DE19738678A1 - Regenerativ-Reaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regenerativ-Reaktor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Regenerativ-Reaktor der eingangs genannten Art ist in der DE-PS 43 01 748 beschrieben. Er weist eine Gasstrom-Steuereinrichtung auf, die ein dreh­ bar gelagertes Steuerelement umfaßt. Das Steuerele­ ment ist als mit Gasdurchlaßöffnungen versehener Hohlkörper ausgebildet. In bestimmten Drehstellun­ gen des Steuerelements werden Wärmetauschkammern des Regenerativ-Reaktors von Rohgas, Reingas oder Spülgas durchströmt.

Regenerativ-Reaktoren der hier angesprochenen Art werden für die Reinigung lösungsmittelhaltiger Ab­ gase verwendet. Diese Abgase entstehen insbesondere in Lackiereinrichtungen, aus denen die lösungsmit­ telhaltigen Abgase abgesaugt werden. Auch bei den Lackiereinrichtungen eventuell nachgeschalteten mit Heißluft beaufschlagten Trockeneinrichtungen werden beim Trockenvorgang der Lacke Lösungsmittel freige­ setzt, die die Trocknerluft kontaminieren. Die Trocknerabluft wird ebenfalls einem Regenerativ-Re­ aktor zur Reinigung zugeführt. Darüber hinaus wer­ den derartige Regenerativ-Reaktoren in der chemi­ schen Industrie bei der Farb- und Lackherstellung und in der Lebensmittelindustrie zur Geruchsbesei­ tigung verwendet.

Die Reaktoren weisen Wärmetauschkammern auf, die eine der Wärmespeicherung dienende Schüttung oder eine strukturiert aufgebaute Matrix und gegebenen­ falls einen Katalysator umfassen, der auch Teil der Schüttung beziehungsweise Matrix sein kann. Eine Wärmetauschkammer wird mit dem auch als Rohgas be­ zeichneten Abgas durchströmt, wobei die Schüttung ihre gespeicherte Wärme an das Rohgas abgibt. Das erhitzte Rohgas wird in einer Brennkammer des Reak­ tors thermisch behandelt, das heißt, die Lösungs­ mittel verbrennen. Das so entstandene Reingas wird einer anderen Wärmetauschkammer zugeführt, wobei deren Schüttung durch das Reingas aufgeheizt wird. Die Wärmetauschkammern dienen also dazu, den ther­ mischen Wirkungsgrad des Reaktors hochzuhalten und dazu, möglichst die Zufuhr zusätzlicher Wärme, bei­ spielsweise mittels eines in der Brennkammer ange­ ordneten Brenners, auf ein Minimum zu reduzieren oder sogar zu vermeiden. Aus diesem Grund erfordert der Prozeß ein zyklisches Umschalten der Wärme­ tauschkammern. Die Führung der Gasströme erfolgt bekanntermaßen mit einem drehbar gelagerten Steuer­ element. In bestimmten Drehstellungen erfolgt also eine Beaufschlagung einer Wärmetauschkammer mit Rohgas, während eine andere Wärmetauschkammer mit Reingas durchströmt wird. Bevor eine Wärmetausch­ kammer mit Reingas durchströmt wird, wird ein Spül­ vorgang durchgeführt, so daß kein Rohgas in den Reingasstrom gelangt. Es ist also vorgesehen, daß jede Wärmetauschkammer zuerst mit Rohgas, an­ schließend mit Spülgas und danach mit Reingas be­ aufschlagt wird, wobei die Gasstrom-Steuereinrich­ tung sämtliche Gasströme steuert. Dazu ist im Stand der Technik das drehbar gelagerte Steuerelement vorgesehen. Es ist zylinderförmig ausgebildet und weist in seinem Boden, in der Decke und in der Man­ telwandung Gasdurchtrittsöffnungen auf. Die in der Mantelwandung liegende Gasdurchtrittsöffnung des Steuerelements rotiert in einem Rohgassammelraum, so daß Rohgas in das Steuerelement eintreten und durch einen internen Kanal zumindest einer Wärme­ tauschkammer zugeführt werden kann. Das im Reaktor entstehende Reingas wird - wie bereits erwähnt - ei­ ner anderen Wärmetauschkammer zugeführt. Das aus dieser Wärmetauschkammer austretende Reingas ge­ langt über eine in dem Deckel des Steuerelements vorgesehene Öffnung in das Steuerelement hinein, wird durch dieses in axialer Richtung hindurchge­ leitet und tritt am Boden in einen Reingassammel­ raum aus. Vom Reingassammelraum ist eine Gasverbin­ dung zu einem Abluftkamin vorgesehen.

Nachdem eine Wärmetauschkammer, die mit Rohgas be­ aufschlagt war, derart ausgekühlt ist, daß eine Wirkungsgradverschlechterung im Reaktor zu erwarten ist, erfolgt durch Drehung des Steuerelements eine Zuführung von Spülgas in diese Wärmetauschkammer. Dazu weist der Deckel des Steuerelements in seinem Zentrum einen Spülgasanschluß auf. Innerhalb des Steuerelements ist ein Kanal vorgesehen, der unter­ halb der zu spülenden Wärmetauschkammer mündet. Der Spülvorgang dauert so lange an, bis kein Rohgas mehr in der Wärmetauschkammer enthalten ist. Durch Weiterdrehung des Steuerelements wird die eben ge­ spülte Wärmetauschkammer mit Reingas aus der Brenn­ kammer beaufschlagt. Durch die Drehung des Steuer­ elements wird also eine Wärmetauschkammer nachein­ ander mit Rohgas, Spülgas und Reingas beaufschlagt.

Bei einem derartigen Regenerativ-Reaktor wird als nachteilig angesehen, daß das zylinderförmige Steuerelement aufwendig aufgebaut ist, da mehrere Gasdurchtrittsöffnungen und Strömungskanäle einge­ bracht sind. Darüber hinaus müssen die vielen Öff­ nungen und Kanäle gegeneinander und gegenüber dem umgebenden Rohgasraum abgedichtet werden, was dazu führen kann, daß Rohgas über eine schadhafte Dich­ tung direkt in die Reingasleitung gelangt und mithin ungereinigt über den Abluftkamin der Umwelt zugeführt werden könnte.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Regenera­ tiv-Reaktor anzugeben, der eine einfach aufgebaute Gasstrom-Steuereinrichtung aufweist und bei dem vorzugsweise derartige Dichtungsprobleme nicht auf­ treten beziehungsweise reduziert werden.

Diese Aufgabe wird mit einem Regenerativ-Reaktor gelöst, der die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Dadurch, daß zwischen den Wandungen des drehbar gelagerten Steuerelements mindestens drei stationäre Verbindungskammern liegen, die an die Wandungen drehdicht angrenzende Querschnitte oder Teilquerschnitte aufweisen und kommunizierend fest mit den Wärmetauschkammern verbunden sind, ist eine einfach herstellbare Gas-Steuereinrichtung geschaf­ fen. Das Steuerelement besteht somit im wesent­ lichen aus einer Welle, auf der drehfest und beab­ standet zueinander zwei die Wandungen bildende Scheiben befestigt sind, wobei die Scheiben Gas­ durchlaßöffnungen aufweisen. Es weist vorzugsweise lediglich zwei Gasdurchlaßöffnungen auf, wobei auf aufwendige Kanäle innerhalb des Steuerelements ver­ zichtet werden kann. So ist es auf einfache Art und Weise möglich, in einer bestimmten Drehstellung des Steuerelements, über eine Gasdurchlaßöffnung das Rohgas mindestens in eine Verbindungskammer einzu­ leiten, einer Wärmetauschkammer zuzuführen, über mindestens eine weitere Wärmetauschkammer hindurch­ zuleiten und mindestens einer zweiten Verbindungs­ kammer zuführen. Diese ist über die zweite Gas­ durchlaßöffnung in bevorzugter Ausführungsform mit einem Reingasanschluß verbunden, der in einem Ab­ luftkamin mündet. Es läßt sich also ohne weiteres erkennen, daß durch einen rotierenden Teil, nämlich die Gasdurchlaßöffnungen aufweisenden Wandungen und einem feststehenden Teil, nämlich den Verbindungs­ kammern, eine Gasstrom-Steuereinrichtung realisier­ bar ist.

In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Wandungen als Kreisscheibe ausgebildet sind und auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordnet sind. Die Welle ist in bevorzugter Ausgestaltung mit einem insbesondere intermittierend arbeitenden Elektroantrieb angetrieben.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß eine Wandung eine erste Gasdurchlaßöffnung und die andere Wandung eine zweite Gasdurchlaßöff­ nung aufweist. Vorzugsweise ist die erste Gasdurch­ laßöffnung diametral gegenüberliegend zur zweiten Gasdurchlaßöffnung angeordnet. Das heißt, die erste Gasdurchlaßöffnung ist - in Drehrichtung gesehen - um 180° versetzt zur zweiten Gasdurchlaßöffnung ange­ ordnet. Beide Gasdurchlaßöffnungen weisen in bevor­ zugter Ausführungsform bezüglich der Drehachse einen Öffnungswinkel auf, der ≦ 90 Grad ist.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Verbin­ dungskammern zur Drehachse radial liegende An­ schlußflansche für die kommunizierenden festen Ver­ bindungen zu den Wärmetauschkammern aufweisen. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt es, die Gasstrom- Steuereinrichtung als eigenständiges Bauteil auszu­ bilden, so daß seine Anordnung unabhängig von den Wärmetauschkammern erfolgen kann. Das die Gasstrom- Steuereinrichtung umgebende Medium besteht aus Frischluft und nicht aus Roh- oder Reingas. Dies führt zu einer geringeren Wärmebelastung der Gas­ strom-Steuereinrichtung. Wärmedehnungen, die Dich­ tungsprobleme verursachen können, werden damit weitgehend vermieden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß auf der den Verbindungskammern ab­ gewandten Seite der einen Wandung eine Rohgaskammer liegt und auf der den Verbindungskammern abgewand­ ten Seite der anderen Wandung eine Reingaskammer angeordnet ist. Dadurch kann der Reingas- und Roh­ gasanschluß an einem feststehenden Teil der Gas­ strom-Steuereinrichtung angeordnet sein. Dies er­ möglicht die Anordnung der Gasstrom-Steuereinrich­ tung in einem Raum, in dem sich Umgebungsluft be­ findet. Darüber hinaus ist es ohne weiteres mög­ lich, die Welle, auf der die Kreisscheiben angeord­ net sind, aus der Gasstrom-Steuereinrichtung her­ auszuführen und außerhalb den Elektroantrieb anzu­ bringen. Die Temperaturbelastung des Motors ist da­ mit geringer. Dies ist insbesondere dann vorteil­ haft, wenn der erfindungsgemäße Regenerativ-Reaktor zur Reinigung von Trocknerabluft verwendet wird, die zum Beispiel Temperaturen bis 220°C aufweisen kann.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß die kommunizierenden Verbindungen oder die Verbindungskammern über steuerbare Spülgasventile mit mindestens einer Spülgasleitung verbunden sind. Die Spülluft, die auch Reingas sein kann, wird also nicht über das Steuerelement den Wärmetauschkammern zugeführt, so daß der Aufbau der Gasstrom-Steuer­ einrichtung vereinfacht ist. Es sind also keine zu­ sätzlichen Spülgaskanäle im Steuerelement vorgese­ hen. Darüber hinaus ist mit Hilfe der Spülgasven­ tile der Spülgasvolumenstrom einstellbar. Die Spül­ zeit kann unabhängig von der Drehgeschwindigkeit des Steuerelements gewählt werden, da - wie bereits erwähnt - vorzugsweise ein intermittierend arbeiten­ der Elektroantrieb vorgesehen ist. Es ist also mög­ lich, das drehbar gelagerte Steuerelement während einem Spülvorgang so lange wie nötig anzuhalten.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Spülgasventile in Abhängigkeit der Drehstellung des Steuerelements mittels einer Steuereinrichtung betätigbar sind. Dies wird da­ durch möglich, daß insbesondere vorgesehen ist, daß die Steuereinrichtung die Drehstellung des Steuer­ elements sensiert. Die Steuereinrichtung aktiviert eine Spülgasventilbetätigung nur dann, wenn das Steuerelement eine bestimmte Drehstellung aufweist und in dieser Drehstellung verharrt, also nicht weiterdreht.

In besonders bevorzugter Ausführungsform ist vorge­ sehen, daß die Gasstrom-Steuereinrichtung separat von den Wärmetauschkammern angeordnet ist. Eine platzsparende und damit vorteilhafte Anordnung ist unterhalb der Wärmetauschkammern möglich. Vorzugs­ weise ist auch vorgesehen, daß die Drehachse des Steuerelements horizontal verläuft. Ein direkter Kontakt des Steuerelements mit den in den Wärme­ tauschkammern vorgesehenen Schüttungen oder deren Abschlußboden kann dadurch vermieden werden. Das heißt, das Steuerelement wird durch die Schüttungen weder mechanisch noch thermisch belastet, so daß Lagereinrichtungen, Dichtflächen oder die Wandungen selbst nicht verformt werden. Dadurch treten auch keine Dichtungsprobleme auf. Durch die räumliche Trennung von Gasstrom-Steuereinrichtung und Wärme­ tauschkammern wird es auch möglich, Reparatur- oder Wartungsarbeiten einfach auszuführen, da die Gas­ strom-Steuereinrichtung leicht zugänglich ist.

Weitere Ausgestaltungen des Regenerativ-Reaktors ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus­ führungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a einen Regenerativ-Reaktor mit einer Gasstrom-Steuereinrich­ tung,

Fig. 1b ein Blockschaltbild einer Steuereinrichtung des Regenera­ tiv-Reaktors,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Gas­ strom-Steuereinrichtung gemäß Fig. 1a entlang der Linie II-II,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Gas­ strom-Steuereinrichtung mit Verbindungskammern,

Fig. 4 und 5 je eine Kreisscheibe mit Gas­ durchlaßöffnung,

Fig. 6 bis 9 eine Seitenansicht eines dreh­ bar gelagerten Steuerelements, wobei verschiedene Drehstel­ lungen dargestellt sind, und

Fig. 10a bis i eine schematische Darstellung des Regenerativ-Reaktors mit einer vereinfacht dargestellten Gasstrom-Steuereinrichtung, wo­ bei jeweils unterschiedliche Betriebszustände dargestellt sind.

In Fig. 1 ist ein Regenerativ-Reaktor 1 darge­ stellt, der eine thermische Einheit 2 und eine Gas­ strom-Steuereinrichtung 3 aufweist.

Die thermische Einheit 2 besteht hier aus einem Be­ hälter 4, der drei Wärmetauschkammern 5, 6 und 7 umfaßt, die kreisrund oder wie hier dargestellt ne­ beneinander angeordnet sein können. Die Wärme­ tauschkammern 5, 6 und 7 sind durch Trennwände 8 und 9 voneinander getrennt und weisen in ihrem In­ neren wärmespeicherndes Material 10 auf, wobei zu­ sätzlich ein Katalysator enthalten sein kann.

Ferner weist die thermische Einheit 2 eine Brenn­ kammer 11 auf, in der zumindest ein Brenner 12 an­ geordnet ist. Dieser wird über eine hier nicht dar­ gestellte Mediumverbindung mit einem brennbaren Stoff, beispielsweise Gas oder Öl, versorgt. Die Brennkammer 11 ist derart im Behälter 4 angeordnet, daß eine offene Oberseite 13 der Wärmetauschkammern 5, 6 und 7 übergriffen wird. Dadurch kann aus einer Wärmetauschkammer 5, 6 oder 7 austretendes Gas in die Brennkammer 11 einströmen und in eine andere Wärmetauschkammer 5, 6 oder 7 ausströmen.

An seiner Unterseite weist der Behälter 4 drei An­ schlüsse 14, 15 und 16 auf, über die die Wärme­ tauschkammern 5, 6 und 7 mit einem Gas beaufschlagt werden können. Den Anschlüssen 14, 15 und 16 ist jeweils ein Luftverteilraum 17, 18 und 19 nachge­ ordnet, über denen jeweils das wärmespeichernde Ma­ terial 10 der Wärmetauschkammern 5, 6 und 7 ange­ ordnet ist, wobei ein gasdurchlässiger Boden 20 vorgesehen ist, auf dem das Material 10 aufliegt.

An den Anschlüssen 14, 15 und 16 der Wärmetausch­ kammern 5, 6 und 7 ist jeweils eine Verbindungslei­ tung 21, 22 und 23 vorgesehen, die kommunizierende feste Verbindungen zwischen den Wärmetauschkammern 5, 6 und 7 und der Gasstrom-Steuereinrichtung 3 herstellen. Ferner weisen die Verbindungsleitungen 21, 22 und 23 Anschlußstücke auf, an die jeweils ein Spülgasventil 24, 25 und 26 angeschlossen ist. Die Spülgasventile 24, 25 und 26 sind hier als Ab­ sperrventile ausgebildet und stehen mit ihrem ande­ ren Anschluß mit einer Spülgasleitung 27 in Verbin­ dung.

Die Gasstrom-Steuereinrichtung 3 weist einen rohr­ förmigen Grundkörper 28 auf, dem seitliche Deckel 29 und 30 zugeordnet sind, so daß ein zylinder­ förmiger Hohlkörper gebildet ist. Am Deckel 29 ist ein Rohgasanschluß 31 und am Deckel 30 ein Reingas­ anschluß 32 vorgesehen.

Ferner weist die Gasstrom-Steuereinrichtung 3 ein drehbar gelagertes Steuerelement 33 auf. Dieses wird durch als Kreisscheiben 34 und 35 ausgebildete Wandungen und eine Welle gebildet, die hier ledig­ lich als gestrichelte Linie 36 dargestellt ist. Die Kreisscheiben 34 und 35 sind drehfest auf der Welle angeordnet.

Zwischen der Kreisscheibe 34 und dem Deckel 29 ist ein Rohgasraum 37 ausgebildet; zwischen der Kreis­ scheibe 35 und dem Deckel 30 ist ein Reingasraum 38 vorgesehen. Zwischen der dem Rohgasraum 37 abge­ wandten Seite der Kreisscheibe 34 und der dem Rein­ gasraum 38 abgewandten Seite der Kreisscheibe 35 sind feststehende Verbindungskammern 39, 40 und 41 angeordnet. Die Verbindungskammern 39, 40 und 41 erstrecken sich in axialer Richtung, so daß Quer­ schnitte oder Teilquerschnitte gebildet werden, die an die Kreisscheiben angrenzen. An diesen Quer­ schnitten beziehungsweise Teilquerschnitten sind Dichtungssysteme 42 und 43 vorgesehen, so daß die Kammern drehdicht gegenüber den Kreisscheiben 34 und 35 sind. Die Verbindungskammern 39, 40 und 41 weisen Anschlußflansche 44, 45 und 46 auf. Der An­ schlußflansch 44 ist über die Verbindungsleitung 21 mit dem Anschluß 14 der Wärmetauschkammer 5 verbun­ den. An dem Anschlußflansch 45 ist die Verbindungs­ leitung 22 angeschlossen, die eine Verbindung zum Anschluß 15 der Wärmetauschkammer 6 herstellt. Dem Anschlußflansch 46 ist die Verbindungsleitung 23 zugeordnet, die mit dem Anschluß 16 der Wärme­ tauschkammer 7 in Verbindung steht. Ohne weiteres wird erkennbar, daß also von den Verbindungskammern 39, 40 und 41 über die Verbindungsleitungen 21, 22 und 23 kommunizierende feste Verbindungen mit den Wärmetauschkammern 5, 6 und 7 realisiert sind.

Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Gasstrom- Steuereinrichtung 3 entlang der Linie II-II in Fig. 1a. Ohne weiteres ist erkennbar, daß die Ver­ bindungskammern 39, 40 und 41 einen kreissegmentar­ tigen Querschnitt aufweisen, wobei die Verbindungs­ kammer 39 gegenüber den Verbindungskammern 40 und 41 durch radial verlaufende Trennwände 47 und 48 getrennt ist. Die Verbindungskammer 40 ist durch eine Trennwand 49 gegenüber der Verbindungskammer 41 abgegrenzt. Ohne weiteres ist auch erkennbar, daß der Verbindungskammer 39 der Anschlußflansch 44, der Verbindungskammer 40 der Anschlußflansch 45 und der Verbindungskammer 41 der Anschlußflansch 46 zugeordnet ist. Im Zentrum der Gasstrom-Steuerein­ richtung 3 ist ein Wellenkanal 50 vorgesehen, der von der Welle des Steuerelements 33 (Fig. 1a) durchgriffen wird. Darüber hinaus ist der Wellenka­ nal 50 gegenüber den Verbindungskammern 39, 40 und 41 gasdicht abgeschlossen. Im übrigen sind gleiche Teile wie in Fig. 1a mit gleichen Bezugszeichen versehen, insofern wird auf deren Beschreibung ver­ wiesen.

In Fig. 3 ist das Dichtungssystem 42 dargestellt, wobei die Seite sichtbar ist, die der Kreisscheibe 34 zugewandt ist. Das Dichtungssystem 42 weist Teilquerschnitte 51, 52 und 53 auf, die die jewei­ lige Öffnung der Verbindungskammern 39, 40 und 41 darstellen. Ferner weist das Dichtungssystem Stege 54, 55 und 56 auf, so daß die Teilquerschnitte 51, 52 und 53 nicht ineinander übergehen, sondern ge­ trennt sind. Darüber hinaus ist eine Öffnung 58 vorgesehen, die von der Welle (nicht dargestellt) durchsetzt wird. Weiterhin beinhaltet das Dich­ tungssystem 42 Dichtungsleisten, die vorzugsweise aus temperaturbeständigem Material hergestellt sind. Im einzelnen sind zwei ringförmige Dichtungs­ leisten 59 und 60 vorgesehen, wobei die Dichtungs­ leiste 60 benachbart zur Öffnung 58 angebracht ist und die Dichtungsleiste 59 in geringem Abstand zum äußeren Randbereich des Dichtungssystems 42 ange­ ordnet ist. Die Dichtungsleisten 59 und 60 sind durch radial verlaufende Dichtungsstreifen 61 mit­ einander verbunden, die auf den Stegen 54, 55 und 56 angebracht sind. Ohne weiteres ist erkennbar, daß also jeweils ein Dichtungssegment gebildet ist, wobei ein Dichtungssegment 62 dem Teilquerschnitt 51, ein Dichtungssegment 63 dem Teilquerschnitt 52 und ein weiteres Dichtungssegment 63a dem Teilquer­ schnitt 53 zugeordnet ist.

Ferner weist das Dichtungssystem 42 Ausnehmungen 64 auf, denen Sensorelemente 65, 66 und 67 zugeordnet sind. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Sensoren 65, 66 und 67 am Grundkörper 28 der Gas­ strom-Steuereinrichtung 3 anzubringen. Die Sensoren sind vorzugsweise als Näherungssensoren ausgebil­ det. Sie sind jeweils um einen Winkel von etwa 120° zueinander versetzt angeordnet. Jeder Sensor 65, 66 und 67 ist einer Verbindungskammer 39, 40 und 41 beziehungsweise jeweils einem Teilquerschnitt 51, 52 und 53 zugeordnet.

Das Dichtungssystem 43 ist im wesentlichen iden­ tisch ausgebildet, wobei die Ausnehmungen 64 und die Sensoren 65, 66 und 67 nicht vorgesehen sind.

Die in Fig. 3 dargestellte Seite des Dichtungs­ systems 43 ist der Kreisscheibe 33 zugewandt.

In Fig. 4 ist die Kreisscheibe 34 des Steuerele­ ments 33 dargestellt. Sie weist eine kreissegment­ artige Gasdurchlaßöffnung 68 auf, deren Öffnungs­ winkel bezüglich der Drehachse ≦ 90° ist, insbeson­ dere zwischen 89° und 90°. Sie verläuft orthogonal zur Welle auf der die Kreisscheibe 34 drehfest an­ geordnet ist. Ferner ist eine Nase 69 vorgesehen, die an der Kreisscheibe 34 angebracht oder mit die­ ser einstückig ausgebildet ist.

In Fig. 5 ist die Kreisscheibe 35 dargestellt, die ebenfalls eine Gasdurchlaßöffnung 70 aufweist, die hier aus Gründen der Übersichtlichkeit gestrichelt dargestellt ist. Sie weist bezüglich der Drehachse einen Öffnungswinkel auf, der ≦ 90° ist, insbeson­ dere zwischen 89° und 90° und verläuft orthogonal zur Welle.

Die Kreisscheiben 34 und 35 sind derart auf der Welle befestigt, daß ihre Gasdurchlaßöffnungen 68 beziehungsweise 70 diametral gegenüberliegen, also bezüglich der Drehachse einen Versatz von 180° auf­ weisen. Es ist also ein Steuerelement 33 geschaf­ fen, das durch die Welle und die Kreisscheiben 34 und 35 gebildet wird, die beabstandet zueinander angeordnet sind.

In Fig. 6 sind vergrößert das Dichtungssystem 42 und die Kreisscheiben 34 und 35 dargestellt, wobei von der Kreisscheibe 35 lediglich die gestrichelt eingezeichnete Gasdurchlaßöffnung 70 sichtbar ist. Auch das Dichtungssystem 43 ist in Fig. 6 nicht ersichtlich, da dieses deckungsgleich zu dem Dich­ tungssystem 42 angeordnet ist. Es ergibt sich je­ doch eine Anordnung, wie in Fig. 1a dargestellt. Die Kreisscheiben 34 und 35 sind jeweils benachbart zu den zugehörigen Dichtungssystemen 42 und 43 der­ art angeordnet, daß ihre den Dichtungssystemen zu­ gewandte Seite auf den Dichtungssegmenten 62, 63 und 63a dichtend anliegen.

Im folgenden wird anhand der Fig. 6 bis 9 auf die Funktionsweise der Gasstrom-Steuereinrichtung 3 eingegangen:

Die auf der Welle angeordneten Kreisscheiben 34 und 35 werden über einen an der Welle angreifenden, intermittierend arbeitenden Elektroantrieb zur Dre­ hung angetrieben. Rein beispielhaft wird angenom­ men, daß sich das Steuerelement 33 in der in Fig. 6 dargestellten Drehstellung befindet. Die Gas­ durchlaßöffnung 68 befindet sich dabei in Gegen­ überlage zum Teilquerschnitt 51 der Verbindungskam­ mer 39. Die Gasdurchlaßöffnung 68 stellt also eine Verbindung vom Rohgasraum 37 zur Verbindungskammer 39 her, so daß Rohgas in Pfeilrichtung A (Fig. 1a) in diese einströmen kann. Von der Verbindungskammer 39 gelangt das Rohgas über die Verbindungsleitung 21 zur Wärmetauschkammer 5, durchströmt diese in Richtung der Brennkammer 11 und wird dabei durch das wärmespeichernde Material 10 erwärmt (Fig. 1a). Dort wird das mit Lösungsmitteln kontaminierte Rohgas thermisch behandelt und gelangt in die Wär­ metauschkammern 6 und 7 und über die Verbindungs­ leitungen 22 und 23 zurück zur Gasstrom-Steuerein­ richtung 3. Das heißt, nachdem das Rohgas in der Brennkammer thermisch behandelt wurde, also heißes Reingas entstanden ist, gelangt dieses durch die Wärmetauschkammern 6 und 7 und gibt dabei seine Wärme an das Material 10 ab, so daß dieses aufge­ heizt wird. Das aus den Wärmetauschkammern 6 und 7 austretende Reingas gelangt - wie bereits erwähnt - über die Verbindungsleitungen 22 und 23 in die Ver­ bindungskammern 40 und 41. Da diese von der Gas­ durchlaßöffnung 70 überdeckt sind, kann das Reingas in den Reingasraum 38 (Fig. 1a) einströmen und ge­ langt in Pfeilrichtung R über den Reingasanschluß 32 zu einem hier nicht dargestellten Abluftkamin.

Da sich das Steuerelement 33 in Drehbewegung befin­ det, wird später die Drehstellung eingenommen, die in Fig. 7 dargestellt ist. Ohne weiteres ist er­ kennbar, daß die Gasdurchlaßöffnung 68 derart wei­ tergedreht ist, daß nun der Steg 56 und die Verbin­ dungskammern 39 und 41 überdeckt werden, so daß über den Rohgasanschluß 31 und den Rohgasraum 37 Rohgas in die Verbindungskammern 39 und 41 gelangen kann. Das Rohgas strömt über die Anschlußflansche 44 und 46 zu den Wärmetauschkammern 5 und 7 nimmt aus dem Material 10 Wärme auf uns gelangt in die Brennkammer 11. Wie bereits vorstehend erwähnt, wird das Rohgas in der Brennkammer thermisch behan­ delt, so daß Reingas entsteht, welches über die Wärmetauschkammer 6 und über die Verbindungsleitung 22 in die Verbindungskammer 40 der Gasstrom-Steuer­ einrichtung 3 gelangt. Da die Verbindungskammer 40 in der in Fig. 7 dargestellten Drehstellung von der Gasdurchlaßöffnung 70 überdeckt wird, gelangt das Reingas über den Reingasraum 38 und über den Reingasanschluß 32 zum Abluftkamin.

In der in Fig. 8 dargestellten späteren Drehstel­ lung des Steuerelements 33 befindet sich die Gas­ durchlaßöffnung 68 über dem Steg 56 und über der Verbindungskammer 41, so daß Rohgas lediglich zur Wärmetauschkammer 7 strömen kann. Nach der Erwär­ mung des Rohgases und der anschließenden thermi­ schen Behandlung gelangt das Reingas über die Wär­ metauschkammer 5 zurück in die Verbindungskammer 39, die von der Gasdurchlaßöffnung 70 teilweise überdeckt ist. Wie in der Fig. 8 zu erkennen ist, ist die Verbindungskammer 39 vollständig von der Kreisscheibe 34 überdeckt. Durch das Dichtungsseg­ ment 62 ist sichergestellt, daß die Verbindungskam­ mer 39 gegenüber den Gasdurchlaßöffnungen 68 und 70 vollständig abgeschlossen ist. In dieser Funktions­ stellung wird der Elektroantrieb angehalten. Dies geschieht dadurch, daß die Nase 69 der Kreisscheibe 34 in Gegenüberlage zum Sensor 67 ist. Dies erkennt der als Näherungssensor ausgebildete Sensor 67 und gibt diese Informationen an eine hier nicht darge­ stellte Steuereinrichtung weiter. Diese unterbricht die Energiezufuhr zum Elektroantrieb, so daß das Steuerelement 33 in dieser in Fig. 8 gezeigten Drehstellung verharrt. Steht also das Steuerelement 33 still, so aktiviert die Steuereinrichtung das Spülgasventil 24, welches der Wärmetauschkammer 5 zugeordnet ist. Dadurch wird die Wärmetauschkammer 5, die Verbindungsleitung 21 und die Verbindungs­ kammer 39 von aus der Spülgasleitung 27 herange­ führtem Spülgas durchströmt, wodurch das Rohgas in die Brennkammer 11 ausgetrieben wird und die Wärme­ tauschkammer 5 für eine nachfolgende Reingasdurch­ strömung vorbereitet ist. Bei dem Spülvorgang ist auch eine Umkehrung der Strömungsrichtung reali­ sierbar, so daß von der Brennkammer 11 ausgehend mit Reingas gespült wird. Die Dauer des Spülvor­ gangs ist entweder ein fest vorgegebener Zeitab­ schnitt oder kann in Abhängigkeit von bestimmten Parametern eingestellt werden. Beispielsweise hängt die Dauer des Spülvorgangs vom zu reinigenden Roh­ gasvolumen ab, es ist jedoch auch vorstellbar, daß ein Sensor in den Wärmetauschkammern 5, 6 und 7 die Kontaminierung sensiert, so daß bei einem bestimm­ ten Kontaminierungs-Wert der Spülvorgang beendet ist.

Nachdem der Spülvorgang beendet ist, wird der Elek­ troantrieb wieder aktiviert. Das Steuerelement 33 wird wieder angetrieben und beispielsweise eine Drehstellung erreichen, wie in Fig. 9 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß die eben gespülte Verbin­ dungskammer 39 von der Gasdurchlaßöffnung 70 über­ deckt ist, also aus der thermischen Einheit 2 kom­ mendes Reingas eingeleitet wird und in den Reingas­ raum 38 (Fig. 1a) gelangt und über den Reingasan­ schluß 32 zum Abluftkamin strömen kann. Gleichzei­ tig überdeckt die Gasdurchlaßöffnung 68 die Verbin­ dungskammer 41. Dadurch gelangt das Rohgas zur Wär­ metauschkammer 7 und wird in der Brennkammer 11 thermisch behandelt. Das so entstehende Reingas strömt aus der Brennkammer 11 in die Wärmetausch­ kammern 5 und 6 und über die zugehörigen kommuni­ zierenden festen Verbindungen zur Gasstrom-Steuer­ einrichtung 3, zurück und gelangt über die Verbin­ dungskammer 39 und 40 durch die Gasdurchlaßöffnung 70 in den Reingasraum 38 und strömt dann zum Ab­ luftkamin.

In den Fig. 10a bis 10i ist ein Funktionsablauf des Regenerativ-Reaktors 1 dargestellt. Das heißt, diese Figuren geben einen Funktionsablauf wieder, wie er bei einer einzigen Umdrehung des Steuerele­ ments abläuft. Des weiteren sind gleiche Teile, wie in den übrigen Figuren mit den gleichen Bezugszei­ chen versehen, insofern wird auf deren Beschreibung verwiesen.

In Fig. 10a ist die Gasstrom-Steuereinrichtung 3 schematisch dargestellt, wobei ein Ventilator 71 Rohgas aus einer hier nicht dargestellten Lackier- oder Trockeneinrichtung ansaugt und in die Gas­ strom-Steuereinrichtung 3 einleitet. In einer al­ ternativen Anordnung wird der Ventilator 71 als Saugventilator in der Reingasleitung 32 angeordnet. Die Drehstellung des Steuerelements 33 ist hier so, daß die Verbindungskammer 39 mit dem Rohgasanschluß 31 in Verbindung steht. Dadurch gelangt das Rohgas durch die Verbindungsleitung 21 in die Wärmetausch­ kammer 5, wird dort erwärmt und gelangt in die Brennkammer 11 zur thermischen Behandlung. Das so entstehende Reingas strömt durch die Wärmetausch­ kammern 6 und 7 und gibt seine Wärme an das Mate­ rial 10 ab. Über die Verbindungsleitungen 22 und 23 gelangt das Reingas zur Gasstrom-Steuereinrichtung 3, also in die Verbindungskammern 40 und 41 und an­ schließend in den Reingasraum 38, so daß eine Ab­ leitung des Reingases über einen Abluftkamin 72 möglich ist. Die Spülgasventile 24, 25 und 26 sind verschlossen.

In Fig. 10b ist die Drehstellung des Steuerele­ ments derart, daß der Rohgasanschluß 31 auf die Wärmetauschkammern 5 und 6 durchgeschaltet ist, so daß Rohgas über diese Wärmetauschkammern in die Brennkammer 11 gelangt und über die Wärmetauschkam­ mer 7 zurück zur Gasstrom-Steuereinheit 3. Das Reingas wird über den Abluftkamin 72 abgeleitet. Die Spülgasventile 24, 25 und 26 sind nicht akti­ viert, das heißt, sie sind in Sperrstellung. Des weiteren sind gleiche Teile wie in Fig. 10a mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Um Wiederho­ lungen zu vermeiden, wird auf diese Beschreibungs­ teile verwiesen.

In Fig. 10c ist die Drehstellung des Steuerele­ ments 33 derart, daß Rohgas zur Wärmetauschkammer 6 geführt und über die Wärmetauschkammer 7 als Rein­ gas zur Gasstrom-Steuereinrichtung 3 zurückgeführt wird. Anschließend gelangt es über den Abluftkamin 72 in die Umgebungsluft. Die Wärmetauschkammer 5 ist durch die Gasstrom-Steuereinrichtung 3 vom Roh­ gas- und Reingasanschluß abgetrennt, wobei das Steuerelement 33 stillsteht. Das heißt, die Verbin­ dungskammer 39 ist sowohl gegenüber dem Reingasraum 38 also auch dem Rohgasraum 37 vollständig abge­ dichtet. Das Spülgasventil 24 ist in dieser Funkti­ onsstellung der Gasstrom-Steuereinrichtung 3 geöff­ net, so daß aus der Wärmetauschkammer 5 und der Verbindungskammer 39 sowie der Verbindungsleitung 21 Rohgas mit dem Ventilator 71 ausgesaugt wird. Aus der Brennkammer 11 strömt Reingas nach, so daß die Wärmetauschkammer 5 für eine anschließende Reingasbeaufschlagung vorbereitet ist. Das Spülgas ist hier also Reingas.

In Fig. 10d gelangt Rohgas in die Wärmetauschkam­ mer 6 und über die Wärmetauschkammern 5 und 7 als Reingas zurück zur Gasstrom-Steuereinrichtung 3 und gelangt von dieser zum Abluftkamin 72. Die Spülgas­ ventile 24, 25 und 26 sind in Sperrstellung. Glei­ che Teile wie in den übrigen Figuren sind mit glei­ chen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 10e ist die Drehstellung des Steuerele­ ments 33 derart, daß die Wärmetauschkammern 6 und 7 mit Rohgas beaufschlagt werden, dieses aufheizen, so daß in der Brennkammer 11 die thermische Behand­ lung erfolgen kann. Das aus der Brennkammer 11 aus­ geleitete Reingas strömt über die Wärmetauschkammer 5 zurück zur Gasstrom-Steuereinrichtung 3 und ge­ langt von dort in den Abluftkamin 72. Sämtliche Spülgasventile 24, 25 und 26 sind in Sperrstellung.

In Fig. 10f strömt Rohgas über die Wärmetauschkam­ mer 7 in die Brennkammer 11 ein, über die Wärme­ tauschkammer 5 zur Gasstrom-Steuereinrichtung und über den Abluftkamin 72. Die Wärmetauschkammer 6 ist sowohl vom Reingas als auch vom Rohgasanschluß abgekoppelt, wobei das Spülgasventil 25 geöffnet ist. Die Spülgasventile 24 und 26 sind in Absperr­ stellung. Der Ventilator 71 saugt das in der Wärme­ tauschkammer 6 enthaltene Rohgas aus und befördert es in die Wärmetauschkammer 7. Es ist also so, daß in der in Fig. 10f gezeigten Funktionsstellung die Wärmetauschkammer 6 gespült wird, so daß sie bei einer Weiterdrehung des Steuerelements 33 mit Rein­ gas beaufschlagt werden kann. Diese Funktionsstel­ lung ist in Fig. 10g ersichtlich. Über den Rohgas­ anschluß 31 ankommendes Rohgas wird der Wärme­ tauschkammer 7 zugeführt, in der Brennkammer 11 be­ handelt und gelangt über die Wärmetauschkammern 5 und 6 zur Gasstrom-Steuereinrichtung 3 zurück und wird über den Abluftkamin 72 entsorgt. Die Spülgas­ ventile 24, 25 und 26 üben ihre Sperrfunktion aus.

In Fig. 10h wird Rohgas der Wärmetauschkammer 7 und 5 zugeführt und über die Wärmetauschkammer 6 von der thermischen Einheit 2 zur Gasstrom-Steuer­ einrichtung 3 geführt, so daß es über den Abluftka­ min 72 an die Umgebungsluft abgegeben werden kann.

In Fig. 10i strömt Rohgas nur über die Wärme­ tauschkammer 5 der thermischen Einheit 2 zu und über die Wärmetauschkammer 6 und die Gasstrom- Steuereinrichtung 3 zum Abluftkamin 72. In dieser Funktionsstellung ist die Wärmetauschkammer 7 sowohl vom Rohgas- als auch vom Reingasanschluß ge­ trennt. Das Spülgasventil 26 ist dabei geöffnet, so daß der Ventilator 71 Rohgas aus der Wärmetausch­ kammer 7 heraussaugt und der thermischen Einheit 2 über die Wärmetauschkammer 5 wieder zuführt, so daß auch dieses Rohgas thermisch behandelt werden kann.

Nach alledem zeigt sich, daß eine Wärmetauschkammer 5, 6 oder 7 zunächst mit Rohgas beaufschlagt und anschließend mit Spülgas gereinigt wird, so daß sie für die nachfolgende Reingasdurchströmung vorberei­ tet ist.

In Fig. 1b ist eine Steuereinrichtung 73 darge­ stellt, die sowohl einen Elektroantrieb 74 für das Steuerelement 33 ansteuert als auch die Sensoren 65, 66 und 67 überwacht. Dadurch kann einerseits das Steuerelement 33 in seiner Drehbewegung ange­ halten werden, andererseits ist es auch möglich die Drehgeschwindigkeit zu ermitteln.

Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 73 die Spülgasventile 24, 25 und 26. Befindet sich bei­ spielsweise die Nase 69 über dem Sensor 67, so wird die Drehbewegung angehalten und das Spülgasventil 26 geöffnet. Ferner können der Steuereinrichtung 73 Temperatursensoren 75, 76 und 77 zugeordnet sein, wobei jeweils ein Temperatursensor in einer Wärme­ tauschkammer 5, 6 oder 7 angeordnet ist. Dadurch wird es möglich, die Temperatur des wärmespeichern­ den Materials 10 zu ermitteln, so daß die Drehge­ schwindigkeit des Steuerelements 33 verändert wer­ den kann. Wird beispielsweise ein großer Volumen­ strom an Rohgas zugeführt, kühlen die wärmespei­ chernden Materialien 10 schnell aus, so daß der Wirkungsgrad der thermischen Einheit 2 herabgesetzt wird. Demnach kann die Drehgeschwindigkeit des Steuerelements 33 mit dem elektrischen Antrieb 74 erhöht werden, so daß die Wärmetauschkammern 5, 6 und 7 in kürzeren Zeitabständen abwechselnd mit Rohgas, Spülgas und Reingas beaufschlagt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich das Steuer­ element 33 sehr langsam drehen zu lassen, bei­ spielsweise wann nur wenig Rohgas angeliefert wird. Die wärmespeichernden Materialien 10 kühlen dann nicht so schnell aus. Eine Kammer kann dann längere Zeit mit Rohgas beaufschlagt werden kann.

Claims (16)

1. Regenerativ-Reaktor mit einer, ein um eine Drehachse drehbar gelagertes Steuerelement aufwei­ senden Gasstrom-Steuereinrichtung und mit minde­ stens drei stationären, wärmespeicherndes Material beinhaltenden Wärmetauschkammern, die in bestimmten Drehstellungen des Steuerelements von Rohgas, Rein­ gas oder Spülgas durchströmt werden, wobei das Steuerelement zwei, zur Drehachse orthogonal ver­ laufende, mit Abstand zueinander liegende, Gas­ durchlaßöffnungen aufweisende Wandungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wandungen mindestens drei stationäre Verbindungskammern (39, 40, 41) liegen, die an die Wandungen drehdicht an­ grenzende Querschnitte oder Teilquerschnitte (51, 52, 53) aufweisen und kommunizierend fest mit den Wärmetauschkammern (5, 6, 7) verbunden sind.

2. Regenerativ-Reaktor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wandungen als Kreisscheiben (34, 35) ausgebildet und auf einer gemeinsamen Welle drehfest angeordnet sind.

3. Regenerativ-Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Welle ein Antrieb, insbesondere ein intermittierend arbeitender Elek­ troantrieb (74), zugeordnet ist und damit Spülzei­ ten unabhängig von der Drehgeschwindigkeit gewählt werden können.

4. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Wandung eine erste Gasdurchlaßöffnung (68) und daß die andere Wandung eine zweite Gasdurchlaßöffnung (70) aufweist.

5. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die er­ ste Gasdurchlaßöffnung (68) diametral gegenüberlie­ gend zur zweiten Gasdurchlaßöffnung (70) angeordnet ist.

6. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die bei­ den Gasdurchlaßöffnungen (68, 70) bezüglich der Drehachse ein Öffnungswinkel ≦ 90° aufweisen.

7. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ver­ bindungskammern (39, 40, 41) zur Drehachse radial liegende Anschlußflansche (44, 45, 46) für die kom­ munizierenden Verbindungen (Verbindungsleitung 21, 22, 23) zu den Wärmetauschkammern (5, 6, 7) aufwei­ sen.

8. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Verbindungskammern (39, 40, 41) abgewandten Seite der einen Wandung eine Rohgaskammer (37) liegt.

9. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Verbindungskammern (39, 40, 41) abgewandten Seite der anderen Wandung eine Reingaskammer (38) liegt.

10. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kom­ munizierenden Verbindungen oder die Verbindungskam­ mern (39, 40, 41) über steuerbare Spülgasventile (24, 25, 26) mit mindestens einer Spülgasleitung (27) verbindbar sind.

11. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülgasventile (24, 25, 26) in Abhängigkeit von der Drehstellung des Steuerelements (33) mittels einer Steuereinrichtung (73) betätigbar sind.

12. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (73) die Drehstellung des Steuer­ elements (33) sensiert.

13. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (73) eine Spülgasventilbetätigung nur dann aktiviert, wenn das Steuerelement (33) eine bestimmte Drehstellung aufweist und in dieser Drehstellung verharrt.

14. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas­ strom-Steuereinrichtung (3) separat von den Wärme­ tauschkammern (5, 6, 7) angeordnet ist.

15. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrom-Steuereinrichtung (3) so angeordnet ist, daß die umgebende Luft aus Frischluft besteht.

16. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Steuerelements (33) horizontal oder vertikal verläuft.