertragende Oberfläche vorgesehen ist vor einer niedrigeren bzw. höheren wärmeübertragenden Oberfläche eines in Durchströmungsrichtung des heißen Abgases nachfolgenden Speicherkörpers.In a preferred embodiment, the surface of the storage body, along which the gas flows, in the range between 200 m ² to 1 m ³ and 1,000 m ^{2 are} based on 1 m ³ . It can heat transfer surfaces, ie surfaces along which flows the gas can be created, which are adapted for the application. In this case, the heat-transferring surface can be varied for the individual storage body in the chamber. For example, it can be provided that initially a lower or a higher heat-transmitting surface is provided in the direction of flow of the hot exhaust gas in front of a lower or higher heat-transmitting surface of a downstream in the flow direction of the hot exhaust gas storage body.

Im Bereich des Strömungsabschnitts am Speicherkörper kann sich der Speicherkörper im Wesentlichen über den gesamten Querschnitt der Kammer erstrecken. Die Kammer kann eine Querschnittsfläche im Bereich von ungefähr 350 cm² bis ungefähr 1.500 cm², insbesondere im Bereich von ungefähr 450 cm² bis ungefähr 1.350 cm².In the region of the flow section on the storage body, the storage body may extend substantially over the entire cross section of the chamber. The chamber may have a cross-sectional area in the range of about 350 cm ² to about 1,500 cm ² , more preferably in the range of about 450 cm ² to about 1,350 cm ² .

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt eine alternierende Folge von Strömungsabschnitten am Speicherkörper mit freien Strömungsabschnitten vor. Die alternierende Folge kann im Wesentlichen gleiche Abmessungen für die Speicherkörper und die freien Strömungsabschnitte in Strömungsrichtung des Fluids aufweisen. Die Herstellung einer derartigen Vorrichtung ist einfach und die Vorrichtung kann an die Anforderungen angepasst werden. Die Anzahl der freien Strömungsabschnitte ist dabei eins, zwei, drei, vier oder mehr. Bevorzugt ist die Anzahl der freien Strömungsabschnitte zwischen eins und vier zwischen Speicherkörpern drei oder vier.In a preferred embodiment, there is an alternating sequence of flow sections on the storage body with free flow sections. The alternating sequence can have substantially the same dimensions for the storage bodies and the free flow sections in the direction of flow of the fluid. The manufacture of such a device is simple and the device can be adapted to the requirements. The number of free flow sections is one, two, three, four or more. Preferably, the number of free flow sections between one and four between storage bodies is three or four.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind Abstandshalter zwischen zwei aufeinanderfolgenden Speicherkörpern vorgesehen, die im Bereich eines freien Strömungsabschnitts angeordnet sind. Hierdurch kann die Herstellung einer Vorrichtung vereinfacht werden, die Speicherkörper können in die Vorrichtung eingebracht werden, insbesondere gestapelt, und bezüglich ihrer Lage in Längsrichtung positioniert und fixiert werden. Mittels entsprechender Endfixierungen an den Enden der Kammer können die Speicherkörper entsprechend in der Kammer befestigt bzw. fixiert sein. Bei einer Fixierung von Speicherkörper und/oder Abstandshalter in der Kammer kann die Vorrichtung auch in ihrer Lage verändert werden, so dass die Kammer auch derart ausgerichtet in einem Strömungspfad angeordnet sein kann, dass der Einlass und/oder der Auslass der Vorrichtung seitlich zur Kammer orientiert ist.In a preferred embodiment, spacers between two successive storage bodies are provided, which are arranged in the region of a free flow section. In this way, the production of a device can be simplified, the storage body can be introduced into the device, in particular stacked, and positioned with respect to their position in the longitudinal direction and fixed. By means of corresponding Endfixierungen at the ends of the chamber, the storage body can be secured or fixed in the chamber accordingly. In a fixation of storage body and / or spacers in the chamber, the device can also be changed in their position, so that the chamber can also be arranged oriented in a flow path, that the inlet and / or the outlet of the device is oriented laterally to the chamber is.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Strömungsabschnitt mittels eines oder mehrerer röhrenförmigen Durchgänge durch den Speicherkörper ausgebildet. Ein röhrenförmiger Durchgang durch den Speicherkörper ist einfach herstellbar. Im Sinne der Erfindung kann ein röhrenförmiger Durchgang einen beliebigen Querschnittsdurchmesser aufweisen. Der röhrenförmige Durchgang kann insbesondere einen kreisförmigen, ellipsenförmigen und polygonförmigen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt des röhrenförmigen Durchgangs kann symmetrisch ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der röhrenförmige Durchgang im Querschnitt polygonförmig, insbesondere viereckig, insbesondere quadratisch, ausgebildet sein. Eine gleichmäßige Ausbildung des röhrenförmigen Durchgangs kann die Fertigung und die Handhabung des Speicherkörpers verbessern.In a preferred embodiment, a flow section is formed by means of one or more tubular passages through the storage body. A tubular passage through the storage body is easy to produce. For the purposes of the invention, a tubular passage can have any cross-sectional diameter. The tubular passage may in particular have a circular, elliptical and polygonal cross-section. The cross section of the tubular passage may be symmetrical. In a preferred embodiment, the tubular passage in cross-section polygonal, in particular square, in particular square, be formed. A uniform formation of the tubular passage can improve the manufacture and handling of the storage body.

In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft der an bzw. in dem Speicherkörper ausgebildete mindestens eine Strömungsabschnitt im Wesentlichen gerade. Hierdurch wird die Fertigung vereinfacht. Insbesondere kann ein Speicherkörper verwendet werden, der mehrere Strömungsabschnitte aufweist, die im Wesentlichen gerade verlaufen können. Durch einen parallelen Verlauf kann die Anzahl der den Speicherkörper durchsetzenden Strömungsabschnitte vergrößert werden. Die Strömungsabschnitte können als nicht miteinander interferierende Kanäle im Speicherkörper ausgebildet werden, was eine laminare Strömung in dem Strömungsabschnitt, der durch den Speicherkörper verläuft, sicherstellen kann. Die Strömungsabschnitte können in den röhrenförmigen Durchgängen vorliegen bzw. in diesen ausgebildet sein.In a preferred embodiment, the at least one flow section formed on or in the storage body extends substantially straight. As a result, the production is simplified. In particular, a storage body can be used, which has a plurality of flow sections, which can extend substantially straight. By a parallel course, the number of the memory body passing through flow sections can be increased. The flow sections may be formed as non-interfering channels in the storage body, which may ensure laminar flow in the flow section passing through the storage body. The flow sections may be present in or formed in the tubular passageways.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Speicherkörper in der Kammer derart angeordnet, dass der an bzw. in dem Speicherkörper ausgebildete Strömungsabschnitt, insbesondere die mehreren Strömungsabschnitte, einen Winkel von ungefähr 20° bis ungefähr 160° mit der Längsachse der Kammer einschließt. In einer bevorzugten Ausführungsform schließen mehrere Strömungsabschnitte an einem Speicherkörper einen Winkel von ungefähr 70° bis ungefähr 110°, bevorzugt ungefähr 80° bis ungefähr 100°, insbesondere bevorzugt ungefähr 85° bis ungefähr 95° mit der Längsachse der Kammer ein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die mehreren Strömungsabschnitte eines Speicherkörpers im Wesentlichen in Richtung zur Längsachse der Kammer ausgerichtet, insbesondere im Wesentlichen parallel zu dieser.In a preferred embodiment, the storage body is arranged in the chamber such that the flow section formed on or in the storage body, in particular the a plurality of flow sections, an angle of about 20 ° to about 160 ° with the longitudinal axis of the chamber encloses. In a preferred embodiment, a plurality of flow sections on an accumulator body subtends an angle of about 70 ° to about 110 °, preferably about 80 ° to about 100 °, more preferably about 85 ° to about 95 °, with the longitudinal axis of the chamber. In a particularly preferred embodiment, the plurality of flow sections of a storage body are aligned substantially in the direction of the longitudinal axis of the chamber, in particular substantially parallel thereto.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Speicherkörper mehrere Speicherkörperelemente auf, in denen jeweils mindestens ein Strömungsabschnitt, insbesondere mehrere Strömungsabschnitte, die nebeneinander ausgebildet sind, ausgebildet ist. Das Vorsehen mehrerer Elemente, die den Speicherkörper bilden, kann zu einer verbesserten Ausbildung von Bereichen turbulenter Strömung führen, indem zwischen den Speicherkörperelementen des Speicherkörpers ein Bereich turbulenter Strömung vorgesehen ist. Zudem können mehrere Elemente vereinfacht gehandhabt werden.In a preferred embodiment, the storage body has a plurality of storage body elements, in each of which at least one flow section, in particular a plurality of flow sections, which are formed next to one another, is formed. The provision of multiple elements forming the storage body may result in improved formation of turbulent flow areas by providing a region of turbulent flow between the storage body elements of the storage body. In addition, several elements can be handled simplified.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Speicherkörper eine Wabenstruktur auf. In dem Speicherkörper sind mehrere Strömungsabschnitte ausgebildet, die den Speicherkörper durchsetzen. Die einen Strömungsabschnitt umgebenden inneren Wandungen im Speicherkörper bilden eine Wabe und die Gesamtheit der inneren Wandungen des Speicherkörpers, die die Strömungsabschnitte umgeben, bildet eine Wabenstruktur. Hierdurch wird eine besonders große Oberfläche des Speicherkörpers erreicht, an dem heißes Abgas und/oder vorzuwärmendes Brennmedium entlang strömen kann.In a preferred embodiment, the storage body has a honeycomb structure. In the storage body a plurality of flow sections are formed, which pass through the storage body. The inner walls surrounding a flow section in the storage body form a honeycomb, and the entirety of the inner walls of the storage body which surround the flow sections form a honeycomb structure. As a result, a particularly large surface area of the storage body is reached, at which hot exhaust gas and / or preheated fuel medium can flow along.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Speicherkörper eine Keramik auf. Hierdurch kann ein langlebiges Material zur Speicherung und Abgabe der Wärme verwendet werden.In a preferred embodiment, the storage body has a ceramic. This allows a durable material to be used for storage and release of heat.

Die Erfindung schafft auch eine Verwendung eines Speicherkörpers in einer Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung. In der Vorrichtung ist eine Kammer vorgesehen, die von einem Abgas durchströmbar und in der der Speicherkörper angeordnet ist. Der Speicherkörper weist zumindest einen oder mehrere Strömungsabschnitte auf. Dabei wird ein derart ausgestalteter Speicherkörper verwendet, der zwei Strömungsabschnitte am Speicherkörper aufweist, insbesondere zwei Speicherkörper mit jeweils mindestens einem zugeordneten Strömungsabschnitt, wobei zudem ein zwischen den beiden Strömungsabschnitten angeordneter freier Strömungsabschnitt verwendet wird.The invention also provides a use of a storage body in a heat recovery apparatus. In the apparatus, a chamber is provided which can be traversed by an exhaust gas and in which the storage body is arranged. The storage body has at least one or more flow sections. In this case, a storage body designed in this way is used which has two flow sections on the storage body, in particular two storage bodies each having at least one associated flow section, wherein in addition a free flow section arranged between the two flow sections is used.

Die Erfindung beschreibt auch ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung, bei dem insbesondere die genannte Vorrichtung verwendet werden kann. Dazu wird ein Speicherkörper von einem Abgas umströmt, wobei der Speicherkörper in einer Kammer angeordnet sein kann. Bei dem beschriebenen Verfahren wird zwischen den beiden Strömungsabschnitten ein freier Strömungsabschnitt ausgebildet.The invention also describes a method for heat recovery, in which in particular said device can be used. For this purpose, an exhaust gas flows around a storage body, wherein the storage body can be arranged in a chamber. In the method described, a free flow section is formed between the two flow sections.

Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Wärmerückgewinnung aus einem Gas, wobei eine Kammer mit dem Gas durchströmt wird. Insbesondere kann bei dem Verfahren eine in der Beschreibung beschriebene Vorrichtung verwendet werden. Erfindungsgemäß werden zwei im Wesentlichen laminare Strömungsabschnitte ausgebildet. Zwischen den zwei im Wesentlichen laminaren Strömungsabschnitten wird ein im Wesentlichen turbulenter Strömungsabschnitt in der Kammer ausgebildet.The invention also provides a method for heat recovery from a gas, wherein a gas flows through a chamber. In particular, in the method, a device described in the description can be used. According to the invention, two substantially laminar flow sections are formed. Between the two substantially laminar flow sections, a substantially turbulent flow section is formed in the chamber.

Sofern im Rahmen der Erfindung Zahlenangaben angegeben werden, so werden dabei die spezifische Zahlenangabe beinhaltende Bereiche umfasst, die durch eine 10%ige Toleranz nach oben und nach unten vom jeweiligen angegebenen Zahlenwert begrenzt sind. Die dem spezifischen Zahlenwert zukommende Bedeutung einer Bereichsangabe trägt den Fertigungstoleranzen und/oder der Messgenauigkeit der jeweiligen zugrundeliegenden Größe Rechnung. Die konkret angegebenen Zahlenwerte versteht der Fachmann daher als ungefähre Angaben.If numerical data are given in the context of the invention, then the specific numerical value-containing ranges are encompassed, which are limited by a 10% tolerance upwards and downwards from the given numerical value. The significance of an indication of the range, which corresponds to the specific numerical value, takes account of the manufacturing tolerances and / or the measurement accuracy of the respective underlying quantity. The specified numerical values the expert therefore understands as approximate information.

Der Begriff „aufweisen“ im Sinne der Erfindung umfasst sowohl den Bedeutungsinhalt „aufweisen“, sodass neben dem angegebenen Element noch weitere Elemente vorgesehen sein können; der Begriff „aufweisen“ erfasst aber auch erfindungsgemäß eine abschließende Begrifflichkeit im Sinne einer Bedeutung von „bestehen aus“.The term "comprising" in the sense of the invention comprises both the meaning content "having", so that in addition to the specified element, further elements may be provided; However, according to the invention, the term "comprising" also encompasses an exhaustive terminology in the sense of a meaning of "consisting of".

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings.

In den Zeichnungen zeigt:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung von der Seite; und
2 eine schematische Darstellung einer Strömung zwischen Strömungsabschnitten in vergrößerter Darstellung.

In the drawings shows:

1 a device according to the invention in a schematic sectional view of the side; and
2 a schematic representation of a flow between flow sections in an enlarged view.

1 zeigt eine Vorrichtung zur Wärmegewinnung mit einer Kammer 1, die von einem Abgas, dessen Strömungsrichtung mit einem nach unten gerichteten Pfeil dargestellt ist, und von einer nicht dargestellten Thermoprozessanlage stammt, durchströmbar ist. In der Kammer 1 ist mindestens ein Strömungskanal, der zumindest teilweise an bzw. in einem Speicherkörper 2 entlang führt, ausgebildet. In dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier Speicherkörper 2 hintereinander in Längsrichtung der Kammer 1 angeordnet. Die Speicherkörper 2 sind beabstandet zueinander in der Kammer 1 angeordnet, die im Wesentlichen eine Wand 3 aufweist, die aus einem Feuerfestmaterial, welches insbesondere als Faserformteil ausgestaltet ist, gebildet ist. 1 shows a device for heat recovery with a chamber 1 , which can be flowed through by an exhaust gas, whose flow direction is shown with a downward arrow, and by a not shown thermoprocessing plant. In the chamber 1 is at least one Flow channel, at least partially on or in a storage body 2 along leads, trained. In the in the 1 illustrated embodiment are four storage body 2 one behind the other in the longitudinal direction of the chamber 1 arranged. The storage body 2 are spaced from each other in the chamber 1 arranged, which is essentially a wall 3 has, which is formed from a refractory material, which is designed in particular as a shaped fiber part.

Jeder der Speicherkörper 2 weist eine Wabenstruktur auf, so dass in einem Speicherkörper 2 den Speicherkörper 2 durchsetzende röhrenförmige Durchgänge 4 ausgebildet sind. Die röhrenförmigen Durchgänge 4 bilden Strömungsabschnitte in bzw. am Speicherkörper 2. Die röhrenförmigen Durchgänge 4 eines Speicherkörpers 2 bilden bei der Durchströmung mittels eines Fluids einen Bereich im Wesentlichen laminarer Strömung für das Fluid, d.h. das heiße Abgas, wie es in 2 schematisch vergrößert dargestellt ist, durchströmt den Speicherkörper 2 im Wesentlichen laminar.Each of the storage body 2 has a honeycomb structure, so that in a storage body 2 the storage body 2 penetrating tubular passages 4 are formed. The tubular passages 4 form flow sections in or on the storage body 2 , The tubular passages 4 a storage body 2 When flowing through a fluid, they form a region of essentially laminar flow for the fluid, ie the hot exhaust gas, as in FIG 2 is shown schematically enlarged, flows through the storage body 2 essentially laminar.

Die Speicherkörper 2 sind beabstandet zueinander angeordnet, so dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden bzw. benachbarten Speicherkörpern freie Strömungsabschnitte 5 vorliegen. Es sind drei freie Strömungsabschnitte 5 gebildet. Zwei Speicherkörper 2 werden durch in der Kammer 1 angeordnete Abstandshalter 6 beabstandet gehalten. Mittels Fixierelementen 7, die endseitig auf einem Speicherkörper 2 bzw. einem Abstandshalter 6 in Längsrichtung der Kammer 1 wirken, werden die Speicherkörper 2 und die Abstandshalter 6 fixiert. Das Fixierelement 7 wirkt zumindest randseitig auf den Speicherkörper 2. Die Wand 3 umgibt die Speicherkörper 2 und die freien Strömungsabschnitte 5 entlang einer Richtung, die der Strömungsrichtung des Abgases entspricht.The storage body 2 are spaced from each other, so that between two successive or adjacent storage bodies free flow sections 5 available. There are three free flow sections 5 educated. Two storage bodies 2 be through in the chamber 1 arranged spacers 6 kept at a distance. By means of fixing elements 7 , the end on a storage body 2 or a spacer 6 in the longitudinal direction of the chamber 1 act, the storage body 2 and the spacers 6 fixed. The fixing element 7 acts on the storage body at least at the edge 2 , The wall 3 surrounds the storage body 2 and the free flow sections 5 along a direction corresponding to the flow direction of the exhaust gas.

Die Fixierelemente 7 bilden zusammen mit der Wand 3 eine klammerartige Fixierung für die Speicherkörper 2 und die Abstandshalter 6. Bei der klammerartigen Fixierung wird der jeweils endseitig in der Kammer 1 vorliegende Speicherkörper 2 frei zugänglich gelassen, so dass die jeweils endseitig angeordneten Speicherkörper 2 im Wesentlichen vom Abgas angeströmt werden können bzw. das Abgas aus der Kammer 1 über einen möglichst breiten Querschnitt hinausgelangen kann.The fixing elements 7 make up together with the wall 3 a clamp-like fixation for the storage body 2 and the spacers 6 , When the clamp-like fixation of each end in the chamber 1 present memory body 2 left freely accessible, so that each end arranged storage body 2 can be flowed substantially from the exhaust gas and the exhaust gas from the chamber 1 can get beyond as wide a cross section as possible.

Die klammerartige Fixierung der Speicherkörper 2 und der Abstandshalter 6 mit der Wand 3 kann ihrerseits, wie in 1 schematisch dargestellt, mittels eines Einlassabschnitts 8 bzw. Einlasses und eines Auslassabschnitts 9 bzw. Auslasses in den Strömungspfad des Abgases eingebunden werden. Der Einlassabschnitt 8 bzw. Einlass weist im Wesentlichen einen Anschluss zum Verbinden mit der Kammer 1 auf. Der Auslassabschnitt 9 bzw. Auslass weist ebenfalls einen Anschluss zum Verbinden mit der Kammer 1 auf. Wie mit den gestrichelt dargestellten weiteren möglichen Anschlüssen skizziert, kann eine Verbindung mit dem Abgasstrom mittels Anschlüssen 10 vorgenommen werden, so dass ein Anschluss am Einlassabschnitt 8 bzw. Einlass vorliegt, der im Wesentlichen der Richtung entspricht, in der die Kammer 1 durchströmt wird. An dem Auslassabschnitt 9 bzw. Auslass kann ein Anschluss 10 vorliegen, mit dem das aus der Kammer 1 austretende Abgas im Wesentlichen zunächst in Strömungsrichtung der Kammer 1 geführt wird. Es sind jedoch auch Anschlüsse denkbar, die in einem Winkel, der insbesondere 90° aufweisen kann, wie es beispielsweise durch die Anschlüsse 11 skizziert ist, vorliegen können.The clamp-like fixation of the storage body 2 and the spacer 6 with the wall 3 in turn, as in 1 shown schematically, by means of an inlet portion 8th or inlet and an outlet section 9 or outlet are incorporated into the flow path of the exhaust gas. The inlet section 8th The inlet essentially has a connection for connection to the chamber 1 on. The outlet section 9 The outlet also has a connection for connection to the chamber 1 on. As outlined with the other possible connections shown in dashed lines, a connection with the exhaust gas flow by means of connections 10 be made, leaving a connection at the inlet section 8th or inlet, which corresponds substantially to the direction in which the chamber 1 is flowed through. At the outlet section 9 or outlet can be a connection 10 present, with which from the chamber 1 Exiting exhaust gas essentially initially in the flow direction of the chamber 1 to be led. However, there are also conceivable connections, which may have in particular 90 °, as for example by the connections 11 is sketched, may be present.

Es kann vorgesehen sein, dass der Einlassabschnitt 8 bzw. Einlass sowohl einen Anschluss 10 als auch einen Anschluss 11 aufweist, um eine Flexibilität zur Anbindung bzw. zum Anschließen der Kammer 1 in den Abgasstrom zu ermöglichen. Der Auslassabschnitt 9 bzw. Auslass kann ebenfalls sowohl den Anschluss 10 als auch den Anschluss 11 aufweisen. Es sind auch Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen nur einer der Anschlüsse 10, 11 vorhanden ist.It can be provided that the inlet section 8th or inlet both a port 10 as well as a connection 11 to provide flexibility for interfacing or connecting the chamber 1 to allow in the exhaust stream. The outlet section 9 or outlet can also be both the connection 10 as well as the connection 11 exhibit. Embodiments are also conceivable in which only one of the connections 10 . 11 is available.

Wie in 2 dargestellt, kommt es zwischen den Speicherkörpern 2 zu einer Strömungsablösung und zur Erzeugung einer turbulenten Strömung. Die turbulente Strömung beschränkt sich im Wesentlichen auf den Bereich eines anfangs- bzw. eines endseitigen Bereichs des freien Strömungsabschnitts 5 bzw. des Strömungsabschnitts in oder an den Speicherkörpern 2. Insbesondere im mittleren Bereich des röhrenförmigen Durchgangs 4 an bzw. in den Speicherkörpern 2 liegt eine im Wesentlichen laminare Strömung vor.As in 2 shown, it comes between the storage bodies 2 to a flow separation and to generate a turbulent flow. The turbulent flow is essentially limited to the region of an initial or an end region of the free flow section 5 or of the flow section in or on the storage bodies 2 , Especially in the middle region of the tubular passage 4 on or in the storage bodies 2 there is a substantially laminar flow.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19933513 C1 [0004]

Claims

Device for heat recovery with a chamber (1), which is traversed by a gas, wherein in the chamber (1) at least one storage body (2) is formed, characterized in that in the chamber (1) two on the storage body (2) formed There are flow sections between which a free flow section (5) is formed.

Device after Claim 1 , characterized in that the length of a flow section on the storage body (2) is in the range of about 50 cm to about 450 cm and / or the length of the free flow section (5) is in the range of about 2 cm to about 35 cm.

Device after Claim 1 or 2 , characterized in that the surface of a storage body (2), along which the gas flows, in a range between 200 m ² based on 1 m ³ storage body and 1000 m ² based on 1 m ³ storage body.

Device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that there is an alternating sequence of flow sections on the storage body (2) with free flow sections (5), wherein the number of free flow sections (5) is equal to or greater than two.

Device according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that spacers (6) between two successive storage bodies (2) are provided, which are arranged in the region of a free flow section (5).

Device according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the chamber (1) has a cross-sectional area in the range of about 450 cm ² to about 1350 cm ² .

Device according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the chamber (1) has two connection possibilities for an inlet (8) and / or an outlet (9), wherein the two connection possibilities form an angle of greater than 60 °, in particular an angle of approximately 90 ° with each other.

Device according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the chamber (1) has a steel housing.

Device according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that a storage body (2) has a honeycomb structure.

Use of a storage body (2) in a device for heat recovery, wherein in the device a chamber (1) is provided, which is traversed by a gas and in which the storage body (2) is arranged, wherein the storage body (2) has at least one flow section , characterized in that two flow sections are used on a storage body (2) and a free flow section (5) arranged between the two flow sections.

Method for heat recovery from a gas, in particular with a device according to one of the Claims 1 to 9 in which a gas flows through a chamber (1), characterized by forming two substantially laminar flow sections and forming a substantially turbulent flow section between the two substantially laminar flow sections in the chamber (1).