DE1501380A1

DE1501380A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Waermeaustausch zwischen Gasen,Daempfen,Fluessigkeiten und/oder festen Stoffen einerseits und festen oder fluessigen Waermetraegern andererseits

Info

Publication number: DE1501380A1
Application number: DE19661501380
Authority: DE
Inventors: Zsigmond De Galocsy; Jean Prunet
Original assignee: Finacalor AG
Current assignee: Finacalor AG
Priority date: 1965-07-09
Filing date: 1966-07-07
Publication date: 1969-12-04
Also published as: LU51491A1; ES328861A1; BE683673A; NL6609581A; GB1154041A; US3549295A

Description

»on Kr«!sl«r Dr.-lng. Schönwald

"%. Juli

PIlI/iC/:LC-R AKTIENGESELIECHAFT.
ΥΛΓ-UZ. Liechtenstein,

!''erfahren und Vorrichtung zum Wärmeaustausch zwischen Gasen. lämpfen, Flüssigkeiten und/oder festen Stoffen einerseits und festen oder flüssigen Wärmeträgern andererseits

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wärmeaustausch zwischen Gasen und/oder Dämpfen und/cder Flüssigkeiten und/cder festen Stoffen einerseits und festen oder flüssigen Kärmeträgern andererseits, welche in zwei Wärmeaustauschern miteinander in Berührung gebracht werden, die parallel geschaltet sind entweder in der gleichen Richtung oder im Gegenstrom oder in sich kreuzenden Strömungen zwecks Anwendung bei der Ausführung von physikalisch-chemischen Reaktionen=

Es ist bereits bekannt, in einer entsprechenden Kammer die in heißen Gasen gespeicherte Wärme auf in einem besonderen Zustand befindliche Wärmeträger zu übertragen. Die auf diese Weise in den kleinen Teilchen gespeicherte Wärmemenge wird dann auf die in einer zweiten Kammer zu erhitzenden Materialien übertragen, Ein anderes Merkmal dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß die Wärmeträger in den Kammern mit Gasen in Berührung gebracht werden, die

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im Gegenstrom aufsteigen und vorzugsweise in Form einer versprühten laminaren Strömung= Um zu verhindern, daß die kleinen Teilchen durch den Aufprall der Gase aus den Kammern abgeführt werden, muß den aufsteigenden Gasen eine ganz bestimmte Grenzgeschwindigkeit erteilt werden, je nach der Größe der Teilchen, dem Stoff, aus dem sie bestehen, und der Art der verwendeten Gase

Tas bringt verschiedene Nachteile mit sich. Kenn man einen wirklich guten Wärmeaustausch zwischen den Wärme-

' trägern und den Gasen und umgekehrt erhalten muß, tverden die vorzusehenden Kammern verhältnismäßig groß sein, weil die relative Geschwindigkeit des freien Falls in der aufsteigenden gasförmigen Strömung ziemlich groß wird. Wenn die Wärmeträger unter den Stoffen ausgewählt werden, die eine geringe Wärmediffusion aufweisen, werden andererseits noch viel größere Kammern erforderlich, um zu ermöglichen, daß die Wärme so weit als möglich in die Mitte der Wärmeträger eindringt, ras erfordert, daß die Aufenthaltszeit der Wärmeträger in den Kammern beträchtlich

' verlängert wird und kann nur durch eine weitere Vergrößerung der Höhe der Kammern verwirklieht v/erden»

Koch größere Nachteile können auftreten, wenn die Füllung des Wärmeaustauschers abnimmt. Die Fallgeschwindigkeit des Wärmeträgers wird dadurch vergrößert, die Aufenthalts-' zeit verringert und die gesamte thermische Wirksamkeit vermindert.

Bei den bekannten Verfahren war man bestrebt, die Aufenthaltszeit der Teilchen in der Kammer zu verlängern und gleichzeitig deren Höhe zu verringern, indem die Kammern ^] mit Sieben, Schirmen oder ähnlichen Einrichtungen versehen wurdenο Die bisher vorgeschlagenen Anordnungen bringen

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jedoch einen beträchtlichen Druckabfall des Gases mit sich, d h. eine unnütze Zunahme der Entropie, so daß die technische Wirksamkeit eher zweifelhaft wird.,

Eine=} anderer. Nachteil dieser bekannten Verfahren und '"orriehtungen besteht darin, daß die in der Kammer aufsteigende GassUule. welche ihre niedrigste Temperatur am cberc-n Ende erreicht, unstabil ist. was zu einer ungleichmäßigen Abkühlung der Gase oder zu einer ungleichmäßigen Erhitzung der Wärmeträger führen kann.

Lurch die vorliegende Erfindung sollen diese verschiedenen Nachteile beseitigt werden. Tie Erfindung bezieht sich auf ein verfahren zur Ausführung des Wärmeaustausch^ und/oder von physikalisch-chemischen Reaktionen zwischen Gasen und/cder läripfen und/oder Flüssigkeiten und/oder festen Steffen einerseits und Wärmeträgern andererseits; die aus festen Teilchen oder flüssigen Tropfen bestehen= Das Terfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die festen Teilchen oder die flüssigen Tropfen in das Medium eingespritzt we:\>n, dessen Strömung derart geregelt wird, daß dieselbe im Kirbelbereich. aber in unmittelbarer Nähe des laminaren Bereichs liegt

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens« Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch in einem Turm erfolgt; der einen mittleren Kern aufweist, dessen Form jener des Turms angepaßt ist, wobei der Wärmeaustausch in dem ringförmigen Teil vor sich geht, der zwischen den ÜÄnden des Turms und den Wänden des mittleren Kerns liegt ο

Nachstehend werden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, deren kennzeichnendes Merkmal in allen Fällen in

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folgendem besteht; Wenn das Medium im Wärmeaustauscher in einem dem laminaren Bereich nahe liegenden Wirbelbereich strömtjwird die Aufenthaltszeit der festen Teilchen oder der flüssigen Tropfen im Austauscher stark verlängert., ohne daß der Füllungsverlust in demselben beträchtlich zunimmt,

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden überdies die Wärmeträger und die im gasförmigen und/oder dampfförmigen Zustand befindlichen Medien derart ausgewählt, daß die Enthalpiekurve der Wärmeträger oberhalb der Enthalpiekurve dieser Medien liegt.

Bei der Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es vorteilhaft., Wärmeträger zu verwenden, die aus keramischen Materialien, aus Metallen und Kombinationen von Zementen und Metallen oder aus Metalloxyden bestehen« Die Erfindung betrifft Wärmeträger in Form von Kugeln, Tropfen, Zylindern und Hohlzylindern. Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die verwendeten Wärmeträger Durchmesser aufweisen, die 0,15 - 2 mm betragen.

Las Verfahren gemäß der Erfindung kann in vorteilhafter Weise bei physikalisch-chemischen vorgängen Anwendung finden, wie z,B- der Vergasung, der Rückbildung, dem Kracken, der Erzeugung von Wasserstoff, der Destillation von teerhaltigen Stoffen, der Kalzinierung von Mineralkombinationen, die Kristallwasser oder Karbonate enthalten, usw. Es wurde auch gefjnden, daß die besten technischen und wirtschaftlichen Vorteile erzielt werden können, wenn die Enthalpie, die in dem aus dein magneto-hydrcdynamischen A^organg sich ergebenden Rauchgas verbleibt, in erster Linie dazu dient, den Wärmebedarf für die Vergasung von Kohle, Schlamm oder flüssigem Brennstoff mit Hilfe der stark erhitzten kleinen Teilchen

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des festen oder flüssigen Wärmeträgers zu decken

Es ist vorteilhaft, die Wärmeaustauschkammer mit einem inneren Kern zu versehen, der Führungen und Umlenkbleche aufweist.

Mittels dieses inneren Kerns und je nach dessen Form werden in der Kammer wenigstens zwei getrennte Abschnitte gebildet, von denen der eine mit einer Eintrittsleitung für die in gasförmigem und/oder dampfförmigen Zustand befindlichen Medien versehen ist» Tie Teilung der Kammer Λ in mehrere Abschnitte besitzt den Vorteil, daß bei Verringerung der Füllung des Wärmeaustauschers die verschiedenen Kammerabschnitte nacheinander geschlossen werden können und auf diese Weise auch bei sehr kleinen Füllungen rhne Vergrößerung des Füllungsverlustes ein sehr guter thermischer Wirkungsgrad erzielt werden kann Gleichzeitig muß dafür Sorge getragen werden, daß die Körner des Wärmeträgers nur in den in Betrieb befindlichen Ka:nmerabsehnitt eingeführt werden, Ter andere Vorteil des inneren Kerns besteht in der A^ergrößerung der Strah- -V-ingsflächen. die eine beträchtliche Vergrößerung des Wäririeübertragungskoeffizienten im Bereich der hohen Temperatur ergibt,

Eer innere Kern des Wärmeaustauschers ist wenigstens teilweise hohl und am unteren Ende mit wenigstens einer öffnung versehen..die mit dem Vorratsbehälter des gas- und/ oder dampfförmigen Mediums verbunden ist,

Unterhalb dieses unteren Abschnitts der Wärmeaustauschkammer, der mit Einlai3ieitungen für die gas- und/oder cirnpfförnigen Medien versehen ist, ist ein Wirbelbett ar,£i-·r-rdnet., dessen Querschnittsfläche kleiner ist als jene Gtr- oberen V.'äririeaustaunchkammero Der das Wirbelbett

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enthaltende untere Teil der Kammer ist mit wenigstens einer zusätzlichen Leitung für die gas- und/oder dampfförmigen Medien,, sowie mit Austrittsleitungen für die kleinen Teilchen der Wärmeträger versehen. Außerdem ist die das Wirbelbett enthaltende Kammer mit einem Rost cdet¹ einem Gitter versehen= Der innere Kern des Wärmeaustauschers entspricht, einer zweiten Wärmeaustausehkammer. die zu einer ersten Wärmeaustauschkammer parallel angeordnet istler obere Teil dieser zweiten Kammer ist ebenfalls mit Umlenkblechen und seitlichen Öffnungen versehen, welche die Verbindung zwischen den beiden Kammern ermöglichen

Es ist auch vorteilhaft, die Achse und die Wände der Wärmeaustauschkammer, die mit Führungen und Umlenkblechen versehen ist, derart zu neigen, daß der Neigungswinkel dieser Einrichtungen zur Waagerechten mehr als 35° beträgt*

Die vorliegende Erfindung enthält auch Anweisungen für die Verwendung von flüssigen Wärmeträgern. Es wurde festgestellt, daß das vorstehend beschriebene Verfahren, bei welchem sich die flüssigen Wärmeträger in Tropfen auflösen, ernstliche Machteile ergeben kann. Es ist in erster Linie unmöglich, in diesem Fall in Tropfen aufgelöste flüssige Wärmeträger zu verwenden, weil infolge der Zunahme der Fallgeschwindigkeit der Tropfen diese wenigstens teilweise den Boden der Wärme aus t aus ehkamrner in flüssigem Zustand erreichen, was unmittelbar zu einer Verstopfung führt,

Die Anmelderin hat erkannt, daß die Übertragung der Wärme der heißen Gase auf die Wärmeträger beträchtlich gesteigert werden kann, wenn diese heißen Gase nicht in ihrer Gesamtheit in den unteren Teil der ersten Kammer

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eingeführt werderu sondern teilweise in die höher liegenden Abschnitte der Kammer- Man kann sich daher mit einer verringerten Aufenthaltszeit der Wärmeträger begnügen. Das führt 2u einer Verringerung der Höhe der Kammern und der Füllungsverluste Die gleiche Wirkung v;ird in der zweiten Kammer erzielt. v;enn die Wärmeträger teilweise in dieselbe eingeführt werden.

Γie Anmelderin bringt auch neue Lösungen für die Abführungseinrichtungen der Wärmeträger, wie z.B. jene Einrichtungen_£. welche sich zwischen den beiden Kammern befinden und welche ä die Aufgabe haben,, die Wärmeträger in abgedichteter Weise und ohne Γ-ruckverlust zu übertragen, sowie auch für jene Einrichtungen, welche die Abführung aus der unteren Kammer bewirken sollen, fiese sind wahlweise als Schleusen und/oder unter Ausnützung der Höhe der Körnersäule ausgebildet, Heue Losungen werden auch für die Anordnung des drehbaren Verteilers sowohl für feste, als auch für flüssige Wärmeträger vorgeschlagen=

Es ist 'ferner vorteilhaft, wenn die inneren Wände des Wärmeaustauschers relativ zur senkrechten Achse desselben spiralförmig geformt sind=

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung mehrerer beispielsweiser Ausführungsformen und aus den Zeichnungen.

Fig. la veranschaulicht ein Diagramm, welches die Aufentlaltszeit der festen Teilchen in einem strömenden Medium zeigt-

Fig, Ib veranschaulicht ein Diagramm, welches den Füllungsverlust des Mediums in Abhängigkeit von dem verwendeten Strömungsbereich zeigt,

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Fig, 2 zeigt schematisch einen axialen Längsschnitt der oberen Kammer einer Ausführungsform eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung,

Fig 3 zeigt schematisch im Längsschnitt eine andere Ausführungsform eines Wärmeaustauschers, Die Fig; {l und 5 zeigen Einzelheiten der Wände der Wärmecustauschkammern nach dem allgemeinen Schema der Fig< 3-Fig 6 zeigt im Längsschnitt eine dritte Ausführungsform der Erfindung,.

Tie Fig, 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung.in Seitenansicht nach der Linie VII-VII der Fig-, 8 und im Längsschnitt nach der Linie VHI-VIII der Fig, 7,

Fig. 9 zeigt eine ringförmige Wärmeaustauschkammer, die in vier unabhängige Abschnitte unterteilt ist= Fig: 10 zeigt die Zuführung und die Abteilung der Wärmeträger in den vier Abschnitten des Austauschers gemäß Fig, 9< Die Fig: 11 und 12 zeigen im Längsschnitt zwei andere Ausführungsformen des Wärmeaustauschers gemäß der Erfindung _a Die Fig. 13 und Ik zeigen im Längsschnitt eine Wärmeaustaus chkammer_; die einen unteren Teil aufweist, welcher ein nit einem Rost versehenes Wirbelbett enthält, Die Fig. 15 und 16 zeigen im Längsschnitt einen Wärmeaustauscherj, der zwei konzentrische Kammern aufweist_c Die Figo 17 „ 18 und 19 zeigen schematisch im Längsschnitt einen Wärmeaustauscher, der zur Ausführung physikalischchemischer Vorgänge geeignet ist=

Figo 20 veranschaulicht eine Vorrichtung, die zum Verdampfen und Überhitzen des Dampfes von Flüssigkeiten bestimmt ist, Figo 21 zeigt eine Verteilervorrichtung für Wärmeträger, die verwendbar ist. wenn kleine Druckunterschiede bestehen» Fig. 22 veranschaulicht eine Schleusenvorrichtung., die zur 'Zuführung, zur Übertragung und zur Abführung der Wärmeträger dient.

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Fig 23 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Abführung oder Übertragung der Wärmeträger ο Fig 23a ist ein Querschnitt nach der Linie X-X der Fig= 23> •Fig, 24 veranschaulicht eine Vorrichtung zur optimalen Verwendung flüssiger Wärmeträger

Die Fig la und Ib zeigen zwei Diagramme- auf welchen in' Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit eines Gases die Fallzeit der festen Teilchen im Austauscher bzw, der Füllungsverlust aufgetragen ist. den das Gas beim

Durchgang durch den Austauscher erfährt„ ä

In ein zylindrisches Rohr wird am unteren Ende kalte Luft eingeführt_ Am oberen Ende dieses Rohres ist eine Vorrichtung angeordnet, welche kontinuierlich im wesentlichen kugelzormige Korundkörner fallen läßt, die einen Durchmesser von 0.4 -0.6 mm aufweisen= Einzelne dieser Teilchen, die entsprechend markiert sind., ermöglichen die Messung der durchschnittlichen Fallzeit im Rohr,

Es wurde einerseits festgestellt, daß in dem Maße, in dem die Menge der in das Rohr eingelassenen Luft vergrößert wird, der zwischen dem unteren und dem oberen Ende des

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Rohres gemessene Füllverlust im wesentlichen kontinuierlich zunimmt. Dies zeigt das Diagramm der Figo Ib, in welchem auf der Ordinate der Füllungsverlust (in mm Wassersäule) und auf der Abszisse die durchschnittliche Luftgeschwindigkeit ^;'in m/s) aufgetragen sind.

Es wurde andererseits festgestellte daß die durchschnittliche Aufenthaltszeit der Teilchen im Rohr in gleicher Welse zunimmt., wenn die Umlaufgeschwindigkeit der Luft zunimmt <■ Im Augenblick des Übergangs der Luft aus dem laminaren Rereien in den Wirbelbereich ergibt sich jedoch eine deutliche Zunahme diener Aufenthaltszeit, Diese Zunahme

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später zu unstabilen Bereichen., in welchen die Teilchen durch die gasförmige Strömung mitgenommen werden. Ties zeigt das Diagramm der Fig. la., in welchem auf der Ordinate die durchschnittliche Aufenthaltszeit der Teilchen (in s) und auf der Abszisse die durchschnittliche Luftgeschwindigkeit [ in m/s"; aufgetragen sind. Diese Diagramme veranschaulichen die Erfindung, weil sie zeigen., daß für einen sehr geringen zusätzlichen Füllungsverlust (von beispielsweise 50-120 mm Wassersäule) die Aufenthaitszeit in ganz bestimmter Weise verlängert werden kann (beispielsweise um 7-20 s '!.

Durch Berechnung wurde f?5tgesteilt, daß die ziemlich deutliche Verschiebung der Kurve, welche die Veränderung der Aufenthaltszeit der Teilchen in Abhängigkeit von der Luftgeschwindigkeit zeigt, in der Nähe der Grenzgeschwindigkeit erfolgt, welche den laminaren Bereich des Gases vom Wirbelbereich trennt, Dies wurde übrigens auch bei Versuchen durch Sichtbarmachung der gasförmigen Strömungen im Inneren eines ähnlichen Rohres bestätigt, wobei ein durchsichtiges Rohr verwendet wurde= In der gleichen Versuchsreihe konnte außerdem auch die Entstehung von Schwingungsbewegungen der festen Teilchen festgestellt werden,, wenn die Luftströmung aus dem laminaren Bereich in den Wirbelbereich überging. Durch das gleiche Verfahren konnten ferner die Schirme im Rohr derart angeordnet werden, daß örtlich sekundäre Wirbelbewegungen erzeugt wurden-. Ganz allgemein konnten die Formen der Wärmeaustauschkammern bestimmt werden, die nachstehend beschrieben werden, Zunächst werden verschiedene Vorschläge für die Ausbildung der Kammern beschrieben für den Fall, daß die Gase oder der Dampf in der zweiten Kammer erhitzt werden., dann Ausbildungen der Kammer für die Erhitzung von festen oder flüssigen Materialien und schließlich neue Vorrichtungen, die als Eintritts- und Austrittsvorrichtungen dienen.

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In Fig. 2 ist der Deutlichkeit halter nur die cbere Kammer dargestellt= Tie zur cfceren Kammer im allgemeinen symmetrische untere Kammer vjird zur Erhitzung der Gase und/oder iämpfe verwendet. In Fig, 2 sind verschiedene Einrichtungen dargestellt, die für die Umwandlung der laminaren Strömung der Wärmeträger in eine wirbelnde Strömung wesentlich sind, wobei gewährleistet ist, daß der !Druckabfall der Gase auf einem Mindestwert gehalten wird,

Die seitlichen Wände 2 der Wärmeaustauschkair.mer l_s die in den bekannten Wärmeaustauschern leicht geneigt sind, weisen gemäß der Erfindung eine gewellte cder sinusförmige Ausbildung auf, wobei eine Vertiefung der Wellung der einen Wand einem Scheitel der Wellung der gegenüberliegenden Wand entspricht Vorteilhaft sind die inneren Wände des Wärmeaustauschers relativ zur senkrechten Achse desselben spiralförmig angeordnet. Die Ausbildung der Kammern in dieser Form ist besonders vorteilhaft, weil in diesem Fall die Strömungsgeschwindigkeit der Gase über die Gleitgeschwindigkeit der Wärmeträger gesteigert werden kann, ohne . daß die Gefahr besteht, daß die Körner durch die gasförmige Strömung aus der Kammer ausgestoßen werden. Dies ermöglicht, den Wärmeaustauscher einem stufenförmigen Eereich von Abänderungen anzupassen, welche die Füllung aufweist< Eine solche Möglichkeit ist bei den bisher bekannten Austauschern nicht gegeben.

Am unteren Ende der Kammer 1 werden durch Eintrittsöffnungen 3 heiße Gase eingeführt, welche nach ihrer Abkühlung durch Austrittsöffnungen 4 am oberen Ende der Kammer austreten« Der am oberen Ende der Kammer 1 angeordnete Einlaß 5 dient zur Einführung von kleinen Teilchen der Wärmeträger in die Kammer, welche über den ganzen Querschnitt gleichmäßig verteilt werden. Der Fall der Teilchen in laminarer Strömung wird in eine rollende Querbewegung, in ein Aufprallen und . in eine Schwingung umgewandelt, wenn diese Teilchen auf

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die gewellten seitlichen V.'ände 2 der Kammer auf treffen» Dadurch wird nicht nur die Vergrößerung der Wärmeübertragung unterstützt., sondern bewirkt auch eine beträchtliche Verlängerung der Aufenthaltszeit der Wärmeträger in der Kammer= Tie Höhe der Kammer kann daher verringert werden., selbst wenn die Menge des zu behandelnden Materials beträchtlich ist= Wenn die Grenzgeschwindigkeit der aufsteigenden gasförmigen Strömung,, die über den Querschnitt der Kammer verteilt ist, übermäßig groß wird,, entsteht eine schwingende und wirbelnde Bewegung» Die Aufenthaltszeit der Teilchen in der Kammer wird verlängert und es wird eine engere Berührung mit den Gasmolekülen bewirkt-, Tie Zunahme der Wirbelbewegung der gasförmigen Säule und der Wärmeträger führt jedoch nicht zu einer Vergrößerung des Eruckabfalls, wenn - wie durch "versuche gezeigt werden kennte - Führungen und Umlenkbleche 6 an entsprechenden Stellen der Seitenwände 2 vorgesehen sind. Die Wärmeträger werden abwechselnd von einer Wand des Wärmeaustauschers zur anderen Wand gestoßen. Die heißen Gase müssen in die Kammer durch die Eintrittsöffnungen 3 vorzugsweise tangential eingeblasen werden. Das untere Ende der Kammer 1 ist mit einer Austrittsöffnung 7 für die Wärm-eträger versehen, durch Vielehe die erhitzten Teilchen hindurchgehen, um in

, , kammer

die (nicht dargestellte) zweite Wärmeaustausche-:- zu gelangen, in welche kalte Gase eingeführt werden» Wie Figo zeigt, ist der Querschnitt der Kammer 1 nach oben progressiv verringert und nimmt in dem Teil plötzlich zu, der den Austrittsöffnungen k für die Gase gegenüberliegt, Dadurch wird eine praktisch konstant bleibende Menge für die Strömung der aufsteigenden Gase gewährleistet, die sich infolge ihrer progressiven Abkühlung zusammenziehen, Die Strömungsgeschwindigkeit der aufsteigenden Gase wird jedoch plötzlich vermindert, wenn diese Gase in den stark erweiterten Bereich in der Höhe der Austrittsöffnungen 4

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gelangen, so daß die Teilchen der Wärmeträger durch die austretenden Gase nicht nach außen mitgenommen werden. Tie Führungen oder Umlenkbleche 6 sind an den der Achse der Kammer am nächsten liegenden Teile der Seitenv.'ände angeordnet

In zahlreichen Fälien ist es vorteilhaft, die Kammer 1 mit einem inneren Kern 8 zu versehen,, wie in Fig, 3 schematisch dargestellt ist, Wenn man in der Karr.mer sehr stark erhöhte Temperaturen von etwa I7CO-I8CO C erzielen muß. kann der innere Kern 8 mittels einer (nicht dargestellten; Luftströmung abgekühlt werden., um ein mögliches Erweichen der feuerfesten Ziegel des Kerns zu vermeiden, Eie Aufenthaltszeit der Wärmeträger in der Kammer wird wieder durch den Durchgang zwischen Umlenkblechen 6 verlängert Diese Ausführungsform führt zu sehr vorteilhaften Ergebnissen, wie bei der in Fig, 2 gezeigten Ausführungsform Die heißen Gase werden durch EintrittBfnungen 3 am unteren Ende der Kammer 1 eingeführt und treten durch Austrittsöffnungen 4 am oberen Ende der Kammer 1 aus. Gewöhnlich soll die Querschnittsfläche der Kammer in der Nähe der Austrittsöffnungen 4 gleich der freien Querschnittsfläche im unteren Teil der Kammer sein, um durch die plötzliche A^erminderung der Gasgeschwindigkeit zu vermeiden, daß die am oberen Ende der Kammer durch den Einlaß 5 eintretenden Wärmeträger von der durch die Austrittsöffnungen 4 austretenden Gasströmung mitgerissen werden. Der mittlere Kern kann konisch sein, wie in der Zeichnung dargestellt ist,, oder derselbe kann auch die Form einer senkrechten Säule aufweisen oder mit einer gesellten Oberfläche versehen sein. Die Form des unteren Endes der Kammer, das mit einer Austrittsöffnung 7 für die Teilchen versehen ist, ist überdies der Form des mittleren Keν.:)s angepaßt.

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Es gibt häufig Fälle, in denen die Füllung des Wärmeaustauschers sich nur sehr wenig verändert, wie z,B, bei dem Winderhitzer für einen Hochofen und für verschiedene chemische Industrien, In allgemeinen werden die durch den Wärmeaustauscher strömenden Gasmengen praktisch nur auf etwa 21"$ der maximalen Füllung verringert- Es gibt jedoch auch andere Fälle z=B, bei einem Luft- oder Gaserhitzer, der hinter einem Tiefofen liegt, bei welchem die durch den Wärmeaustauscher strömende Gasmenge im Vergleich zur maximalen Füllung nur etv/a 15-20$ derselben beträgt. Gleichzeitig verändert sich aber die Temperatur des Rauchgases nur sehr wenig Eer Wärmeaustauscher muß daher derart ausgebildet werden, daß die in der zv;eiten Kammer zu erhitzenden Gase unabhängig von der Füllung immer auf die gleiche Temperatur erhitzt werden können. Es ist somit darauf zu achten, daß der Füllungsverlust^x· selbst ist abhängig:.:.

1, von der Menge der Wärmeträger, die sich gleichzeitig in der Kammer befinden,

2 von der Reibung der Gase,

3= von der Stärke der gewünschten Wirbelbewegung.

Die Erzielung der gewünschten Temperatur ist wieder von der Aufenthaltszeit der Körner in den Wärmeaustauschkammern abhängig. Tie Anmelderin hat den Zusammenhang zviischen diesen beiden Bedingungen erkannt und durch die Ausbildung besonderer Profile der Kammern entsprechende Lösungen gefunden, sowohl für die Wärmeaustauscher., bei denen die Veränderungen der Füllung ziemlich gering sind als auch für jene, bei denen diese Veränderungen hohe Werte erreichen,

In Fig, 3 ist nur der Grundgedanke gezeigt, der einen inneren Kern und Umlenkbleehe vorsieht= Die Fig» h und 5

x) auf einem erträglichen Wert gehalten wird, Der Fülluhgs-

verlust

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zeigen Einzelheiten dieser Profile der Kammer: Versuche haben für die beiden ersten angegebenen Fälle gezeigt, daß unabhängig vom profil der Kammer und von der Strömungsgeschwindigkeit der Gase eine V.^Tirbelbev;egung erst bei einer b-2^ irrten Geschwindigkeit auftritt, Liese Wirbelbewegung der Gase zieht: auch die nach unten fallenden Körner der v;är;::eträger in diese Wirbelbewegung. Wenn diese die Wirbelbewegung erreicht haben, ist die Fallgeschwindigkeit der Kl'rner nicht rr.ehr nur vcn dem einfachen Aufprallen derselben auf den Umlenkblechen abhängig; sondern auch v~n CcV Stärke der Wirbelbewegung. Biese Lehre ist die ä

Grundlage der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Vorschläge, welche als Beispiele zur Erklärung des Ausbilcungsprinzips anzusehen sind.

Las Profil der Kammer gemäß Figo 4, in welcher der Einfachheit halber nur die cbere Kammer dargestellt ist,, bezieht sieh auf den Fall, in welchem nur mit geringen Veränderungen der Füllung zu rechnen ist, Das Profil der Kammer ist im Prinzip derart ausgebildet, daß die Wirbelbewegung erst bei einer Füllung von etwa 8C$ beginnt. In Fig. 4 bedeutet:

1 die Außenwand

2 die Wand des inneren Kerns

3 die Mittellinie

4 die Unlenkbleche

5 die Zuführungsleitung für die Wärmeträger

6 die Verteilerspitze des inneren Kerns

a den Abstand zwischen der Spitze des

Umlenkbleehes und der Wand

1 den Abstand, der die verschiedenen

Unlenkbleche voneinander trennt

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_nn(i A . bezeichnen den Winkel der

/ν Urnlenkbleche relativ zur Waagerechten

bezeichnet allgemein den Neigungswinkel der Kammerwände relativ zur Senkrechten

Um die Wirbelbewegung in einem entsprechenden Rahmen zu halten, soll das Verhältnis l/a ungefähr 3-4 betragen. Es ist daher von großem Vorteil, wenn die Umlenkbleche 4 nur etwa bis zur Mittellinie 3 in den Ringraum hineinragen Wenn diese Vorschriften eingehalten werden,, wird selbst für eine Füllung von 8c# die Aufenthaltszeit erreicht und dieser Zeitraum nimmt bei einer Füllung von ICCJo infolge der verstärkung der Wirbelbewegung noch zu. Trotzdem beträgt se] I:st Lei einer Füllung von IGC^ der Truckverlust nicht mehr- als 100-120 mm Wassersäule,

Tie schematische Fig-. 5 gibtv.ein Beispiel für den zweiten Fall, in welchem die Veränderung der Füllung hohe Werte erreicht, Um eine ausreichende Aufenthaltszeit zu erzielen, muß das Profil der Kammer derart ausgebildet werden, daß die Wirbelbewegung, z,B-. bei einer Füllung von 20f£ beginnt Bei einer Füllung von 1OC^ nimmt die Wirbelbewegung infolgedessen beträchtlich zu und die Aufenthaltszeit der Körner beträgt das vier- bis Fünffache der erforderlichen Zeitdauer, Die Folgen dieser Vorschrift sind, daß sowohl für geringe Füllungen als auch fär große Füllungen die gleichen Iieiztemperaturen erreicht werden können. Zweitens kann die Höhe der Kammer beträchtlich vermindert werden und drittens nimmt der Druckverlust beträchtlich zu. Um diesen üruckverlust so niedrig als möglich zu halten, sind im Ringraum genügend lange senkrechte Kanäle vorgesehen, welche ermöglichen,die durch

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ein Umlenkblech bewirkte Wirbelbewegung zu vermindern, wenn diese das darüberliegende Umlenkblech erreicht In Flg. 5 haben die Bezugszeichen die gleiche Eedeutung ■ wie in Fig 4. Die Umlenkbleche dringen tiefer in das Innere des Ringraurnes ein und zwar derart, daß die unteren Unilenkblche größere Abmessungen aufweisen als die oberen 'Jrdenkbleche Die allgemeine Neigung der Kammerwände relativ zur Senkrechten unterscheidet dieselben voneinander., indem beispielsweise die Wand 1 der Kammer einen Winkel vcn 5 aufweist, während die Wand 2,z,B einen Winkel von 15-20 aufweist Wie die A'ersuche gezeigt haben, beträgt der |

Druckverlust in einer Kammer gemäß Fig. 5 bei einer Füllung von IGC^ nur 200-250 mm Wassersäule und verringert sich selbstverständlich bei geringeren Füllungen auf niedrigere Werte Tie senkrechten Kanäle haben auch noch einen anderen Zweck Wenn das Frofil der Kammer nach dem mit unterbrochenen Linien angegebenen Profil ausgebildet wird; hat sich gezeigt, daß der Druckverlust beträchtlich zunimmt, Durch diese besonderen Profile der Kammer ist es demnach möglich, Veränderungen der tatsächlichen Füllung zu folgen, ohne daß Regeleinrichtungen erforderlich sind. Dies ist umso wichtiger, als bei den bisher bekannten Wärmeaustauschern mit beweglichen Wärmeträgern die Regelung schwierig auszuführen war. (V und/o sind von dem natürlichen Strömungsge- i fälle der verwendeten Wärmeträger abhängig. Im allgemeinen ist in diesem Fall die Regel, daß sich o(/ in der Nähe des natürlichen Strömungsgefälles befindet, während/3 praktisch oberhalb desselben liegt.

In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Ringraum zwischen dem Kern 8 und den Wänden der Kammer mit Umlenkblechen 6 versehen ist= Diese weisen die Form von Federn auf, welche verschoben und in übereinander liegenden

Reihen angeordnet sind, Nach den statischen Prinzipien

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stoßen die Teilchen bei ihrem Fall mehrere Male gegen die Urnlenkbleche 6 und prallen in senkrechter Richtung oder in der Querrichtung zurück, Dadurch wird nicht nur ihre .Aufenthaltszeit in der Kammer verlängert, sondern es wird auch eine gleichmäßige Verteilung in den Querschnitten erzielt. Es ist vorteilhaft, wenn die Umlenkbleche 6 in der Strömungsrichtung der gasförmigen Medien einen aerodynamischen Querschnitt aufweisen Die auf den Wänden des Wärmeaustauschers angeordneten Vmlenkbleche sind in ihren oberen Teilen ebenfalls vorteilhaft'· relativ zur Waagerechten geneigt, wobei ihr Neigungswinkel kleiner ist als das natürliche Ruhegefälle der Teilchen

Ea;i gemäß der Erfindung der Wirkungsgrad, die Abmessung und die Druckbedingungen in der Kammer vorherrschend sind, kann der Querschnitt der Kammer viereckig, kreisförmig, halbkreisförmig oder elliptisch sein oder die Form eines Parallelogramms haben, Die Form des Kerns 8 ist immer dem für die Kammer gewählten Querschnitt angepaßt. In den Fig. 6, 7 und 8 sind beispielsweise Kammern dargestellt, deren Querschnitte viereckig bzw. halbkreisförmig sind

Gemäß der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform weist die Kammer senkrechte Seitenwände 2 auf Der Kern hat einen gegen das untere Ende der Kammer abnehmenden Querschnitt und erstreckt sich bis zur Austrittsöffnung 7-Man erhält auf diese V/eise zwei parallele Kammern 1 und 1^!, die auf verschiedene V/eise gefüllt v/erden können= Die Kammern können selbstverständlich mit Umlenkblechen versehen sein-. Anstelle der beiden Kammern^ welche unterteilte Querschnitte aufweisen, kann man einen Wärmeaustauscher auch mit zwei oder mehreren Kammern versehen., insbesondere wenn höhere Drücke zur Anwendung kommen sollen,

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Tie Fig. 9 und 13 zeigen eine andere Art der Ausbildung der Kammer für die Regelung., um bei einer Veränderung der ■Füllung einen gleichmäßigen thermischen Wirkungsgrad zu erzielen Gemäß Fig. 9, v:elehe eine Draufsicht auf die obere Kammer zeigt, ist dieselbe in vier Abschnitte unterteilt Eei einer Füllung von 1CC# arbeiten die vier Abschnitte gleichmäßig= Wenn jedoch die Füllung beispielsweise auf 2Cfy sinkt, wird das Gas nur In einen einzigen Kammerabschnitt eingeführt In Fig. 9 bedeuten:

1,2.7.und h die verschiedenen Abschnitte der \

Kammer

5 die äußere Wand

6 die Wand des inneren Kerns

7 das erste Umlenkblech

8 die Zuführungsleitung für die mittlere Zuführungsleitung, die in vier kleine Rohre 9 unterteilt j st

10 die Eegrenzungsv;and der verschie

denen Abschnitte der Kammer

"Jm die Menge des Gases gleichmäßig in die verschiedenen Abschnitte der Kammer zu verteilen, wird die Leitung A eingeführt und in Leitungen B von gleicher Länge und gleichem Durchmesser unterteilt, Durch diese wird das Gas gleichmäßig in den Leitungen C von gleichem Durchmesser und gleicher Länge verteilt und in den Abschnitt der Kammer eingeführt.. Die Leitungen D und C können im Bedarfsfall durch Schieber geschlossen werden,, so daß die Gase nur in den in Betrieb befindlichen Abschnitt der Kammer eingeführt werden Diese Lösung ist besonders nützlich, wenn der

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Wärmeaustauscher bei einer Maximaltemperatur von ICCO C arbeitet, und in diesem Fall gelangen die metallischen Wände in die Eerechnungslinie Für höhere Temperaturen gelangen nur keramische Materialien in die Eerechnungslinie In diesem keramischen Material können jedoch bei einer Mindestfüllung Spannungen auftreten und in gewissen Fällen zur Zerstörung der Wände führen·.

Fig= 10 zeigt ebenfalls schematisch die Speisung der verschiedenen Abschnitte mit Körnern, In Fig IO sind h die gleichen Bezugsziffern verwendete

Wenn die Trennv:ände 10 so hoch geführt sind, daß alle Kammerabschnitte voneinander isoliert sind, und wenn

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jeder derselben getrennte Austrittsöffnungen aufweisc-ir, können verschiedene Gase gleichzeitig in den verschiedenen Abschnitten der unteren Kammer erhitzt werden, welche das genaue Spiegelbild der oberen Kammer ist Man erhitzt beispielsweise das Heizgas im Abschnitt 1 und in den Abschnitten 2, 3 und h der Kammer, die zur Verbrennung des Gases erforderliche Luftmenge Ein solcher Vorgang besitzt den Vorteil, daß anstelle von zwei unabhängig voneinander arbeitenden Wärmeaustauschern ein einziger $ Wärmeaustauscher genügt,

Man kann einen Kern 8 für die Einführung der heißen Gase in die Kammer 1 verwenden, deren beispielsweise Ausführungsformen in den Fig. 11 und 12 dargestellt sind., Wie Fig, 11 zeigt, werden die heißen Gase arn unteren Ende des Kerns 8 durch die Leitung 3 eingeführt, welche in die Kammer 1 durch eine nach oben geneigte 0'ffnung im Kern mündet,. Wenn die Zone der erhöhten Temperatur in der •Kammer 1 vergrößert werden soll, können oberhalb der

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Austrittsöffnung der Leitung % v;e it ere 'nicht dargestellte', Austrittsöffnungen vorgesehen v/erden =

Die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von jener gemäß Fig 11 dadurch, daß die heißen Gase dem oberen Teil zugeführt werden, um in den unteren Teil der Kammer 1 einzutreten, so daß die gesamte Wärme des Kerns 8 für die Einführung der Gase ausgenützt wird Eine solche Arbeitsweise gewährleistet eine optimale gleichmäßige Verteilung. Wie durch die Pfeile angegeben ist. strömt das heiße Gas durch den Kern 8 nach unten, der ^j

in der Kammer 1 innen isoliert ist Der Kern 8 ist von der Gaseintrittsleitung j5 abgezv;eigt Die seitlichen Wände 2 der Kammer können beispielsweise senkrecht sein_; Da sich das Gasvolu:r.en nach dem oberen Ende der Kammer hin zusammenzieht, sind die Unilenkbleche 6 entsprechend der gewünschten Querschnittsfläche .,der Kammer derart angeordnet _s daß die oberen Umlenkbleche in die ringförmige Kammer 1

weiter hineinragen als die unteren Umlenkblche. Die abgekühlten Gase treten durch die am oberen Ende der Kammer vorgesehenen öffnungen k aus, während die Wärmeträger durch die öffnungen 5 in die Kammer eingeführt werden, In ähnlicher V/eise wie bei den vorhergehenden Beispielen

ist außerdem die Querschnittsfläche der Kammer hinter *

dem oberen Umlenkblech relativ zu den übrigen Querschnittsflächen plötzlich vergrößert, so daß die Austrittsgeschwindigkeit der Gase verringert und die Mitnahme von Teilchen nach außen vermieden wird ο

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Wärmeaustauschkammer, die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, werden die Gase in die Kammer tangential mit einer Geschwindigkeit eingeführt, welche d-ies-lben unter der Wirkung

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der Fliehkraft gegen die Wände der Kammer schleudert-, In diesem Fall werden die Wärmeträger radial cder axial eingeführt, um hauptsächlich eine Querst-römung zu erzielen Unter diesen 'Jmständen können die Wärmeaustauschkammern senkrecht Gder waagerecht cder sogar in einer geneigten Stellung angeordnet werden

de Fig 13 und 14 zeigen eine andere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung. Eine für den freien Fall ausgebildete Kammer oder irgendeine der Ausführungsformen der Kammer 1 ist mit einem Wirbelbett kombiniert. Die Haupt strömung der Gase tritt durch die öffnungen j> ein, welche in die Hauptkammer 1 münden_: die am unteren Ende mit einer viel kleineren Kammer 10 in Verbindung steht, in welcher die Teilchen mittels eines durch die Öffnungen 11 eingeführten Gases einer Auflcekerungsbewegung unterworfen sind.

Die durch die öffnungen 11 in das Wirbelbett eingeführten^ Gasmenge ist Sv; bemessen, daß den Teilchen eine Wirbelbewegung erteilt wird, ohne daß dieselben in die Kammer verdrängt werden. Die abgekühlten Gase treten am oberen Ende der Kammer durch die Austrittsöffnungen il· aus und die Wärmeträger, die in die Kammer 1 durch die Leitung 5 am oberen Ende der Kammer eingeführt werden, treten aus dem Wirbelbett durch eine Leitung 7 aus^ die in das untere Ende der Kammer 10 mündete

In Figol4 ist ein Wirbelbett dargestellt,, das mit einem Gitterrost 12 versehen ist, In einer solchen Vorrichtung ist der Druckabfall noch geringer als in der üblichen Vorrichtung,

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Wie bereits erwähnt, besteht der Wärmeaustauscher aus zwei hintereinander angeordneten Kammern, von denen in den Fig 2-8 nur die obere Kammer dargestellt ist Gemäß den in den Fig.: 15 und 16 gezeigten besonderen Ausführungsformen kann der in der oberen Wärmeaustauschkammer angeordnete mittlere Kern in der gleichen Weise, wie in Fig 3 angegeben ist. die zv:eite Wärmeaustauschkammer bilden. Fiese Ausführungsform ergibt eine beträchtliche verringerung des Platzbedarfs der Vorrichtung-

Gemäß den Fig. 15 und 16 ist der mittlere Kern konzen- *

■:risch im Inneren des Wärmeaustauschers 1 angeorcrct und bildet die zweite Wärneaustauschkammer, Gemäß Fig 15 wird eine geringe Menge der Wärmeträger durch die Leitung 5 in die ringförmige Kammer 1 eingeführt und geht durch diese Kammer im Gegenstrom zu den heißen Gasen hindurch, Kelche durch die am unteren Ende der Kammer angeordnete Leitung 3 eintreten. Die abgekühlten Gase verlassen die ringförmige Kammer 1 durch die Leitung 4 am oberen Ende der Kammer und die heißen Teilchen werden durch die Leitung 7 sm unteren Ende der Kammer 1 abgeführt= Fie zu erhitzenden Medien werden in aen oberen Teil der inneren Kammer 13 mittels der Leitung l^li eingeführt und verlassen dieselbe durch die am unteren Ende der Kammer 13 angeordnete Leitung 15 ^ie durch die Leitung 7 austretenden erhitzten Teilchen werden durch die am unteren Ende der Kammer I3 angeordnete Leitung 16 eingeführt und werden mechanisch oder pneumatisch derart geleitet, daß sie auf das am oberen Ende der Kammer I3 angeordnete Umlenkblech aufprallen, worauf sie in abgekühltem Zustand wieder in die Kammer 1 durch die seitlichen Öffnungen l8 eingeführt werden, die zwischen der Viand der Kammer 13 und dem Umlenkblech 17 ausgespart sind.

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Tie zwangsläufige aufsteigende Bev;egung der Wärmeträger kann durch verwendung., der in Fig- l6 gezeigten Vorrichtung bewirkt werden Eer mittlere Kern 8 bildet eine innere Kammer Ij5_ In den beiden Kammern 1 und 13 lauft die Gasströmung im Gegenstrcm zu den Wärmeträgern um» In der Kammer 1 werden die Teilchen , die durch die Leitung 5 am oberen Ende der Kammer eingeführt worden sind., durch die aufsteigenden Gase erhitzt., die am unteren Ende der Kammer durch die Leitung 3 eingeführt werden, .Die erhitzten Teilchen, die durch die Leitung 7 sin unteren Ende der Vorrichtung abgeführt werden, werden pneumatisch oder mechanisch zum oberen Ende der Kammer 13 gefördert· wo sie die gespeicherte Wärme an das gasförmige Medium abgeben, das am unteren Ende der Kammer 13 durch die L-eitun g l8 eingeführt wird fieses gasförmige Medium wird später am oberen Ende der Kammer durch die Leitung IQ abgeführt, Die abgekühlten Wärmeträger verlassen die Kammer 13 durch eine Austrittsöffnung 20 am unteren Ende derselben und werden durch die Leitung 5 wieder in die Kammer 1 eingeführt, wie durch den mit voller Linie gezeichneten Pfeil angegeben ist. Im allgemeinen ist der in der inneren Kammer 13 herrschende Eruck größer als der Truck in der äußeren Kammer 1, wie dies bei einem Wärmeaustauscher der Fall ist, der in einer Gasturbine oder bei einem magneto-hydrodynamischen Vorgang verwendet wird» Infolgedessen sind die für die Kammer 13 erforderlichen Abmessungen viel kleiner als jene der Kammer Io Selbstverständlich sind die vorstehend erwähnten Einrichtungen zur Verlängerung, der Aufenthaltszeit der Teilchen in den Kammern auch bei den in den Figo 15 und 16 gezeigten Ausführungsformen anwendbar«: Infolge der konzentrischen Anordnung der Kammern 1 und 13 wird die Gesamthöhe des Wärmeaustauschers.um

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ungefähr ^l\-5 m verringert In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann der Wärmeaustausch noch verbessert werden- indem die Gase in eine pulsierende Strömung eingespritzt werden und.indem die Frequenz und die Amplitude, sowie die Dauer einer Schwingung der verwendeten Füllung angepaßt wird Ebenso können die Verringerungen der Cuerschnittsfläche der Kammern nach unten oder oben dem heißeren oder kälteren Zustand der Gase angepaßt werden» cae durch die verschiedenen Querschnitte hindurchgehen, weil diese Querschnittsflächen proportional zur Temperatur dieser Gase abnehmen und weil infolgedessen auch das Volumen der betreffenden Gase abnimmt.

Hinsichtlich der möglichen Berührungen der Teilchen der V.ärmeträger und der Gase kann - wie bereits erwähnt die obere Querschnittsfläche der Kammern plötzlich und fcoträchtlich derart zunehmen, daß die Geschwindigkeit der gasförmigen Strömung in der betreffenden Zon? plötzlich abnimmt

Die Steigung dieser Zunahme des Querschnitts soll vorzugsweise nicht mehr als 7 betragen,

Kenn es sich darum handelt, Gase oder Dämpfe in der zweiten Kammer zu erhitzen, wird häufig darauf hingewiesen, daß diese ein fast gleiches Spiegelbild der ersten Kammer sein soll ο Die Lage ist jedoch ganz anderes, wenn in der zweiten Kammer physikalische oder physikalisch-chemische vorgänge ausgeführt werden sollen.- In diesem Fall treten Reaktionen in homogener oder heterogener Phase in der Berechnungslinie ein. Die einfachsten physikalischen Vorgänge sind beispielsweise: Die Trocknung von feuchten Medien, die Verdampfung von Flüssigkeiten usv/,, d.h< Zustandsä'nderungen. Eei homogenen Reaktionen treten Reaktionen zwischen den Gasen auf, wie beispielsweise dio folgenden Gleichungen zeigen:

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^Γ< ι ^U ί'\

—^^ £_V/ I UlInV

.2H₂O ρ CO + 3H_;

Zu dieser Kategorie gehören auch die Reaktionen zwischen flüssigen Materialien, bei welchen sich unter der Wirkung der Wärme chemische Umwandlungen ergeben. Unter den heterogenen Reaktionen muß u.a. erwähnt werden die Testillation von festen oder flüssigen Materialien, das Kracken, die Kalzinierung, die Vergasung usw. Tie zur Ausführung aller dieser Vorgänge erforderliche Wärmemenge muß immer hauptsächlich durch die in der ersten Kammer erhitzten Wärmeträger geliefert werden, Es ist daher klar_i daß die zweite Kammer für die besonderen Vorgänge verschieden ausgebildet werden muß, Die Anmelderin hat auch für die Ausbildung derselben neue Lösungen vorgeschlagen. Bestimmte Vorgänge können unabhängig davon, ob es sich um einfache Zustandsänderungen oder um homogene oder heterogene Reaktionen handelt, im Gegenstrom ausgeführt werden, während andere Vorgänge Strömungen in der gleichen Richtung erfordern.

In der zweiten Kammer herrscht ein Gegenstrom, wenn die Profile der in den FIg₃ 13 und Ik gezeigten Kammer gewählt werden, in welcher der freie Fall der Wärmeträger mit dem Wirbelbett kombiniert ist. Ebenso herrscht in der in FIg₃ 17 schematisch dargestellten Kammer ein Gegenstronu Die in Fig, 17 dargestellte Vorrichtung kann zur Vergasung von Ölen oder zur Rückbildung oder zur Ausführung von Sublimationsvorgängen verwendet werden= Ihre Wirkungsweise bei der Rückbildung von Kohlenwasserstoffen wird nachstehend beschrieben:

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Fas kalte oder vorzugsweise vorgewärmte Erdgas wird von oben durch eine Leitung 22 in eine herzförmige Kammer 1 eingeführt, Der Dampf und/oder das Kohlendioxyd der Reaktion³.¹¹ die als Träger für die auf eine Temperatur ven 150Ü-17CO C erhitzten Teilchen dienen, werden in den unteren Teil der Kammer durch eine Leitung 23 in einer solchen Menge eingespritzt, daß die Wärmeträger nach oben in Richtung der Zcne geschleudert werden, in welcher die Reaktion zwischen dem Erdgas und dem Dampf oder dem Kohlendioxyd vor sich gehen,_o £as rückgebildete Gas verläßt die Kammer 1 durch eine seitliche Austrittsöffnung 4 am oberen Ende der Kammer, die zu einem Abscheider 2h führt In diesem Abscheider werden die gegebenenfalls mitgerissenen Teilchen und der Ruß. der sich gebildet haben kann, von dem Gas getrennt und durch eine mit einem Absperrventil 26 versehene Leitung 25 zur Eintrittsleitung 23 zurückgeführt Der zurückgeführte Ruß kann in der Kammer 1 vergast werden Die Enthalpie des rückgebildeten Gases wird zur ^erwärmung des Erdgases und des lampfes verwendet. Tie Wärmeträger werden in einem Wärmeaustausche!'· einer der vorstehend beschriel -nen Arten tj :i.J:. :·:' /V..;ßrr^c-m ist am unteren Ende der Kammer eine seitliche öffnung zur Spülung der Kammer vorgesehen: Diese Vorrichtung ermöglicht,, unter erhöhtem Truck zu arbeiten^

Besondere Vorrichtungen können verwendet werden, wenn die Gase und die Wärmeträger in der gleichen Richtung strömen- lies ist der Fall, wenn feste und gasförmige oder im dampfförmige⁰Zustand befindliche Stoffe behandelt werden müssen. Wenn angenommen wird, daß die Strömung nach unten gerichtet ist, wird es erforderlich, den freiben Fall der Wärmeträger,, sowie jenen des festen Stoffes zu verringern, wenn ein solcher Stoff behandelt wird. Ein Beispiel ist in Fig. l8 dargestellt. Die

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.Wärmeträger werden in einer Kammer von entsprechender Fcrm erhitzt, die in <2er Zeichnung nicht dargestellt ist, Die auf diese Weise auf die erforderliche Temperatur erhitzten Teilchen werden in den in Fig. 18 dargestellten Wärmeaustauscher eingeführt. Dieser Austauscher besteht aus einer geneigten Kammer 1.. welche einen mittleren Kern enthält, der die Fcrm eines Rohres 29 aufweist, rund um welches eine schraubenlinienförmige Einrichtung )^ angeordnet ist Das mittlere Rohr 29, das mehrere Austrittsöffnungen 30 aufweist, dient beispielsweise im Falle der Vergasung vcn Kohlenstaub für die Zuführung von stark erhitztem Dampf, der mittels einer Teilströmung sehr heißer Wärmeträger auf die erforderliche erhöhte Temperatur gebracht wird, fiese Wärmeträger werden dem Wärmeaustauscher, der gleichzeitig als Reaktor dient, mittels einer Leitung 31 zugeführt, die am oberen Ende seitlich in den Wärmeaustauscher mündet. Der vorzugsweise stark vorgewärmte Kohlenstaub wird in die Kammer durch eine andere Eintrittsleitung 32 eingeführt, die ebenfalls seitlich in das obere Ende des Wärmeaustauschers mündet, Der Dampf wird durch die Leitung 33 eingeführt, die vom oberen Ende des mittleren Rohres 29 abgezweigt ist. Mittels des Dampfes cder der durch die Vergasung erzeugten Gase wird den Wärmeträgern eine Drehbewegung auf der schraubenlinienförmigen Einrichtung erteilt. Diese Bewegung wird selbstverständlich auf den waagerechten oder nahezu waagerechten Teilen der Schraubenlinie relativ zu jener auf den geneigten Flächen abgebremst_c Die Asche des als Wärmeträger dienenden Kohlenstaubs, die gasförmigen Produkte und gegebenenfalls der überschüssige Dampf verlassen den Reaktor gemeinsam am unteren Ende und können durch bekannte Verfahren voneinander getrennt werden: L>ie Enthalpie aller Stoffe wird zur Vorwärmung des Kohlenstaubs

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des Öls ο dgl., scuie zur Erzeugung des für die Vergasung erfTrcerlichen r&rr.pfes verwendet: Erforderlichenfalls kann eine Teilströmung der heißen Wärmeträger durch die Leitung lö zueätzXich in den Reakt'r eingeführt werden. ' r~ugsweise v/erden die Wärmeträger sowohl am oberen Ende als auch seitlich mittels einer Teilströmung des Dampfes eingeführt,

SeIio.tverständlich kann ein Reaktor oder Wärmeaustauscher dieser Art auch zur Vergasung von Öl oder zur Rückbildung v:n gasförmigen Kohlenwasserstoffen verwendet v;erden. V.'enn Synthesegase (v;ie Ammoniak. Methanol r,dgl/' oder reiner Wasserstoff erzeugt werden sollen, muß die dem Reaktor zu liefernde überschüssige Eampfmenge so groß sein, daß das in den Gasen enthaltene Kohlenmc noxyd in einem ■:"'^:-iteren Reaktor oxydiert werden kann, der bei optimaler Temperatur arbeitet,

Fig. IQ veranschaulicht eine andere Form der Kammer für die Ausführung von physikalischen und physikalisch-chemischen ^ergangen, in welcher die erforderliche Aufenthaltszeit durch Umlenkbleche gewährleistet ist In den früher beschriebenen Fig, 1, 2, 'β und 4 dienen die u'mlenkbleche für die im Gegenstrom bewegten Teilchen als Frallflachen. Bei der Fig. 19 hingegen handelt es sich um eine in einer Richtung erfolgende Strömung und die Umlenkblche dienen daher hier nicht als Prallflächen= Die für einen guten V.'är:r:eaust5usch erforderliche Aufenthaltszeit wird in diesem FaI.'. durch eine starke Vergrößerung des Volumens der Kärir.eträger oder der Reaktionsgase erzielt, Tie Vergrößerung des Volumens führt selbstverständlich zu einer verringerung der Geschwindigkeit der Gase und εηΐ die Veränderungen der Geschwindigkeit der Wärmeträger folgt nur

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ein gewisser Fhasenrücklauf, In Fig. IQ bezeichnen 1 und 2 die Grenzwände einer Kammer, 3 die Umlenkbleche fund lL,. -e-= Die Rchre 5 dienen für die Zuführung vcn Gas oder Tampf und das Rohr 6 dient für die Zuführung der heißen Wärmeträger, die aus einer ¹ nicht dargestellten! ersten Kammer austreten Mit a ist der kleinste Querschnitt und mit b der größte Querschnitt bezeichnet ο b soll mindestens viermal so groß sein, als a, i'er Winkel cO seil im allgemeinen nicht grüßer sein als

Es v.'urde auch schon vorgeschlagen, Flüssigkeiten im Gegenstrom zu verdampfen, für welche die 'festen oder geschmolzenen"; Wärmeträger von oben in den Verdampfungsraum eingeführt wurden, Tie zu verdampfende Flüssigkeit wurde hingegen von unten eingeführt; Ter Dampf v.'ird gleichzeitig im gleichen Raun überhitzt Ebenso erfolgt die Vorwärmung der Flüssigkeit im gleichen Raum am unteren Ende der Verrichtung, Es ist jedoch häufig vorzuziehen, diese drei Vorgänge /Vorwärmen, Verdampfen und Überhitzen! zu trennen und in diesem Fall muß die kontinuierliche Strömung ausgewählt werden-,

In Fig.- 20 wird eine selche Vorrichtung erklärt» Fie in der oberen Kammer 1. von welcher nur der untere Teil gezeichnet ist, erhitzten Wärmeträger gelangen durch die Austrittseinrichtung 2 in den Überhitzer ~$, In denselben mündet die Leitung 4, welche in den gleichen Raum mit kontinuierlicher Strömung den in der unteren Kammer erzeugten Tampf einführt, während die Wärmeträger nach unten fallen= Um die Fallgeschwindigkeit der Wärmeträger zu vermindern, die in kontinuierlicher Strömung zu groß wäre, muß der Überhitzer derart ausgebildet werden, daß in demselben die (nicht dargestellten^ Einrichtungen

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angeordnet sind, welche dazu dienen, die Fallgeschwindigkeit zu vermindern. Eer überhitzte Eampf tritt durch die Leitung 5 aus und wird dem Verwendungsraum zugeführt. Die Überhitzungstemperatur muß zum Teil durch die Menge der eingeführten Wärmeträger und zum Teil durch deren Anfangstemperatur geregelt werden. Andere Möglichkeiten der Regelung sind vorhanden, wenn der Eampf vcn dem am tiefsten liegenden Teil 5' oder 5" aufgenommen wird ο Tie Wärmeträger kühlen sich in der Zwischenzeit nahezu auf die gleiche Temperatur wie der überhitzte Eampf ab und werden aus dem Überhitzer 3 durch die Austrittsein- I richtung 6 in den Eampferzeuger 7 eingeführt= Gleichzeitig wird durch die Eüse 8 die in feine Tropfen zerst" )te Flüssigkeit auf die Wärmeträger geschleudert und s erfolgt eine augenblickliche Verdampfung, Infolge der Übereinstimmung der Enthalpie der Wärmeträger und der Menge der eingeblasenen Flüssigkeit kann der Vorgang derart ausgeführt werden^ daß die Flüssigkeitsmenge vollkommen verdampft wird und der auf diese Weise erzeugte Eampf etwas überhitzt wird, Eer auf diese Weise erzeugte trockene Eampf gelangt dann durch die Leitung 4 in den Überhitzer j? Eie ebenfalls trockenen Wärmeträger werden durch die Austrittseinrichtung Q in den Vorwärmer 10 eingeführt, in welchem der Kreislauf im Gegenstrom vorherrschend ist. In: Verdampfer 7 sind ebenfalls Einrichtungen zur Verminderung der Fallgeschwindigkeit angeordnet Eie abgekühlten Wärmeträger verlassen den Vorwärmer IG durch die Austrittseinrichtung 14 und werden durch die Leitung 15 wieder der ersten Kammer zugeführt. Tie kalte Flüssigkeit wird durch die Leitung 11 in den Vorwärmer eingeführt und gelangt in vorgewärmtem Zustand über die Pu:npe 12 und die Leitung 1J> zu den Eüsen 8* Nur die Austrittseinrichtungen 2 und 9 müssen druckdicht ausgebildet werden

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rer Verdampfer und der Überhitzer arbeiten unter einem bestimmten ausgewählten Truck, Der Verwärmer 10 hingegen braucht nicht unter Jruck gesetzt zu werden. Die Körner der Wärmeträger können aus dem Vorwärmer IG abgeführt und außerhalb desselben mittels einfacher Einrichtungen in Umlauf gesetzt werden, wie z.B-. durch eine Förderschnecke I^

Die Ausbildung der en testen geeigneten Profile der Kammer ist auch von -■■-■.sv Ausbildung solcher Verrichtungen abhängig, die den Zweck haben, die Wärmeträger aus der einen Kammer in eine andere zu übertragen. Nachstehend gißt die Anmelderin neue Lösungen für dieses Problem an.

Es kommt häufig ver, daß zwischen den beiden Kammern kleine Druckunterschiede bestehen, aber es ist trotzdem wichtig, daß die Gase oder Dämpfe aus der ersten in die zweite Kammer oder aus der zweiten in die erste Kammer gelangen. Es muß vor allem überwacht werden,, daß dieser Gasaustritt sehr gering ist.

Fig-. 21 zeigt die einfachste Lösung in Form eines Labyrinths, In der oberen Kammer ist das Labyrinthrohr mit Wärmeträgern gefüllt, welche an sich ein Hindernis für den zu großen Truck bilden, der in der unteren Kammer herrscht ■. Diese Wirkung wird noch durch die Zickzackform de Rohres 1 verstärkt Die Menge der Wärmeträger wird durch die aufsteigende und absteigende Eewegung des Kegels 2 geregelt, Eer Winkel as soll größer sein als der natürliche Gefällewinkel der Wärmeträger, Im Falle von geschmolzenen Wärmeträgern ist ein Winkel von ^-5° ausreichend.

Für den Fall, daß der Druckunterschied großer ist, z.B. 5-6 at beträgt, zeigt die schematische Fig. 22 eine

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Schleusenvorriehtung, welche die Aufgabe hat. die Wärmeträger auch bei großen Eruckunterschieden und mit sehr geringen Gasverlusten aus der oberen Kanter A in die untere Kairoer B zu übertragen oder dieselben aus der unteren Kammer abzuführen In der gezeichneten Stellung des ,'erschlußorgans 1 ist dasselbe zurückgezogen und infolgedessen wird die Kammer ~J gefüllt. Eevcr das •'erschlaßcrgan 2 geöffnet wird, wird das Verschlußorgan 1 geschlossen Nach der Öffnung des Verschlußcrgans 2 gelangen die Wärmeträger aus der Kammer C in die Kammer D der dosiereinrichtung 5. Diese besteht z.B. aus einer "

Plaste *^!, die durch eine Nockenscheibe 5 in rhythmischer Bewogu/ng gehalten wird. ^ derart gewählt_Λ is daß in der höchsten Stellung der Platte H der Winkel !.-!einer ist als das natürliche Gefälle der Wärmeträger In -liesc-r Stellung können die Körner daher nicht nach unten fallen ier Zweck einer solchen Vorrichtung besteht darin, die Wärmeträger in einer kontinuierlichen Strömung in die untere Kammer einzuführen, da die Kammern C und P periodisch gefüllt werden, Anstelle der gezeichneten Vorrichtung kann man den gleichen Zweck beispielsweise durch ein Zellenrad o.cgl. erreichen. 'Jm die Kammer C nicht zu. überlasten., kann in derselben vorzugsweise ebei.falls eine Dosiereinrichtung angeordnet werden Tie Verschlußorgane 1 und 2 werden zwischen Rollen 6 geführt, insbesondere wenn große rruckunterschiede vorhanden sind. "Jm nach der Schließung des Verschlußorgans 2 die Kammer C wieder füllen zu können, wird das in derselben befindliche Gas, das unter starkem Druck steht, durch die öffnung der Leitung 7 abgeführt und in die obere Kammer A eingeführt. Cas Verschlußorgan 1 wird erst nach dem Absinken des Drucks geschlossen. Die Kammer C muß jedoch durch die Leitung 8 und vor der öffnung des Verschlußorgans 2 unter

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Truck gesetzt werden., um zu verhindern. dai3 die in der Kammer C befindlichen Wärmeträger bei vorzeitiger Öffnung des Verschlußorgans 2 nach oben geschleudert werden., da die Wärnieträger sonst in Staub umgewandelt würden Wenn zur Abführung der Wärmeträger aus der oberen Kammer eine iSchleuse verwendet wird, ergibt sich ein Absinken des Trucks oder der Druck bildet sich vielmehr in der entgegengesetzten Richtung aus.

Die in den Fig. 23 und 23a gezeigte Vorrichtung ist bei großen Druckunterschieden verwendbar-. In diesen Figuren bedeuten:

A den Eintritt der Wärmeträger aus der

oberen Kammer

den Austritt der Wärmeträger in die untere Kammer

das als rosiereinrichtung dienende Zellenrad

das zur Abführung der Wärmeträger dienende Zellenrr.d Dichtungsteile

einen weiteren Dichtungsteil Durchmesser der Achsen

Kanäle für den'Druckausgleich Volumen einer Zelle des Zellenrades E

Volumen einer Zelle des Zellenrades K die zugehörigen Winkelgeschwindigkeiten

B	und C	2
E
K	und d	2
^Cl
T
^dl
R	¹ und	or"
^Sl
S₂
ϋϊ

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Bei der Ausbildung muß darauf geachtet werden, daß S₀ greifer ist als S₁, Auch uy'unacu'" müssen derart .gewählt werden, daß die Fliehkraft die Körner bei einer Füllung von ICOfi nicht aus den Zellen herausschleudern kann.

Hinsichtlich Fig. 24 wird bemerkt, daß die Anmelderin die Nachteile eines Verfahrens erkannt hat, bei welchem sich die geschmolzenen Wärmeträger in kleine Tropfen auf lösen. Es ist leicht möglich, daß bei einer großen Verringerung der Füllung und infolge der Zunahme der Fallgeschwindigkeit die Tropfen sich nur teilweise zu einem festen Korn verfestigen und infolgedessen Ansammlungen an den Wänden bilden und den Boden verstopfen, Γ: bestehenden Vorteile zeige.-: -hne mögliche Verzögerung o...e Vervrendung deilflüssigen Wärmeträger, weil diese durch diese Erscheinung vollständig zerstört werden. Einer dieser Vorteile besteht darin, daß die Temperatur der Wärmeträger bis zum Augenblick ihrer Verflüssigung konstant bleibt= I as führt zu einer beträchtlichen Zunahme des Wärmeaustauschs "Cer zweite Vorteil besteht darin, daß die zu großen .Anforderungen an die festen Wärmeträger, wie zJ_; großer Widerstand gegen thermische Stöße, Härten, Widerstand gegen Abreiben usw., hier von geringer Eedeutung sind Schließlich können flüssige Wärmeträger für so hohe Temperaturen verwendet werden, wie sie von festen Wärmeträgern unmöglich erreicht werden können, Bei großen Lruckunterschieden kommt noch hinzu, daß die Dampfspannung bei einer Erhöhung des Trucks abnimmt. Auf diese Weise kenn vermieden werden daß die erhitzten Gase die Dämpfe des Wärmeträgers mitnehmen,

Γer neue und überraschende Gedanke, eine flüssige Schicht oberhalb der bereits verfestigten Wärmeträger anzuordnen.«

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■ wie in Fig, 24 gezeigt ist, läßt den Nachteil des bisher vorgeschlagenen Verfahrens verschwinden., die flüssigen Wärmeträger in Form von Tropfen einzuführen. Ebenso ist es nun nicht mehr erforderlich, konisch ausgebildete Kammern. Umlenkbleche usv/, zu verwenden« Die am unteren Ende geteilte Gasströmung hält die bereits zu großen und kleinen Körnern verfestigten Wärmeträger in einer Art Wirbelbewegung. Die austretenden Gasblasen halten diese Schicht in Bewegung und verhindern gleichzeitig, daß sich die flüssige Schicht vollständig verfestigte Diese Schicht verfestigt sich vielmehr zu Körnern in dem Maße, in dem dieselbe nach unten sinkt.

Fig. 24 zeigt die untere Kammer zum Wiedererhitzen der Gase., 1 bezeichnet den freien Gasraum, der oberhalb der flüssigen Schicht X liegt =. Unterhalb befindet sich'die Schicht 3.» die aus verfestigten Körnern gebildet ist, welche aus der Kammer 1 beispielsweise durch die in der Gaserzeugertechnik bekannte Einrichtung 4 abgeführt werden. Dieselben werden dann im Trichter 5 gesammelt und durch die Leitung 6 abgeführt, sowie durch die Leitung 8 in die ''nicht dargestellte) erste Kammer zarückgeführt. Die zu erhitzenden kalten Gase v/erden in die Kammer 1 durch die Leitung 7 eingeführt und gelangen durch die Leitungen Q in den Verwendungsraum, Die flüssigen Wärmeträger werden durch die Leitung 10 in die Kammer eingeführt und auf der oberen Gesamtfläche in verschiedenen Strömungen verteilt,

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Claims

Ansprüche

1. Verfahren zur Ausführung des Wärmeaustauschs und/cder von physikalisch-chemischen Vorgängen, welche den
Wärmeaustausch zwischen Gasen und/oder Dämpfen und/oder
Flüssigkeiten einerseits und Wärmeträgern andererseits
erfordern, die aus festen Teilchen oder flüssigen Tropfen bestehen, deren Berührung in zwei miteinander verbundenen Kammern erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Teilchen oder die flüssigen Tropfen in das Medium eingespritzt werden, dessen Strömung derart geregelt wird,
daß dieselbe im Wirbelbereich, aber in unmittelbarer Nähe des laminaren Bereichs liegt,

2. '"erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeträger, welche Wärme mit dem flüssigen Medium
austauschen, sowohl durch die Strömungsbewegung des
Mediums als auch durch eine entsprechende Form der Kammern, in welchen der Wärmeaustausch erfolgt^ Cszillations- und Schwingungsbewegungen solcher Art unterworfen werden- daß sie während längerer Zeit mit dem Medium in Berührung

bleiben. j

3> -'erfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die festen oder flüssigen Teilchen
eine Enthalpie aufweisen, die größer ist als die Enthalpie des Mediums, das dieselben umspült -

4, A^erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die festen Teilchen in der ersten Wärmeaustauschkammer infolge der Erhitzung verflüssigen, die durch den Wärmeaustausch mit dem umgebenden Medium bewirkt wird,

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und daß die Flüssigkeit,, die aus der oberen Kammer in die untere Kammer fließt, am unteren Ende derselben in dünner Schicht ein Bad bildet, das auf den verfestigten Körnern aufruht und durch welches das wieder zu erhitzende Medium hindurchgeht, das in Blasen verteilt ist,

5· Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeträger, welche in die zv;eite Kammer eingeführt werden, um in derselben die Temperatur eines Mediums zu erhöhen, in welchem sich physikalischchemische Reaktionen abspielen, aus Verbindungen bestehen, die auf diese physikalisch-chemischen Reaktionen eine günstige katalytische Wirkung ausüben, und/oder daß die Wände der Kammern und des Kern^elus Materialien hergestellt oder mit Materialien überzogen sind, die eine katalytische Wirkung ausüben,

6, Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steigerung der Wärmeübertragung die Medien, welche Wärme abgeben sollen, an verschiedenen übereinander liegenden Stellen der oberen Kammer eingeführt werden, und daß die heißen Wärmeträger ebenfalls an verschiedenen abgestuften Stellen der unteren Kammer eingeführt werden,

7* Torrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher aus Kammern besteht, die einen mittleren Kern enthalten, und daß der Wärmeaustausch in dem ringförmigen Raum erfolgt, der zwischen den Wänden der Kammern und den Wänden des Kerns liegt.

BAD

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8 Verrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Wärmeaustauschkammern sehrauben-. linienförmig ausgebildet ist .

9- Verrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Wärmeaustauschkammern mit entsprechend angeordneten Umlenkblechen versehen ist, die dazu bestimmt sind, in dem Medium örtliche Wirbelzonen zu erzeugen,

11 Verrichtung nach den Ansprüchen 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium und die festen oder flüssigen Teilchen, welche ihre Wärme austauschen in die Wärmeaustauschkammern tangential eingeführt werd λ,

11 Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Raum, der zwischen den Wänden der Wärmeaustauschkammer und den Wänden des Kerns liegt, in mehrere unabhängige Abscnnitte unterteilt ist.

12* Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Medien, die sich im ringförmigen Raum in Umlauf befinden, in denselben durch den mittleren Kern eingeführt werden.

13» Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschkammern mit zusätzlichen Kammern versehen sind, in welchen sich die Wärmeträger in einem Wirbelbett befinden, und in v/eiche wenigstens ein Teil der Medien eingeführt wird, die ihre Wärme mit den Wärmeträgern austauschen sollen,

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- no -

14 - Vorrichtung nach Anspruch ¹J. dadurch gekennzeichnet , daß der mittlere Kern selbst als Warmeaustauschkammei· dient relativ zum ringförmigen Raum, der denselben umgibt und der die andere Wärr.ieaustauschkainmer bildet,

15 Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Wärmeaustauschkammern derart angeordnet ist, daß sie geneigt werden kann., und daß der Kern, der zur stufenweisen Einführung der Medien dient, eine schraubenlinienförmige Einrichtung trägt, auf welcher die Wärmeträger abrollen, wobei das Medium und die Wärmeträger sich in der gleichen Richtung bewegen-.

16 Vorrichtung zur Anordnung wenigstens einer der Wärmeaustauschkammern nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der inneren Wand der Kammer und das Profil der Wand des Kerns derart angeordnet werden, daß örtliche Veränderungen der Geschwindigkeit der Wärmeträger und der Medien bewirkt werden„

17· Vorrichtung, welche die Übertragung der Wärmeträger aus einer Kammer in die andere oder zwischen einer der Kammern und der Außenluft gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Schleusenkammer bildet, die eine bestimmte Menge der Körner der Wärmeträger enthalten kann, wobei diese Schleusenkammer durch zwei Ventile mit gesteuerten Schiebern geöffnet werden kann und gegebenenfalls unterhalb des zweiten A^entils mit einer Verteilereinrichtung versehen ist, um die Wärmeträger in der gewünschten Menge in die folgende Kammer einzulassen«

18„ Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberventile ein Ende aufweisen, welches geneigt ist, um das Abfließen der Körner zu erleichtern,

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und daß das Druckgleichgewicht zwischen den verschiedenen Teilen der Schleusenkammer und den Wärmeaustauschkammern durch Ventile hergestellt wird, die synchron mit den Einrichtungen zum Öffnen und Schließen der Schleusenkammer gesteuert werden

IQ Vorrichtung zur Förderung der Wärmeträger, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeträger durch eine Leitung hindurchgehen, die mit Einschnürungen versehen ist, welche derart angeordnet sind, daß der Füllungsverlust des Gases zwischen den beiden Enden der Leitung derart ist, daß das Gas in dieser Leitung praktisch nicht strömt, und daß das untere Ende dieser Leitung mit einem Schieber versehen ist, welcher den geregelten Austritt der Wärmeträger ermöglicht,

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