DE2345721C2 - Reinigungseinrichtung eines Kühlers für mit Feststoffen beladene Gase - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung eines Kühlers für mit Feststoffen beladene Gase, insbesondere zum Abkühlen von heißen Rauchgasen an Umgebungsluft, mit flachen, etwa parallel zueinander in Reihen angeordneten Kältefächern, durch die ein Kühlmedium geleitet wird und zwischen denen sich in der Reihe Kühlräume befinden, durch die das zu kühlende Gas geleitet wird, und mit von oben in die Kühlräume hängenden Wischersträngen zum Abreinigen der etwa lotrecht ausgerichteten Oberflächen der die Kühlräume begrenzenden Wände von aus den ?u kühlenden Gasen abgelagerten Feststoffen.

Kühler der genannten Art werden dazu eingesetzt, heiße Rauchgase soweit abzukühlen, daß sie durch

ίο Staubfilter geleitet werden können, deren Filtermaterial die ursprünglichen Temperaturen der Rauchgase nicht ertragen würden. In diesen Filtern sollen die Rauchgase von dem mitgeführten Staub befreit werden. Allerdings setzt sich auch Staub ab aus den Gasen an den Kühlflächen der vorangeschalteten Gaskühler und es bilden sich schnellwachsende Staubschichten, die den Wärmeübergang verschlechtern und den Durchströmungswidersland der Kühler erhöhen. Wenn also die Wirkung der Gaskühler sichergestellt sein soll, müssen deren Kühlflächen periodisch abgereinigt werden.

Bei einem bekannten Kühler der anfangs genannten Art (DE-GM 19 79 726) besteht eine Einrichtung zum Abreinigen der Kühlflächen darin, daß oberhalb der Kühltaschen eine quer zu diesen verlaufende Welle gelagert ist, die über radiale Arme eine zw Welle parallele Stange trägt, an der Wischerstränge in Form von Gliederketten befestigt sind, die die Kühlräume zwischen <!en Kühltaschen nach unten freihängend durchragen und durch Schwenkbewegungen von Welle, Armen und Stange in schwingende Bewegung versetzt werden. Mit der schwingenden Bewegung bestreichen die Gliederketten die die Kühlräume begrenzenden Kühlflächen. Durch die aus Welle, Armen und Stange bestehende Schwenkeinrichtung werden also die oberen Enden der Gliederketten auf Kreisbögen um die Wellenachse geführt. Wenn die Gliederketten die gesamten Kühlflächen des Kühlers bestreichen sollen, muß die Länge der die genannten Kreisbögen abschließenden Sehnen etwa gleich der horizontalen Längsausdehnung der Kühltaschen und Kühlräume sein. Unter dieser Bedingung ergibt sich aus der Geometrie der Schwenkeinrichtung, daß deren Welle weit höher als die halbe Sehnenlänge über den Kühltaschen und den Kühlräumen liegen muß und daß die Ketten in ihrer Mittelstellung ebenfalls weit mehr als um die halbe Sehnenlänge unten aus den Kühlräumen hängen. Es ist nun leicht einzusehen, daß unter diesen Bedingungen die gesamte Bauhöhe des bekannten Kühlers sehr unvorteilhaft von der Längsausdehnung seiner Kühlräume und Kühltaschen bestimmt ist. Um die Bauhöhe in erträglichen Grenzen zu halten, wird man bei dem bekannten Kühler in der Praxis darauf verzichten müssen, mit den Gliederketten die gesamten Kühlflächen zu bestreichen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu überwinden und eine Reinigungseinrichtung für einen Gaskühler der anfangs genannten Art zu schaffen, dessen den Kühlräumen zugekehrte Kühlflächen periodisch und vollständig abgereinigt werden, und zwar mit einfachen und billigen Mitteln, die auch unter harten Betriebsbedingungen zuverlässig arbeiten und leicht zu handhaben sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Gaskühler wird nun an

Ausführungsbeispielen mit Hilfe der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen stellen weitgehend schematisch dar:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Gaskühler zum Abkühlen von heißen Rauchgasen auf für Filtermaterial verträgliche Temperaturen;

F i g. 2 teilweise einen Längssch 'in durch den Gaskühler nach F i g. 1 und teilweise eine Ansicht der dem Schnitt parallelen Längsseite:

F i g. 3 die Ansicht einer einzelnen, vorgefertigten, ein Kältefach biklenden Kühltasche, die in einem Gaskühler nach den Fig. 1 und 2 eingebaut sein kann und deren dargestellte Seite, wenn eingebaut, zum Querschnitt nach F i g. 1 etwa parallel liegt:

Fig.4 die Ansicht einer offenen Stirnseite der Kühltasche nach F i g. 3;

Fig. 5 einen vergrößerten Teilquerschnitl im Gaskühler vertikal durch die Kühltasche nach den F i g. 3 und4;

Fig. 6 einen vergrößerten Teillängsschnitt im Gaskühler horizontal durch Mündungsränder der Kühltasche nach den F i g. 3 bis 5 in dem durch VI in F i g. 3 näher bezeichneten Bereich von Versteifungssicken;

Fig. 7 einen vergrößerten Ausschnitt aus einem Horizontalschnitt durch einen Gaskühler nach den F i g. 1 und 2, in den Kühltaschen nach den F i g. 3 bis 6 eingebaut sind, mit der Darstellung einer vorteilhaften Ausführungsform der Mündungen dieser Kühltaschen in Schlitzen zwischen gitterbildenden Rahmenstücken und der Stirnwände der zwischen den Kühltaschen liegenden Kühlräume; und

F i g. 8 einen vergrößerten Ausschnitt aus einem vertikalen Querschnitt durch die Mündungen der Kühltaschen in der Ausführungsform nach F i g. 3, etwa dem mit VIII näher bezeichneten Ausschnitt nach Fig. 1 entsprechend.

Das Gasfilter nach den Fig. 1 und 2 weist etwa rechteckige Kühlfächer 1 und Kühlräume 2 auf. die einander abwechselnd in einer Reihe angeordnet sind, einen »Sandwich« bilden und einen etwa quaderförmigen Raum zwischen einem Grundrahmen 3 und einem Deckrahmen 4 ausfüllen. Bei den Käliefächern 1 und Kühlräumen 2 handelt es sich um lange und hohe, jedoch sehr schmale Durchströmungskanäle, die nicht unmittelbar miteinander in Verbindung stehen und den durch sie zu leitenden Fluiden große Berührungsflächen bieten. Die vorderen und hinteren Stirnseiten der Kältefächer sind offen und enden in Mündungen 5 und 6 an der vorderen und hinteren Seitenfläche des genannten quaderförmigen Raums. Von den Kühlräumen sind die oberen und unteren Stirnseiten offen, die Mündungen 7 und 8 an den oberen und unteren Seitenflächen des quaderförmigen Raums bilden. Hingegen sind die Kältefächer nach oben und unten und die Kühlräume längs ihrer vorderen und hinteren Stirnseiten geschlossen.

Eine Reihe von Axialgebläsen mit Elektromotor 12, Schaufelkranz 13 und Haube 14 überdecken etwa die obere Hälfte aller Mündungen 5, eine andere Reihe 15 gleicher Axialgebläse die untere Hälfte aller Mündungen 6 der Kältefächer und blasen im Betrieb Luft als Kühlmedium durch diese Fächer. Da die beiden Reihen von Gebläsen einander entgegenblasen und Strömung im Kurzschluß vermieden werden soll, befinden sich in den Kältefächern Leitelemente 16 in Höhe zwischen beiden Reihen. Je nach den Verhältnissen am Betriebsort kann es zweckmäßig sein, die beiden Gebläsereihen 11 und/oder 15 auf einer Seite übereinander anzuordnen so, daß sie in die gleiche Richtung blasen, oder die eine Gebläsereihe wegzulassen, die entsprechenden Mündungen 5 oder 6 zu schließen und den Luftstrom aus der verbleibenden Reihe von Gebläsen innerhalb der

ϊ Kältefächer durch leitende Einbauten um- und zurückzulenken. Im dargestellten Beispiel besteht im Betrieb Kreuzstrom zwischen den zu kühlenden Gasen und der Kühlluft. Die typischen Nachteile von Kreuzstrom, nämlich ungleichmäßige Wärmeverteilung, sind durch

in die Aufteilung der Kühlluft in zwei entgegengesetzte Ströme weitgehend vermieden.

Die zu kühlenden Rohgase strömen im Betrieb vorzugsweise von den oberen Mündungen 7 zu den unteren Mündungen 8 durch die Kühlräume. Umgekehr- > te Rohgasströmung wäre möglich.

Eine auf dem Deckrahmen aufgebaute Haube 17 überdeckt die oberen Mündungen 7 und umschließt den Zustrom der Rohgase. Eine sich an den Grundrahmen 3 anschließende Wanne, die den Rohgasstrom vcn den

jo unteren Mündungen 8 aus dem Kühler zu leiten hat. ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Diese Wanne sollte übrigens ktgelig nach unten in einer Auslaßvorrichiung enden, damit sich in ihr die in den Kühlräumen 2 abgeschiedenen Feststoffteilchen sammeln und periodisch daraus abgezogen werden können.

Unter der Dachhaube 17 und den Kältefächern 1 und Kühlräumer, 2 befinden sich zwei Schienenstränge 21 und 22, die an den St;itenwänden der Deckhaube oder am eigenen Traggestell befestigt sein können. Sie

3d verlaufen etwa pa-allel zu den Längsseilen von Kältefächern und Kühlräumen. Im dargestellten Beispiel besteht jeder Schienenstrang aus einer einfachen Winkelprofilschier.e, deren einer Schenkel etwa horizontal verläuft. \uf jedem Schienenstrang rollen im Betrieb ein Paar von Rädern 23 mit dem Schienenprofil angepaßlen Laufsohlen ab. Die Radpaare sind in je einem Fahrgestell 24 und 25 drehbar gelagert. Ein Querträger 26 verbindet beide Fahrgestelle. Räder. Fahrgestelle und Querträger bilden zusammen einen Schleppwagen 27 Am Querträger ist eine Reihe von Gliederketten 28 mit ihren einen Enden etwa um gleichen Abstand von einander entfernt befestigt. Der Abstand der Ketten entspricht etwa dem mittleren Abstand der Kühlräume voneinander. Die Dicke der Kcuen ist kleiner als die Breite der Kühlräume und so gewählt, daß die Ketten, quer durch die Kühlräume geführt, dynamisch nacheinander an die eine und die andere begrenzende Seitenwand stoßen und dicke Staubschichten davon abwischen. Die Ketien sollen im Ruhezustand vorzugsweise um ein weniges aus den unteren Mündungen 8 heraushängen. Statt der Gliederketten könnten Seile oder andere Wischerstränge, vorzugsweise Drahtseile, zur Anwendung kommen. Drahtseile müßten allerdings durch an die unteren Enden angehängte Gewichte unter Zugspannung gesetzt sein, was bei Gliederketten nicht unbedingt nötig ist, wenn sie genügend Eigengewicht aufweisen.

Es wäre auch möglich und zum Abreinigen stark haftender Schmutzschichten vorteilhaft, nicht nur die oberen Enden der Gliederketten 28 oder besser der Drahtseile, sondern auch die im dargestellten Beispiel freien unteren Enden an einen nicht dargestellten unteren Wagen, der sich in der an den Grundrahmen 3 anschließenden Wanne befindet, zu binden und den unteren Wagen in der gleichen Richtung wie den oberen Schleppwagen 27 zu führen. Zweckmäßigerweise würde bei dieser nicht dargestellten Ausführungsform die Bewegung des unteren Wagens mit derjenigen des

oberen Wagens synchronisiert.

Am Schleppwagen 27, vorzugsweise an dessen Querträger 26 oder an den Fahrgestellen 25 und/oder 26 greifen Zugelemente 31 und 32, vorzugsweise Drahtseile oder Ketten an, die sich entlang der Schienenstränge 21 und 22 in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Sie sind über Umlenkrollen 33 und 34 außerhalb der Deckhaube 17 und über diese hinweggeführt und vereinigen sich im dargestellten Beispiel zu einer in sich geschlossenen Zugschleife 35. Mindestens eine der Umlenkrollen ist an eine nicht dargestellte Antriebsmaschine angeschlossen und schleppt, im Betrieb drehend, durch Reibung oder, im Fall von Ketten als Zugelemente, auch durch Formschluß die Zugschleife und den daran angeschlossenen Wagen über die Schienenstränge-
Statt daß die Zugelemente 31 und 32 ineinander übergehen, könnten sie auch in einander gegenläufigen Wickeln enden, die auf angetriebenen Achsnaben sitzen, im Betrieb der nicht dargestellten Ausführungsform wickelt abwechselnd die eine Achsnabe ein Stück des einen Zugelements auf, die andere Achsnabe ein gleiches Stück des anderen Zugelements ab und umgekehrt.

Wenn die Reihe der Kältefächer 1 und Kühlräume 2 sehr lang ist. muß auch der Querträger 26 sehr lang und der Wagen 27 entsprechend breit sein. Damit ein breiter Wagen in den Schienensträngen nicht verkantet, sondern leichtgängig bleibt, sollten an ihm zwei vorzugsweise gleiche Zugschleifen 35 eingreifen, und zwar je eine in der Nähe jedes Fahrgestells 24 und 25. Einander entsprechende Umlenkrolten 33 und/oder 34 beider Zugschleifen sind in diesem Fall untereinander vorzugsweise durch eine Kopplungswelle 36 synchronisiert.

Das über die Dachhaube 17 hinweggeführte Trum der Zugschleife 35 verläuft vorzugsweise in einer nicht dargestellten U-Profilschiene und trägt einen Schaltnocken mit /wei Anschlagflächen 37 und 38. Anstelle eines solchen Schaltnockens könnten auch zwei von einander getrennte Schaltnocken mit je einer Anschlagfläche 37 und 38 an der Zugschleife befestigt sein Jede Anschlagflache ist einem Endschalter 39 und 40 zugeordnet, derart, daß die Summe der Abstände der Anschlagflächen von den ihnen zugeordneten Endschaltern etwa der horizontalen Seitenlänge der Kühlräume 2 entspricht. Wenn die Anschlagflächen des Schaltnokkens durch die Zugschleife zum Angriff an den ihnen zugeordneten Endschaltern gebracht werden, bewirken diese eine Richtungsumkehr des Betriebs der Antriebsm?schine und damit eine Bewegungsumkehr von Zugschleife 35 und Wagen 27.

Antriebsmaschine und Endschalter sind vorzugsweise elektrischer Art. könnten aber beispielsweise auch pneumatisch oder hydraulisch arbeiten. Zu dem Antriebssystem für den Schleppwagen gehören bei den meisten Ausführungsformen zusätzliche Getriebe und eine Schaltuhr, die periodisch das Antriebssystem in Gang setzt und wieder abschaltet und so den Abreinigungsvorgang steuert

Der Abreinigungsvorgang besteht darin, daß sich die Gliederketten 28, geschleppt vom Wagen 27, quer durch die Kühlräume 2 hin- und herbewegen, dabei von den Oberflächen der Seitenwände Ablagerungen abwischen, dynamisch durch Schlenkerbewegungen gegen diese Seitenwände schlagen und so die Reste der Ablagerungen abklopfen- Bei rechteckigen Seitenwänden der Kühlräume und voller Ausdehnung der oberen Mündungen 7 über die gesamte horizontale Seitenlänge dieser Kühlräume können also die Ketten die Seilcnwände vollständig bestreichen, ohne daß davon die Bauhöhe der Dachhaube 17 und des genannten Kühlers τ wesentlich bestimmt wäre. Die Höhe der Dachhaube richtet sich vielmehr nach den Bedingungen der Gasführung.

Bei der Ausführungsform des Gaskühlers nach den Fig. 3 bis 8 sind die Kältefächer durch Kühltaschen 41

ίο gebildet, die vor dem Aufbau des Gaskühlers einzeln fertiggestellt werden. Die Seitenwände dieser Kühltaschen begrenzen nach dem Aufbau des Gaskühlers gemäß F i g. 7 dessen Kühlräume 42.

Ihre äußeren Oberflachen bilden die Kühlflächen, an

is denen sich die Gase abkühlen und Feststoffe absetzen. Selbstverständlich konnten auch umgekehrt die Kuhlräume in Form von flachen Kanalrohren vorfabriziert und die Kältefächer durch den Aufbau des Gaskühlers bestimmt sein. Eine dritte Möglichkeit, den Gaskühler nach den Fig. I und 2 aufzubauen, besteht dann, die Trennwände zwischen Kältefächern 1 und Kühlräumen 2 ohne vorausgehende Vereinigung zu Bauelementen höherer Ordnung unmittelbar durch Flachmatenal zu bilden. Das an den F ι g 2 bis 8 dargestellte Ausführungsbeispiel hat aber erhebliche Vorteile gegenüber den nicht zeichnerisch erläuterten Ausführungsformen.

Die Kühltasche nach den Fig. 3 bis 6 besteht im

wesentlichen aus einem oder zwei etwa gleichen rechteckigen Formblechen 43, von denen abgekantete Randstreifen durch unterbrochene oder durchgehende Schweißnähte 44 miteinander verbunden sind. Die Bleche umringen nach Art von Rohren einen im Querschnitt etwa rechteckigen, sehr flachen Kanal. Die freien Ränder der Fläche bestimmen einander gegenüberliegende, offene Stirnseiten, die eine vordere und eine hintere Mündung 45 und 46 der im Gaskühler eingebauten Kühltasche bilden. Aus den abgekanteten Randstreifen bestehende Stirnwände 47 und 48 schließen den Kanal der Kühltasche im Gaskühler oben und unten gegen die zu kühlenden Gase ab.

In jeder der beiden, aus den Formblechen 43 bestehenden Seitenwänden befindet sich je eine Reihe von Versteifungssicken 51 und 52. die einander gegenüber liegen und paarweise an ihren Rändern

miteinander durchgehend oder unterbrochen verschweißt sein können. Jedes Paar einander berührender und miteinander verschweißter Sicken bildet im Kanal der Kühltasche 41 eine Längsrippe. Die mittlere dieser Rippen kam im Gaskühler nach den F i g. 1 und 2 als

Leitelement 16 dienen. Die Sicken reichen nicht von Mündung 45 zu Mündung 46, sondern laufen vorher in den ebenen Sciienwandteilen aus, derart, daß flache Randstreifen 53 und 54 an den Mündungen verbleiben.

Wenn die Kühltaschen 41 in einem Gaskühler eingebaut sind, liegen die Randstreifen gemäß der Darstellung in den Fig.7 und 8 an zueinander etwa parallelen Oberflächen von Rohren 55 mit etwa rechteckigem Querschnitt an. Eine U-Profilleiste 56 umgreift je ein Rohr, zwei Randstreifen verschiedener Kühltaschen und Dichtungsmassen 57 zwischen Rohr, Taschen und Leiste. Die Leiste wird durch Schrauben 58 am Rohr festgehalten. Einander benachbarte U-Profilleisten 56 begrenzen die Mündungen 45 und 46. die an die Si eile der Mündungen 5 und 6 im Gaskühler nach den F i g. 1 und 2 treten können. Diese Mündungen sind etwa rechteckig und schlitzartig langgestreckt. Die Kühltaschen werden gemäß Fig.8 oben und unten durch Winlcelprofflträger 58 gehalten, indem jeweils die

obere Stirnwand 47 bzw. die untere Stirnwand 48 (F i g. 3) durch rechtwinklig in die Mündungen gebogene Laschen 60 einer Deckleiste 61 hintergriffen werden. Die Deckleiste 61 ist mit ihren Laschen 60 nach Art eines Kamms geformt.

Am Ende der Reihe der Kühltaschen 41 und Kühlräume 42 wird jeweils der letzte Kühlraum von einer Gehäusewand oder von einer Kühltasche begrenzt. Wenn dies die Konstruktion von Stützpfeilern 62 und anderer Rahmenteil des Gehäuses des Kühlers

erfordert, umgreift das letzte Vierkant-Rohr 55 einer Reihe je ein die Stirnwand des letzten Kühlraums bildendes Abdeckblech 63 anstelle einer U-Profilleiste 56. Ansonsten bestehen die Stirnwände der Kühlräume im wesentlichen aus den Vierkant-Rohren 55, die auch einen Teil des Rahmens des Kühlergehäuses bilden und vorzugsweise am Winkelprofilträger 59 festgeschweißl sind. Beim Gaskühler nach den Fig. 1 und 2 können Winkelprofilträger nach F i g. 8 Teile des Deckrahmens 4 bzw. des Grundrahmens 3 sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Reinigungseinrichtung eines Kühlers für mit Feststoffen beladene Gase, insbesondere zum Abkühlen von heißen Rauchgasen an Umgcbungsluft, mit flachen, etwa parallel zueinander in Reihen angeordneten Kältefächern, durch die ein Kühlmedium geleitet wird und zwischen denen sich in der Reihe Kühlräume befinden, durch die das zu kühlende Gas geleitet wird, und mit von oben in die Kühlräume hängenden Wischersträngen zum Abreinigen der etwa lotrecht ausgerichteten Oberflächen der die Kühlräume begrenzenden Wandt von aus den zu kühlenden Gasen abgelagerten Feststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Enden der Wischerstränge (28) an einem Wagen (27) befestigt sind, der etwa senkrecht zur Reihe der Kühltaschen (41) und Kühiräume (42) und etwa parallel zu den abzureinigenden Oberflächen (43) geführt ist.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen (2) zwei Radpaare (23) aufweist, die auf zwei zueinander etwa parallelen Schienensträngen (21, 22) abrollen, die über den Stirnseiten (47) der Reihe der Kühltaschen (4!) und Kühlräume (42) und diesen Slirnseiten entlang angeordnet sind, daß Querträger (26) die beiden Radpaare miteinander verbinden und die von ihnen frei herabhängenden Wischerstränge in Form von Gliederketten (28) halten, und daß am Fahrgestell (25) mindestens eines der Radpaare eine Zugschleife (35) angreift, die über vorzugsweise außerhalb des Gehäuses des Kühlers angeordnete Umlenkrollen (33,34) geleitet ist, von denen eine mit einem Antriebsmittel in Verbindung steht.

3. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zugschleife Schaltmiitel (37, 38) befestigt und entlang der Zugschleife im Wirkungsbereich der Schaltmitte] zwei Endschalter (39, 40) angeordnet sind, die den Antriebsmitteln derart zugeordnet sind, daß sie, von den Schahmitteln betätigt, eine Richtungsumkehr des Antriebs der Zugschleife bewirken.

4. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Fahrgestell freie Trum jeder Zugschleife außerhalb des Gehäuses (17) des Kühlers geführt ist und als Schaltmittel mindestens einen Schaltnocken (37,38) aufweist, daß die Endschalter ebenfalls außen am Kühlergehäuse angeordnet sind und daß die Summe der Abstände der Endschalter von den ihnen zugeordneten Schaltnocken insgesamt kleiner oder etwa gleich der durch die oberen Stirnseiten der Kühltaschen bestimmte Länge der Mündungen der Kühlräume ist.

5. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch ein Zeitschaltwerk, das die Antriebsmittel periodisch ein- und auszuschalten bestimmt ist.