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Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet des Abkühlens fester Produkte und deren Kühlkinetik.
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STAND DER TECHNIK
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Viele industrielle Verfahren umfassen Schritte zum Abkühlen fester Produkte, beispielsweise in der Stahlindustrie am Ende des Warmwalzvorgangs. Das gebräuchlichste Abkühlverfahren bedient sich einer Wärmeabfuhr durch natürliche Konvektion zwischen dem zu kühlenden Produkt und der Umgebungsluft. Dieses Verfahren dauert relativ lange und ermöglicht keine Steuerung der Abkühlgeschwindigkeit, insbesondere aufgrund der schwankenden Natur der Umgebungsluftparameter (Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Wind). Ein ungesteuertes Abkühlen kann jedoch das Produkt beschädigen, beispielsweise durch ungleichmäßiges Abkühlen zwischen der Oberfläche und dem Kern des Produkts, wodurch ein Temperaturgefälle erzeugt wird, das möglicherweise eine innere Spannung in dem Produkt verursacht. Diese Spannung kann zu einer höheren Brüchigkeit in Produkten aus der Stahlindustrie führen. Vorrichtungen zum Steuern der Abkühlgeschwindigkeit und zum Abführen der freigesetzten Wärme wurden entwickelt, um dieses Problem anzugehen. In derartigen Vorrichtungen durchlaufen die abzukühlenden festen Produkte ein Kühlgehäuse, in dessen Wänden eine kühlende Wärmeübertragungsflüssigkeit zirkuliert. Die von den Produkten freigesetzte Wärme wird durch Strahlung an die Wände des Gehäuses übertragen und dann von der in den Wänden zirkulierenden Wärmeübertragungsflüssigkeit aufgenommen und abgeführt. Die thermodynamischen Komponenten der Wärmeübertragungsflüssigkeit (Druck, Fließgeschwindigkeit, Temperatur) ermöglichen ein Steuern der Abkühlgeschwindigkeit der Produkte. Ebenso ist es bekannt, die Abkühlgeschwindigkeit durch Einspritzen von Dampf in das Kühlgehäuse zu verringern, was bewirkt, dass die durch Strahlung abgegebene Wärmemenge verringert wird. Obgleich er bei hohen Temperaturen effektiv ist, verliert der Wärmetausch durch Strahlung bei niedrigen und mittleren Temperaturen (unter 600°C) schnell seine Wirksamkeit, weshalb die Zeitdauer, während der die Produkte in dem Kühlgehäuse verbleiben, verlängert werden muss, um diese Produkte auf Temperaturen zu bringen, unterhalb denen die Abkühlgeschwindigkeit das Produkt nicht mehr beeinflusst.
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Zum Zwecke der Energieeffizienz kann diese Wärme nutzbar wiedergewonnen und wiederverwendet werden, um anderen Wärme verbrauchenden Vorgängen zugeführt oder in Elektrizität umgewandelt zu werden. Zu diesem Zweck sind Systeme bekannt, die ein Gas verwenden, das auf feste Produkte, die durch ein Kühlgehäuse zirkulieren, aufgeblasen wird. Das Gas zirkuliert in dem Kühlgehäuse, im Allgemeinen mittels eines Gebläses, und nimmt die Wärme aus den festen Produkten durch Konvektion auf. Das so erwärmte Gas wird auf eine Reihe von Wärmetauschern gerichtet, die dazu bestimmt sind, Wasser zu erwärmen, um Dampf zu erzeugen, der dann zu einer Expansionsturbine geleitet wird. Ein Austausch mittels Konvektion erfordert eine Gaszirkulationsvorrichtung, die viel Strom verbraucht und den Wirkungsgrad des Prozesses verringert. Ein solcher Austausch erfordert ferner, dass die Teile aufgrund eines niedrigen Wärmeübertragungskoeffizienten zwischen dem zirkulierenden Gas und dem festen Produkt für einen längeren Zeitraum im Gehäuse verbleiben.
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Demzufolge erfordern die vorhandenen Vorrichtungen zur Aufnahme der Wärme, die von festen Produkten abgegeben wird, bis diese Produkte eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur erreichen, dass die Produkte für eine lange Zeit im Kühlgehäuse verbleiben, häufig länger als die Produktionsgeschwindigkeit der Produkte. Das Abkühlen der Produkte ist somit ein kritischer Punkt im Produktionsprozess. Aufgrund dieser Zwangsbedingungen muss eine Vielzahl von Kühlgehäusen bereitgestellt werden, und es ist nicht möglich, eine umfassende Steuerung der Abkühlung der hergestellten Produkte vorzusehen.
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ZIEL DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der Erfindung ist, die Steuerung der Abkühlbedingungen für feste Produkte und deren Kinetik zu verbessern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Aufnahme der Wärme vor, die von einem festen Produkt in einem Kühlgehäuse abgegeben wird, wobei die Vorrichtung Mittel zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung umfasst, wobei diese Mittel mindestens ein wärmeleitendes Ableitelement enthalten, das derart angeordnet ist, dass es in Kontakt mit mindestens einer Oberfläche des festen Produkts platziert ist.
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Mittels Leitung können höhere Wärmeübertragungskoeffizienten als beim Stand der Technik erreicht werden, insbesondere bei mittleren Temperaturen von etwa 600°C. Die Zeit, die die abzukühlenden Produkte in dem Gehäuse verbleiben, bis sie eine Temperatur nahe der Umgebungstemperatur erreichen, ist somit verkürzt. Das Ableitelement kann ein festes Element sein, z. B. unitär oder in Form einer Gruppe aus zerteilten Feststoffen, wie z. B. ein Pulver oder Körner, ein elastisch verformbares Produkt oder auch ein viskoses flüssiges Produkt. Es ist anzumerken, dass je größer die mit dem Produkt in Kontakt stehende Oberfläche des Ableitelements ist, umso schneller die Kühlung stattfinden wird.
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Die Erfindung betrifft ferner eine derartige Vorrichtung, in der die Mittel zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung ein Wärmeübertragungsfluid enthalten, das in einer wärmeleitenden Leitung zirkuliert, die mit dem Ableitelement in Kontakt steht. Dieses Fluid umfasst ein Gas oder eine Flüssigkeit und kann eine Expansionsturbine versorgen. Durch dieses System ist es dann möglich, die Wärme aus dem abzukühlenden festen Produkt in elektrische Energie umzuwandeln.
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Ferner betrifft die Erfindung eine derartige Vorrichtung, in der das Wärmeübertragungsfluid einen Heizkreis versorgt. Die Wärme aus dem abzukühlenden festen Produkt kann dann für Wärme verbrauchende Vorgänge verwendet werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, in der das Ableitelement eine Grundplatte enthält, auf der das feste Produkt aufliegt. Die Grundplatte kann auch mit mindestens einer wärmeleitenden Leitung zur Zirkulation eines Wärmeübertragungsfluids versehen sein.
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Die Erfindung betrifft ferner eine ähnliche Vorrichtung, in der die Wärmerückgewinnungsmittel auch eine wärmeleitende Struktur in Kontakt mit einer oberen Fläche des festen Produkts umfassen, sowie eine Vorrichtung, die mindestens ein thermisches Ableitelement enthält, das eine unterteilte Oberfläche zum Kontakt mit dem festen Produkt hat.
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Die Erfindung betrifft ferner eine derartige Vorrichtung, die ebenfalls Mittel zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung enthält, sowie eine ähnliche Vorrichtung, in der die Mittel zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung durch eine Wärmeübertragungsverbindung mit einer Leitung zur Zirkulation eines Wärmeübertragungsfluids verbunden sind.
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Ferner betrifft die Erfindung eine derartige Vorrichtung, in der das feste Produkt durch das Kühlgehäuse hindurchläuft. Das feste Produkt kann ein Metallprodukt sein.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Gehäuse zum Abkühlen eines festen Produktes, das durch dasselbe hindurchläuft, wobei das Gehäuse nacheinander in der Richtung, in der das feste Produkt durch das Abkühlgehäuse läuft, umfasst:
- – Mittel zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung;
- – eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung und Mittel zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung;
- – eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung.
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Somit erhält man eine Vorrichtung zur Aufnahme der von festen Produkten abgegebenen Wärme, die es ermöglicht, die Parameter zum Abkühlen der festen Produkte einzustellen und die eine Wiederverwendung der von den Produkten abgegebenen Wärme ermöglicht, beispielsweise in Form einer Wärmequelle für andere Vorgänge oder in Form von Elektrizität. Mittels Leitung wird eine schnellere Aufnahme der Wärme bei mittleren und niedrigen Temperaturen ermöglicht, und somit ein Beschleunigen des Abkühlens der Teile.
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Weitere Merkmale und Vorteile werden aus dem Studium der folgenden Beschreibung von spezifischen, die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen der Erfindung hervorgehen.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Es wird auf die beigefügten Figuren Bezug genommen, wobei.
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1 eine schematische Übersicht eines Längsschnittes entlang einer vertikalen Ebene I-I eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
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2 eine schematische Übersicht eines Längsschnittes entlang einer horizontalen Ebene II-II des Ausführungsbeispiels der 1 ist;
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3 eine schematische Übersicht eines Querschnittes entlang einer vertikalen Ebene III-III des Ausführungsbeispiels der 1 ist;
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4 eine schematische Übersicht eines Querschnitts entlang einer vertikalen Ebene IV-IV des Ausführungsbeispiels der 1 ist;
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5 eine schematische Übersicht eines Querschnitts entlang einer vertikalen Ebene V-V des Ausführungsbeispiels der 1 ist;
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6 eine zum Teil aufgeschnittene perspektivische schematische Übersicht des Ausführungsbeispiels der 1 ist;
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7 eine schematische Übersicht des Kühlmittelflüssigkeitskreises des Ausführungsbeispiels der 1 ist;
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8 eine schematische Übersicht eines Längsschnitts entlang einer vertikalen Ebene VIII-VIII eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist;
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9 eine schematische Übersicht eines Längsquerschnitts entlang einer horizontalen Ebene IX-IX des Ausführungsbeispiels der 8 ist;
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10 eine schematische Übersicht eines Querschnitts entlang einer vertikalen Ebene X-X des Ausführungsbeispiels der 8 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG MINDESTENS EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS DER ERFINDUNG
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Kühlgehäuse – allgemein mit dem Bezugszeichen 1, – das einen Innenraum 2 definiert. Das Gehäuse ist optional derart angeordnet, dass der Innenraum 2 gegenüber der Umgebungsluft wärmeisoliert ist. Das genannte Gehäuse 1 ist im Wesentlichen kastenförmig und enthält an zwei gegenüberliegenden Oberflächen einen Ladeeingang 3 und einen Ausgang 4, zwischen denen Metallplatten 5 in Längslaufrichtung, die sich vom Ladeeingang 3 in Richtung des Ausgangs 4 erstreckt, laufen, was in 1 durch einen Pfeil dargestellt ist. Der Eingang 3 und der Ausgang 4 sind optional mit wärmeisolierenden Türen versehen. Die Platten 5 treten in das Kühlgehäuse 1 mit einer Temperatur ein, die im Allgemeinen zwischen 900°C und 1400°C liegt, und ruhen im vorliegenden Fall auf zwei Lagerungen – schematisch durch 6.1 und 6.2 dargestellt –, die zu einem Förderer gehören – schematisch dargestellt durch 6, der sich vom Eingang 3 bis zum Ausgang 4 des Kühlgehäuses 1 erstreckt. Die Lagerungen des Förderers sind beispielsweise Streben, die sich parallel zu den Platten erstrecken und von denen mindestens einige in vertikaler Ebene gemäß einer Pilgerschrittfolge beweglich sind, um die Platten zu bewegen. Der Förderer kann jeglicher anderer Art sein und beispielsweise sind die Lagerungen – bekannter Art – Rollen, die derart voneinander getrennt sind, dass jede Platte auf mindestens zwei Rollen aufliegt. Diese Rollen können optional motorisiert sein, wobei die Platten in diesem letztgenannten Fall gegenseitig angeschoben werden. In einer weiteren Alternative sind die Lagerungen – bekannter Art – Gleitschienen, auf denen die Platten, die gegenseitig angeschoben werden, aufliegen.
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Der Innenraum 2 des Kühlgehäuses 1 enthält Wärmerückgewinnungsmittel, die oberhalb und unterhalb der Lagerungen 6.1, 6.2 und somit der vorbeilaufenden Platten 5 angebracht sind. Diese Wärmerückgewinnungsmittel können von zwei Arten sein: Mittel 20 zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung und Mittel 30 zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung. Das Kühlgehäuse 1 umfasst drei Kühlbereiche A, B und C hintereinander in Laufrichtung der Platten 5 und gezeigt in den 1 bis 6. Unter Bezugnahme auf die 3 enthält der erste Bereich A Mittel 20 zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung, die oberhalb und unterhalb der Lagerungen 6.1, 6.2 und somit der vorbeilaufenden Platten 5 angebracht sind. Unter Bezugnahme auf die 4 enthält der zweite Bereich B Mittel 20 zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung, die oberhalb der Lagerungen 6.1, 6.2 und somit der vorbeilaufenden Platten 5 angebracht sind, und Mittel 30 zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung, die unterhalb der Lagerungen 6.1, 6.2 und somit der vorbeilaufenden Platten 5 angebracht sind. Unter Bezugnahme auf die 5 enthält der letzte Bereich C schließlich Mittel 30 zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung, die oberhalb und unterhalb der Lagerungen 6.1, 6.2 und somit der vorbeilaufenden Platten 5 angeordnet sind.
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Die Mittel 20 zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung und die Mittel 30 zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
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Die Mittel 20 zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung enthalten Leitungen 21, die aus einem wärmeleitenden Material hergestellt sind. Wärmeleitend bezieht sich auf ein Material, das eine Wärmeleitfähigkeit von 5 bis 500 W/mK hat. Diese wärmeleitenden Leitungen 21 sind im Innenraum 2 des Gehäuses 1 angeordnet und erstrecken sich zwischen den beiden Längswänden des Kühlgehäuses 1. Die Enden jeder dieser wärmeleitenden Leitungen 21 sind an einen Kreislauf 50 zur Wärmeaufnahme durch Strahlung angeschlossen, in dem ein Wärmeübertragungsfluid 22 über Eingangsanschlüsse 23 und Ausgangsanschlüsse 24 zirkuliert, die durch die Längswände des Kühlgehäuses 1 hindurchgehen. Die wärmeleitenden Leitungen 21, die oberhalb der Lagerungen 6.1, 6.2 und somit der Platten 5 angebracht sind, sind über Lagerungen 25 an der Decke des Kühlgehäuses 1 aufgehängt und die wärmeleitenden Leitungen 21, die unterhalb der Lagerungen 6.1, 6.2 angebracht sind, liegen über Lagerungen 26 auf dem Boden des Kühlgehäuses 1 auf.
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Die Mittel 30 zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung umfassen ein festes Ableitelement, das aus einem wärmeleitenden Material hergestellt ist, in diesem Fall eine aus Stahl hergestellte leitende Grundplatte 31, die auf dem Boden des Kühlgehäuses 1 platziert ist, in der sich wärmeleitende Leitungen 32 in Kontakt mit der leitenden Grundplatte 31 in Querrichtung zur Laufrichtung der Platten 5 erstrecken und in der ein Wärmeübertragungsfluid 33 zirkuliert. Die Enden jeder der genannten Leitungen 32 sind über Eingangsanschlüsse 34 und Ausgangsanschlüsse 35, die durch die Längswände des Kühlgehäuses 1 hindurchgehen, mit einem Kreislauf 100 zur Wärmeaufnahme mittels Leitung verbunden. Die beiden Lagerungen 6.1 und 6.2 des Förderers 6 erstrecken sich in Nuten 36.1 und 36.2, die in der leitenden Grundplatte 31 ausgebildet sind. Die so angeordnete Grundplatte wird während der Bewegung der Platten 5 durch das Kühlgehäuse 1 in Kontakt mit der Unterseite der Platten 5 platziert. Durch ihre Pilgerschrittbewegung sind die Lagerungen in diesem Fall zwischen einer von der Grundplatte leicht vorstehenden Position, in der sich die Platten etwas oberhalb der Grundplatte befinden, und einer in die Grundplatte eingefahrenen Position beweglich, in der die Platten auf der Grundplatte aufliegen. Das Kühlgehäuse 1 enthält ferner Mittel zur Wärmerückgewinnung mittels Leitung in Form eines zweiten wärmeleitenden Ableitelements 37, das oberhalb der Platten 5 an der Oberseite des Kühlgehäuses 1 angebracht ist. Dieses Ableitelement 37 hat eine Struktur, die identisch zu der der leitenden Grundplatte 31 ist, und enthält ferner wärmeleitende Leitungen 32 zum Zirkulieren des Wärmeübertragungsfluids 33, steht aber mit einer Oberseite der Platten 5 in Kontakt.
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Unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 werden nachstehend der Kreislauf 50 zur Wärmeaufnahme mittels Strahlung und der Kreislauf 100 zur Wärmeaufnahme mittels Leitung beschrieben. Obgleich die Figuren nur die Kreisläufe zur Wärmeaufnahme zeigen, die sich unterhalb der vorbeilaufenden Platten 5 befinden, sind die Eingangsanschlüsse 23 und die Ausgangsanschlüsse 24 der Mittel zur Wärmeaufnahme mittels Strahlung, die sich oberhalb der vorbeilaufenden Platten 5 befinden, ebenfalls mit dem Kreislauf 50 zur Wärmeaufnahme mittels Strahlung verbunden, und die Eingangsanschlüsse 34 und die Ausgangsanschlüsse 35 der Mittel zur Wärmeaufnahme mittels Leitung, die sich oberhalb der vorbeilaufenden Platten 5 befinden, sind ebenfalls mit dem Kreislauf 100 zur Wärmeaufnahme mittels Strahlung verbunden.
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Der Kreislauf 50 zur Wärmeaufnahme mittels Strahlung ist ein geschlossener Kreislauf, der eine Leitung 51 enthält, die in Zirkulationsrichtung des Fluids, die in der Leitung 51 durch Pfeile dargestellt ist, in Fluidverbindung mit einer Pumpe 52 zur Zirkulation des Wärmeübertragungsfluids 22 steht, einen Verteiler 53 zum Versorgen der Eingangsanschlüsse 23, einen Kollektor 54, Ausgangsanschlüsse 24 sowie einen Wärmetauscher 55. Die Pumpe 52 liefert somit Wärmeübertragungsfluid 22 an die wärmeleitenden Leitungen 21, die in dem Kühlgehäuse 1 angeordnet sind. Beim Durchlauf durch die wärmeleitenden Leitungen 21 speichert das Wärmeübertragungsfluid 22 die abstrahlende Wärme, die von den vorbeilaufenden Platten 5 abgegeben wird und tritt über die Ausgangsanschlüsse 24 in den Kollektor 54 aus. Das Wärmeübertragungsfluid 22 – in diesem Fall reines Wasser – kann während seiner Erwärmung vollkommene oder teilweise Phasenänderungen durchmachen und kann somit ein Gas (Wasserdampf) und eine Flüssigkeit (Wasser) oder nur eine dieser beiden Phasen enthalten. Das Wärmeübertragungsfluid 22 wird dann in Richtung des Wärmetauschers 55 geleitet, in dem es die gespeicherte Strahlungswärme auf einen Heizkreis 60 überträgt. Am Ausgang des Wärmetauschers 55 kehrt das Wärmeübertragungsfluid 22 zum Eingang der Pumpe 52 zurück.
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Der Kreislauf 100 zur Wärmeaufnahme mittels Leitung ist ein geschlossener Kreislauf, der eine Leitung 101 umfasst, die in Fluidzirkulationsrichtung, die in der Leitung 101 durch Pfeile dargestellt ist, – in Fluidverbindung mit einer Pumpe 102 zur Zirkulation des Wärmeübertragungsfluids 33 steht, einen Verteiler 103 zum Versorgen der Eingangsanschlüsse 34, einen Kollektor 104 der Austrittsanschlüsse 35, eine Expansionsturbine 105 sowie einen Kondensator 106. Die Pumpe 102 liefert folglich Wärmeübertragungsfluid 33 an die wärmeleitenden Leitungen 32, die sich in der leitenden Grundplatte 31 und den Ableitmitteln 37 erstrecken. Beim Durchlauf durch diese Leitungen 32 speichert das Wärmeübertragungsfluid 33 Leitungswärme und tritt erwärmt über die Ausgangsanschlüsse 35 in den Kollektor 104 ein. Das Wärmeübertragungsfluid 33 – in diesem Fall reines Wasser – kann während seiner Erwärmung vollkommene oder teilweise Phasenänderungen durchlaufen und enthält folglich ein Gas (Wasserdampf) und eine Flüssigkeit (Wasser) oder enthält nur eine der beiden Phasen. Das Wärmeübertragungsfluid 33 wird dann in Richtung der Expansionsturbine 105 geleitet, die den verdampften Teil des Wärmeübertragungsfluids 33 in mechanische Arbeit und Elektrizität umwandelt, wenn die genannte Turbine eine elektrische Maschine, wie z. B. einen Wechselstromgenerator, antreibt. Am Ausgang der Expansionsturbine 105 wird das Wärmeübertragungsfluid 33 in Richtung des Kondensators 106 geleitet, bevor es erneut durch die Pumpe 102 läuft.
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Während des Betriebs veranlasst die Vorrichtung, dass die Platten 5 durch das Kühlgehäuse 1 mittels der Lagerungen 6.1 und 6.2 des Förderers 6 laufen. Beim Durchlauf durch die Kühlbereiche A und B des Gehäuses 1 übertragen die Platten 5 einen Teil ihrer Wärme durch Strahlung an die wärmeleitenden Leitungen 21, die oberhalb und unterhalb der vorbeilaufenden Platten 5 im Bereich A und oberhalb der vorbeilaufenden Platten 5 im Bereich B angeordnet sind. Die wärmeleitenden Leitungen 21 übertragen diese Wärme auf das Wärmeübertragungsfluid 22, das durch diese hindurchläuft und das dann diese Wärme auf den Heizkreis 60 im Austauscher 55 überträgt. Am Ausgang des Bereichs A treten die Platten 5 – in denen die Temperatur im Wesentlichen von einer Temperatur von im Allgemeinen 900°C bis 1400°C auf eine Temperatur von im Allgemeinen 400°C bis 800°C gefallen ist, – in den Kühlbereich B, in dem die genannten Platten auf einer leitenden Grundplatte 31 aufliegen, die deren Wärme durch Leitung aufnimmt und sie auf das Wärmeübertragungsfluid 33 übertragt, das in den Leitungen 32 zirkuliert, die durch die leitende Grundplatte 31 hindurch verlaufen. Im Kühlbereich C kommt die Oberseite der Platten 5 – die immer an der leitenden Grundplatte 31 anliegt – mit dem Ableitelement 37 in Kontakt, das ebenfalls die Wärme aus den Platten durch Leitung aufnimmt und die Wärme auf das Wärmeübertragungsfluid 33 über die Leitungen 32, die durch dieselbe hindurchgehen, überträgt. Zu dem Zeitpunkt, zu dem sie den Ausgang 4 des Kühlgehäuses 1 erreichen, haben die Platten 5 den größten Teil ihrer Wärme auf die Wärmerückgewinnungsmittel 20 und 30 übertragen.
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Während ihres Durchlaufs durch das Kühlgehäuse 1 wärmen die Platten 5 die Wärmeübertragungsfluide 22 und 33 des Kreislaufs 50 zur Wärmeaufnahme mittels Strahlung und des Kreislaufs 100 zur Wärmeaufnahme mittels Leitung wieder auf. Das Fluid 22 überträgt dann seine Wärme im Wärmetauscher 55 auf einen Heizkreis 60, ehe es zur Pumpe 52 zurückkehrt, wenn sich die gasförmige Phase des Fluids 33 in der stromerzeugenden Turbine 105 ausdehnt. Das Fluid 33 fließt dann in einen Kondensator 106, ehe es zur Zirkulationspumpe 102 zurückkehrt.
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Die Bedingungen, unter denen die vorbeilaufenden Platten 5 in dem Kühlgehäuse 1 gekühlt werden (z. B. die Abkühlgeschwindigkeit) werden hauptsächlich durch Einstellen der folgenden Parameter gesteuert:
- – jeweilige Längen der Kühlbereiche A, B und C;
- – Laufgeschwindigkeit der Platten 5;
- – Natur und thermodynamische Parameter (einschließlich Temperatur, Fließgeschwindigkeit und Druck) der Wärmeübertragungsfluide 22 und 33.
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So erhält man eine Vorrichtung, die in der Lage ist, das Abkühlen fester Produkte zu steuern, indem sie es ermöglicht, deren Abkühlgeschwindigkeit zu steuern und/oder die Zeit zu verkürzen, während der die Produkte im Kühlgehäuse der Vorrichtung verweilen.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und umfasst stattdessen alle anderen alternativen Ausführungsbeispiele, die in den Schutzumfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, fallen.
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Insbesondere:
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- – obgleich die Ableitelemente (leitende Grundplatte 31 und Ableitelement 37) in dem vorliegenden Dokument eine Oberfläche haben, die vollständig mit den vorbeilaufenden Platten in Kontakt steht, können diese Kontaktflächen vorteilhafterweise unterteilt sein, um die in Kontakt stehenden Flächen und somit die Reibungskräfte zwischen den genannten Flächen und den vorbeilaufenden Platten 5 zu verringern. Die genannten Oberflächen können beispielsweise eine Vielzahl voneinander getrennter zylindrischer Vorsprünge 38, wie sie z. B. in den 8 bis 10 gezeigt sind, Metallbürsten oder eine wellige Oberfläche enthalten;
- – obgleich es sich bei den Wärmeübertragungsfluiden 22 und 33 in dem vorliegenden Dokument um reines Wasser handelt, betrifft die Erfindung auch andere Arten von Wärmeübertragungsfluiden, wie z. B. Natrium, Öl oder Wasser mit einem Zusatz wie z. B. Propylenglykol;
- – obgleich in dem vorliegenden Dokument die Wärmeübertragungsverbindung, die die Mittel 20 zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung mit den wärmeleitenden Leitungen 21 zur Zirkulation des Wärmeübertragungsfluids 22 verbindet, mit diesen Leitungen zusammengefügt ist, betrifft die Erfindung auch Mittel zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung, die getrennt von den Leitungen zur Zirkulation des Wärmeübertragungsfluids sind, wie z. B. Lamellen, die die Wärme durch Strahlung aufnehmen und sie durch Leitung an eine Leitung übertragen, an der die Lamellen beispielsweise durch Schweißen befestigt sind;
- – obgleich in dem vorliegenden Dokument der Kreislauf 50 zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung die Wärme des Kreislaufs an einen Heizkreis 60 überträgt, betrifft die Erfindung auch einen Kreislauf zur Wärmerückgewinnung mittels Strahlung, der andere Vorrichtungen wie z. B. eine Expansionsturbine oder einen Wärmetauscher mit dem Kreislauf 100 versorgt;
- – obgleich in dem vorliegenden Dokument die Ableitelemente aus Stahl hergestellt sind, betrifft die Erfindung ebenso Ableitelemente, die aus irgendeinem anderen Material hergestellt sind, wie z. B. Kupfer oder irgendein anderes Metall, Glas usw.;
- – obgleich in dem vorliegenden Dokument die festen Produkte vorbeilaufende Metallplatten 5 sind, betrifft die Erfindung auch andere feste Produkte, wie z. B. kontinuierlich vorbeilaufende gewalzte Produkte, statische feste Produkte oder nichtmetallische Produkte wie z. B. Glas, Kunststoff, Schlacke, Biomasse, Mineral- oder Agrarlebensmittelprodukte.
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Die Erfindung betrifft ein Ableitelement in Form eines festen Elements, eine Gruppe von zerteilten Feststoffen, wie z. B. ein Pulver oder Körner, ein – beispielsweise elastisch – verformbares Produkt oder ein viskoses flüssiges Produkt.
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Die Grundplatte kann zwischen einer ersten Stellung zum Tragen der Platten und einer zweiten Stellung, in der die Platten auf dem Förderer aufliegen, bewegt werden. Im Falle eines verformbaren Festkörpers oder einer viskosen Flüssigkeit können die Befestigungen eine feste Höhe haben.
