DE2807612A1

DE2807612A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE2807612A1
Application number: DE19782807612
Authority: DE
Inventors: Alain Chielens; Leon Delescluse
Original assignee: Fives Cail Babcock SA
Current assignee: Fives Cail Babcock SA
Priority date: 1977-02-22
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1978-08-24
Also published as: BR7800969A; FR2381266A1; DK80278A

Description

Die Erfindung betrifft umlaufende Wärmetauscher mit in Längsrichtung verlaufenden Kammern, welche durch radiale, einerseits mit dem Mantel und andererseits mit einem zentralen Rohr verbundene Trennwände gebildet sind. Diese Wärmetauscher, die auch als Wärmetauscher mit Kreuzverstrebung (Schangeurs a croisillons) bezeichnet werden, können selbständig oder ein Teil eines Drehofens zum Trocknen, Kochen oder Rösten von Feststoffen sein, die im Gegenstrom zu den Heizgasen zirkulieren. Es existieren zahlreiche Ausführungen von umlaufen-

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den Wärmetauschern, die in Längsrichtung abgeteilt sind, wobei es diese Anordnung ermöglicht, die Wärmetauschflächen in nennenswerter Weise zu vergrößern infolge der Zerkleinerung der Feststoffe und ihrer Verteilung auf die verschiedenen Kammern, Gemäß einer Ausführungsform sind die Trennwandbleche nur mit ihren Außenkanten am Mantel des Wärmetauschers befestigt, während sich ihre Innenkanten aneinander über ein zwischenliegendes Verlängerungselement frei abstützen, um die Wärmeausdehnungen möglich zu machen. Diese fliegende Anordnung bringt den Uachteil mit sich, daß an der Befestigungsstelle am Mantel große Spannungen auftreten, wobei die .Bruchgefahr umso größer ist, je größer der Durchmesser des Ofens ist.

Es sind auch Wärmetauscher mit einem zentralen Rohr bekannt, das dazu vorgesehen ist, den von den Gasen mitgeführten oder von diesen in Zyklonen oder anderen Rauchgasreinigern getrennten Staub in den Ofen zurückzuführen. Dieses zentrale Rohr ist an seinem inneren Ende geschlossen, damit die Gase dort nicht eindringen können, und weist Schnecken oder Flügel auf, um den Staub zu fördern, der seitlich entfernt und über zwischenliegende, freitragend am Ende des Rohres befestigte Rutschen in eine ruhige Zone wiedereingeführt wird₉ die schon ausreichend erhitzt ist«

Dieses zentrale Rohr ist in seiner lage durch die Trennwandbleche des Wärmetauschers gehalten, die vorzugsweise tangen-

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tial am Rohr befestigt sind; dadurch kann dem Rohr unter der Einwirkung der Wärmeausdehnung eine Drehbewegung aufgezwungen werden. Infolge der starren Verbindung zwischen den Trennwandblechen und dem zentralen Rohr ruft die Ausdehnung hohe Spannungen hervor, die die Lebensdauer des Wärmetauschers beeinträchtigen.

Die Erfindung vermeidet diese verschiedenen Nachteile und ermöglicht den Aufbau von Wärmetauschern mit zentralem Rohr und längsverlaufenden Kammern. Piese Wärmetauscher können jeden Durchmesser einschließlich sehr großer Durchmesser aufweisen und wirksam alle Wärmespannungen aufnehmen, denen derartige Geräte ausgesetzt sind, und zwar aufgrund der Tatsache, daß sie keinen freitragenden Aufbau und keine starre Verbindung zwischen Rohr und Trennwänden aufweisen» Diese stabile Konstruktion besitzt einen einfachen Aufbau ohne Montageschwierigkeiten mit einem Minimum an Schweißstellen.

Sie besteht darin, daß das zentrale Rohr durch Arme gehalten ist, die an diesem zentralen Rohr tangential angelenkt sind. Insbesondere können diese Arme an Kragen gelenkig befestigt sein, die das zentrale Rohr umspannen, und können mehrere Arme in ein und derselben radialen Ebene an ein und demselben Kragen angelenkt sein. An ihrem äußeren Ende können die Arme an am Mantel des Wärmetauschers angeschweißten Tragelementen angeschraubt sein_o Infolge dieses Aufbaues können sich die Arme frei ausdehnen, wobei dem Rohr durch tangenti-

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alen Druck eine Drehbewegung aufgezwungen wird, und wird jede Spannung an der Verbindung mit dem zentralen Rohr vermieden O

Die Trennwandbleche sind von den Armen getragen und an ihnen durch breit dimensionierte Bügel gehalten, wodurch eine Ausdehnung der Bleche gegenüber den Armen und umgekehrt der Arme gegenüber den Blechen in jeder Richtung ermöglicht ist.

Das zentrale Rohr ist an seinem inneren Ende durch einen Boden verschlossen, der mit einem breiten, das Ende des Rohres übergreifenden Rand dieses umschließt, und ein anderes Kennzeichen der Erfindung besteht in der Tatsache, daß die Rutschen für die Wiedereinführung des Staubes an diesem Rand befestigt sind. Sie sind außerdem an den Trennwandblechen durch breit dimensionierte Bügel gehalten und an der Mantelseite des Wärmetauschers an am Mantel angeschweißten Tragelementen angeschraubt. Diese Anbringung der Rutschen an dem das Rohr übergreifenden Rand und nicht am Rohr selbst, ermöglicht diesem, Drehbewegungen unter dem durch die Ausdehnung der Arme hervorgerufenen Druck durchzuführen, ohne daß Spannungen auf die Rutschen ausgeübt werden. Es ist also möglich, sie mit ihrem anderen Ende am Mantel dauerhaft zu befestigen und ihnen die erforderliche länge zu geben, damit sich die Öffnungen für die Wiedereinführung des Staubes am Umfang des Gerätes an der Peststoffböschung befinden, wie groß auch immer der Durchmesser des Ofens ist, weil die

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Rutschen ebenfalls über ihre ganze Länge durch Bügel an den Trennwandblechen gehalten sind.

Diese nahe dem Mantel angeordneten Öffnungen zur Wiedereinführung des Staubes sind in bekannter Weise, in Strömungsrichtung der feststoffe gesehen, zum Wärmetauscher hin gerichtet, d.h. in entgegengesetzter Sichtung zum Gasstrom, damit das Aufwirbeln des Staubes und seine Mitnahme durch die Gase vermieden wird.

längsverlaufende, an den Trennwandblechen angeschraubte Schutzabdeckungen, die zum Teil im Ziegelmauerschichtwerk des Mantels versenkt oder am zentralen Rohr angelegt sind, verstärken die Festigkeit der Trennwandbleche in Längsrich- , tung und bilden eine Sperre für das Eindringen des Staubes zwischen den Kammern.

Die Verbindung zwischen benachbarten Trennwandblechen erfolgt durch Ausfugmasse.

Ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher mit Kreuzverstrebung, welcher das an der Zufuhrseite für die Feststoffe befindliche Ende eines als

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Ganzes nicht gezeigten Drehrohrofens bildet; Pig. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 der Pig. 1; Pig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Pig. 1;

Pig. 4 eine Einzelheit der Pig. 2 in größerem Maßstabe; und

Pigο 5 eine Einzelheit der Pig. 1 in größerem Maßstabe.

In Pig» 1 ist ein Teil des Mantels 1 eines Drehrohrofens mit längsverlaufenden Trennwandblechen 2 veranschaulicht, welche den den genannten Wärmetauscher bildenden Teil abgrenzen und um ein zentrales Rohr 3 herum angeordnet sind. Die Peststoffe werden durch Zuführungs-Schraubenblätter 16 auf die verschiedenen Kammern 14 verteilt, und der in den Kreislauf wiedereingeführte Staub wird durch eine Rutsche in das zentrale Rohr 3 eingeführt, von Schraubenblättern in der Richtung der Pfeile 18 zum inneren Ende des Rohres mitgenommen, das durch einen Boden 12 verschlossen ist, und durch Wiedereinführungs-Rutschen 10 entfernt.

Im dargestellten Beispiel, wie auch ersichtlich aus den Piguren 2 und 3, ist der Mantel 1 innen durch Trennwandbleche in sechs Kammern 14 aufgeteilt, die auf Armen 4 aufliegen; diese sind tangential zum zentralen Rohr 3 angeordnet, einerseits an am Mantel 1 angeschweißten Tragelement 5 befestigt und andererseits mittels Achsen 6 an Kragen 7 angelenkt, die um das zentrale Rohr 3 herum festgeklemmt sind. Die Bleche

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sind an den Armen 4 mittels breit dimensionierter Bügel 8 gehalten.

Die Rutschen 10 für die Wiedereinführung des Staubes sind einerseits an dem das zentrale Rohr 3 übergreifenden Boden 12 und mit ihrem anderen Ende an den am Mantel 1 angeschweißten Tragelementen 5 befestigt. Sie sind an den Blechen 2 durch Bügel 15 gehalten und stehen mit dem Inneren des zentralen Rohres 3 durch Öffnungen 20 an dessen Umfang und mit den Kammern 14 durch Öffnungen 13 in Verbindung, die nahe dem Mantel 1 angeordnet sind. Längsverlaufende Blechabdeckungen 9 am zentralen Rohr 3» sowie gleiche Abdeckungen 9', die teilweise im zum Schutz für den Mantel 1 vorgesehenen feuerfesten Ziegelmauerwerk 19 versenkt sind, bilden Sperren gegen das Eindringen von Staub und erhöhen außerdem die Festigkeit der Trennwandbleche 2.

Die Arbeitsweise eines derartigen umlaufenden Wärmetauschers mit den im Gegenstrom zu den Peststoffen zirkulierenden Gasen ist bekannt und braucht daher nicht beschrieben zu werden.

In der Zeichnung ist ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Selbstverständlich können Varianten zur Anwendung kommen, sowohl in bezug auf die Zahl der Kammern und der Rutschen, als auch beispielsweise bezüglich der Art der Befestigung der Enden der Tragarme und der Rutschen

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zur Rückführung des Staubes an der Mantelseite oder am zentralen Rohr oder auch der Längsabdeckungen, und es wird der Rahmen der Erfindung nicht verlassen, wenn die beschriebenen Einrichtungen durch technisch gleichwertige ersetzt werden.

Derartige Wärmetauscher finden zahlreiche Anwendungen bei zu lösenden Aufgaben der Vorwärmung, der Trocknung oder Kühlung, insbesondere in der Kalk, Zement und Erze verarbeitenden Industrie.

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Claims

22. Februar 1978
Akte: P 23 490

Patentansprüche

1.) jUmlaufender Wärmetauscher, welcher durch sich zwischen dem Mantel des Wärmetauschers und einem zentralen Rohr und tangential zu diesem Rohr erstreckende Trennwandbleche in mehrere längsverlaufende Kammern aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwandbleche von tangential zum zentralen Rohr angeordneten Armen getragen sind, daß diese Arme mit ihren Außenenden am Mantel befestigt sindj, daß sie mit ihren Innenenden am zentralen Rohr angelenkt sind und daß die Trennwandbleche an den Armen mittels Bügel gehalten sindj, welche die Ausdehnung der Bleche in bezug auf die Arme zulassen»

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ORIGINAL INSPECTED

2.) Wärmetauscher nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Enden der Arme an Kragen angelenkt sind, welche am zentralen Rohr befestigt sind.

3.) Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere in ein und derselben Ebene angeordnete Arme an demselben Kragen angelenkt sind.

4.) Wärmetauscher nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme auf der Mantelseite des Wärmetauschers an an diesem Mantel angeschweißten Tragelementen angeschraubt sindo

5.) Wärmetauscher nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß das zentrale Rohr an seinem inneren Ende durch einen Boden mit einem Rand abgeschlossen ist, welcher dieses Rohr abdeckt und übergreift.

6.) Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß Rutschen zur Wiedereinführung von Staub, welche durch Öffnungen am Umfang mit dem zentralen Rohr in Verbindung stehen, am Rand des dieses Rohr übergreifenden Bodens befestigt sind.

7o) Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch g e -

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kennzeichnet , daß die Rutschen an den Trennwandblechen durch Bügel gehalten und an der Mantelseite des Wärmetauschers an an diesem Mantel angeschweißten Tragelementen angeschraubt sind«

80) Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Rutschen am Umfang des Wärmetauschers einen Abfluß durch eine Öffnung aufweisen, welche, in Strömungsrichtung der Feststoffe gesehen, stromaufwärts gerichtet ist«

9.) Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß längsverlaufende Schutzabdeckungen die Trennwandbleche auf der Mantelseite des Wärmetauschers und auf der Seite des zentralen Rohres unter Bildung von Abdichtungen verstärken.

10·) Wärmetauscher nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Abdeckungen auf der Mantelseite teilweise in das Ziegelmauerwerk versenkt sind.

11.) Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Verbindungsstellen der Bleche Ausfugmasse angeordnet ist.

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