DE2925649A1

DE2925649A1 - HEAT EXCHANGER FOR THE TRANSFER OF HEAT BETWEEN GAS-SHAPED MEDIA

Info

Publication number: DE2925649A1
Application number: DE19792925649
Authority: DE
Inventors: Gunnar Dipl Ing Stendahl
Original assignee: Stal Laval Apparat AB
Current assignee: Stal Laval Apparat AB
Priority date: 1978-07-04
Filing date: 1979-06-26
Publication date: 1980-01-17
Also published as: FR2430587A1; JPS558597A; GB2029950A; SE7807499L; SE428603B; GB2029950B

Description

Patentanwalt und Rechtsanwalt* Γ Z ' Z ZZ Z" Z "Z
Dr.-hg. Dipl.-Ing. Joachim Bo ecke r * 6 Frankfurt/Main 1 , 19.6.1979Patent attorney and lawyer * Γ Z 'Z ZZ Z "Z" Z
Dr.-hg. Dipl.-Ing. Joachim Boecker * 6 Frankfurt / Main 1, June 19, 1979

3Rathenauplatz2-8 ■ ß/d 20 683 P3Rathenauplatz2-8 ■ ß / d 20 683 P

_— Telefon: (0611)'282355 _- Telephone: (0611) '282355

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STAL-LAVAL Apparat AB Linköping / Schweden STAL-LAVAL Apparat AB Linköping / Sweden

Wärmeaustauscher zur Übertragung von Wärme zwischen gasförmigen Medien Heat exchangers for transferring heat between gaseous media

Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher zur Übertragung von Wärme zwischen gasförmigen Medien gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a heat exchanger for transmission of heat between gaseous media according to the preamble of claim 1.

Es besteht ein Bedarf an Wärmeaustauschern zur Übertragung von Wärme zwischen gasförmigen Medien, wobei man insbesondere den sogenannten regenerativen Wärmeaustausch ausnutzen möchte, bei dem also Wärme von einem warmen Medium auf ein Zwischenmedium und von diesem auf ein kaltes Medium übertragen wird, welches dabei erwärmt wird. Die Übertragung kann zwischen zwei beliebigen Gasen, zwischen einem Gas und Luft oder zwischen Luft und Luft erfolgen. Das Übertragungsmedium muß beständig gegen Wärme sein. Es gibt verschiedene solche Wärmeaustauscher, beispielsweise solche, bei denen Granulat mittels Gas in einem Behälter hochgeblasen wird, von wo aus das Granulat durch die Schwerkraft in einem Kanal zu einer anderen Einblasestelle für Gas herunterfällt, vonThere is a need for heat exchangers for transferring heat between gaseous media, in particular the would like to take advantage of so-called regenerative heat exchange, i.e. heat from a warm medium to an intermediate medium and is transferred from this to a cold medium, which is heated in the process. The transfer can be between any two Gases, between a gas and air or between air and air. The transmission medium must be resistant to heat. There are various such heat exchangers, for example those in which granules are blown up in a container by means of gas from where the granulate falls by gravity in a channel to another injection point for gas, from

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der es in eine zweite Kammer hochgeblasen wird, die mit der ersten Kammer in Verbindung steht. Zwischen diesen Kammern können somit Granulat und/oder Partikel unter regenerativem Wärmeaustausch transportiert werden. Hierbei besteht jedoch das Problem zu erreichen, daß eine solche Anordnung mit effektivem Wärmeaustausch arbeitet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit dem in einfacher Weise ein effektiver Wärmeaustausch zwischen den gasförmigen Medien erreichbar ist.which it is blown up into a second chamber that communicates with the first chamber. Between these chambers granulate and / or particles can thus be transported with regenerative heat exchange. Here, however, exists to achieve the problem that such an arrangement works with effective heat exchange. The invention has the task based on developing a heat exchanger of the type mentioned above with which an effective heat exchange can be achieved in a simple manner can be reached between the gaseous media.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Wärmeaustauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.To solve this problem, a heat exchanger according to the preamble of claim 1 is proposed, which according to the invention has the features mentioned in the characterizing part of claim 1. Advantageous developments of the invention are in the subclaims called.

Durch den Wärmeaustauscher nach der Erfindung erreicht man e.ine wirksame Wärmeübertragung von dem wärmeren Medium auf das Befct- i .terial, von wo aus die Wärme auf das zu erwärmende kalte Medium übertragen wird. Beispielsweise kann auf diese Weise Luft für verschiedene Arten von Verbrennungsanordnungen vorgewärmt werden.The heat exchanger according to the invention, e.ine efficient heat transfer from the warmer medium to the Befct- achieved .terial i is transmitted from where the heat to the cold medium to be heated. For example, air can be preheated in this way for different types of combustion arrangements.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigenBased on the embodiment shown in the figures, the Invention will be explained in more detail. Show it

Fig. 1 einen Wärmeaustauscher nach der Erfindung mit zweiFig. 1 shows a heat exchanger according to the invention with two

nebeneinanderliegenden Kammern, Fig. 2 in vertikaler Schnittansicht einen Teil der Ejektor-adjacent chambers, Fig. 2 in a vertical sectional view a part of the ejector

anordnung des Wärmeaustauschers, 909883/0725location of the heat exchanger, 909883/0725

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Flg. 3 eine Draufsicht auf die Darstellung in Fig. 2.Flg. 3 is a plan view of the illustration in FIG. 2.

Figur 1 zeigt zwei Kammern 1 und 2, wobei in den Boden der Kammer 1 ^Tuft an der mit dem Pfeil 3 bezeichneten Stelle eingeblasen wird, die (siehe Pfeil 3a) in den Boden eines Übertragungsmediums 4, das aus Pellets, Granulat oder Sand besteht, hineingeblasen wird und dieses während des Durchströmens in einem schwebenden Zustand hält (sogenanntes fluidisiertes Bett). Die durch das Übertragungsmedium 4 erwärmte Luft verläßt die Kammer an der durch den Pfeil 3b bezeichneten Stelle. Die an der Stelle des Pfeils 3 einströmende Luft kann eine Temperatur von beispielsweise O⁰C haben, während die an der Stelle des Pfeils 3b entweichende Luft eine Temperatur von 200⁰C haben kann. Der Kanal 5 für die Luft ist im Boden der Kammer 1 angeordnet, und um diesen herum ist ein Verbindungsweg 6 zum Übertragungsmedium in der Kammer 2 angebracht, wobei das Übertragungsmedium 7 der Kammer 2, das von gleicher Art ist wie das Übertragungsmedium 4, in dem Gerät nach unten und durch den Verbindungsweg 6 von unten in die Kammer 1 hineintransportiert vjird, und zwar durch die Ejektorwirkung der aus den Kanälen 5 austretenden Luft.Figure 1 shows two chambers 1 and 2, wherein in the bottom of the chamber 1 ^T runs in the direction indicated by the arrow 3. point blown is that (see arrow 3a) in the bottom of a transfer medium 4, which consists of pellets, granules or sand , is blown into it and keeps it in a floating state while it is flowing through (so-called fluidized bed). The air heated by the transmission medium 4 leaves the chamber at the point indicated by the arrow 3b. The air flowing in at the point of arrow 3 can have a temperature of, for example, ⁰ ° C., while the air escaping at the point of arrow 3b can have ^{a temperature of 200 ° C.} The channel 5 for the air is arranged in the bottom of the chamber 1, and around this a connection path 6 to the transmission medium in the chamber 2 is made, the transmission medium 7 of the chamber 2, which is of the same type as the transmission medium 4, in which The device is transported downwards and through the connecting path 6 from below into the chamber 1, namely by the ejector effect of the air emerging from the ducts 5.

Figur 2 zeigt genauer, wie die Verbindung ausgeführt ist. Der Kanal 5 mündet an der Stelle des Pfeils 8 in den Boden der Kammer 1,und um diesen Kanal ist der Verbindungsweg 6 für das Übertragungsmedium der Kammer 2 angeordnet. Während des Ein-Figure 2 shows in more detail how the connection is made. Of the Channel 5 opens into the bottom of chamber 1 at the point of arrow 8, and around this channel is the connecting path 6 for the Transmission medium of the chamber 2 arranged. During the

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blasens der Luft wird pulver-,granulat- oder pelletförmiges Medium durch den Verbindungsweg 6 von der Kammer 2 in den Boden der Kammer 1 gefördert. Auf diese Weise erhält man einen Austausch von wärmerem Übertragungsmittel aus der Kammer 2 gegen kälteres Übertragungsmittel aus der Kammer 1, da von der Kammer 1 in entsprechender Weise Übertragungsmittel in die Kammer 2 befördert wird. Das Einblasen der kalten Luft oder eines anderen kalten gasförmigen Mediums in den Wärmeaustauscher erfolgt durch die schmalen Kanäle 5 im unteren .„Teil der Kammer 1, die neben der Kammer 2 liegt. Auf gleiche Weise wird das heiße gasförmige Medium an der Stelle des Pfeils durch entsprechende Kanäle 10 in den Boden der Kammer 2 an der Stelle des Pfeils 11 geleitet und erzeugt in der Kammer 2 ein fluidisiertes Bett. Zweckmäßigerweise werden die Kanäle 5 und die entsprechenden Kanäle zu der anderen Kammer 2 abwechselnd einzeln oder in Gruppen nebeneinander verlegt. Dabei liegen also beispielsweise Dreiergruppen von Kanälen 5 mit Verbindungsweg 6 gemäß Figur 3 für kalte und warme Luft jeweils im Sinne von Figur 3 nebeneinander.blowing the air becomes powder, granulate or pellet Medium conveyed through the connecting path 6 from the chamber 2 into the bottom of the chamber 1. This is how you get one Exchange of warmer transfer medium from chamber 2 for colder transfer medium from chamber 1, since of the chamber 1 is conveyed into the chamber 2 in a corresponding manner. Blowing in the cold air or another cold gaseous medium in the heat exchanger takes place through the narrow channels 5 in the lower . “Part of chamber 1 that is next to chamber 2. On the same Way, the hot gaseous medium at the point of the arrow through corresponding channels 10 in the bottom of the chamber 2 at the Position of the arrow 11 and creates a fluidized bed in the chamber 2. Appropriately, the channels 5 and the corresponding channels to the other chamber 2 alternately laid individually or in groups next to one another. Thereby lie So for example groups of three of channels 5 with connection path 6 according to Figure 3 for cold and warm air in each case Meaning of Figure 3 side by side.

Figur 3 zeigt die Einlaßkanäle 5 für die Kammer 1. Wie man sieht, sind diese nebeneinander angeordnet, wobei die gestrichelten Pfeile 11 den Transport von Ubertragungsmedium 7 aus der Kammer in die Kammer 1 zeigen. Damit der Wärmeaustauscher funktionieren kann, ist somit eine Zirkulation des Bettmaterials zwischen der Kammer 1 und der Kammer 2 und umgekehrt erforderlich.FIG. 3 shows the inlet channels 5 for the chamber 1. As can be seen, these are arranged next to one another, the dashed lines Arrows 11 the transport of transmission medium 7 out of the chamber Point into chamber 1. So that the heat exchanger can function, there is a circulation of the bed material between the Chamber 1 and Chamber 2 and vice versa required.

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Das Gas wird dem Bett mit hoher Geschwindigkeit (40 - 50 m/s) im Kanal 5 zugeführt, und gleichzeitig wird hier Bettmaterial 7 aus dem Verbindungsweg 6 in die Kammer 1 geblasen. Die Kanalmünduugen für die Kanäle zu den Kammern 1 beziehungsweise 2 werden gleichmäßig über den Querschnitt des Wärmeaustausch..·/·^ verteilt, damit die erforderliche Pluidisierung aufrechterhalten wird. Der Wärmeaustauscher ist geschlossen. Es kann kein Gas in die Atmosphäre entweichen. Das heiße Gas wird an der Stelle des Pfeils 9 eingeblasen und entweicht nach dem Pasnieren ..des Bettmaterials auf dem durch die Pfeile 12 angedeuteten Weg.The gas is fed to the bed at high speed (40 - 50 m / s) in the channel 5, and at the same time bed material 7 is blown here from the connecting path 6 into the chamber 1. The canal mouths for the channels to chambers 1 and 2, respectively be evenly over the cross section of the heat exchange .. · / · ^ distributed so that the required pluidization is maintained. The heat exchanger is closed. It can't Gas will escape into the atmosphere. The hot gas is blown in at the point of arrow 9 and escapes after pasning .. of the bed material on the path indicated by the arrows 12.

Wie man sieht, hat der Wärmeaustauscher keine beweglichen Teile, und er wird außerordentlich billig, da die Heizfläche (das Bettmaterial 4, 7) billig ist. Man kann eine betriebssichere Konstruktion mit hoher Dichte erreichen. As you can see, the heat exchanger has no moving parts and it is extremely cheap because of the heating surface (bed material 4, 7) is cheap. A reliable, high-density construction can be achieved.

Der Wärmeaustauscher verträgt die Zufuhr von Gas mit hoher Temperatur, und das Bettmaterial bewirkt eine Kühlung der Gaskanäle 5. Der Wärmeaustauscher eignet sich zum Erwärmen von Luft auf sowohl hohe wie niedrige Temperaturen. Die Konstruktion ist flexibel und eignet sich ζυη Bauen in Moduln. Die gestrichelten Pfeile in Figur 1 zeigen die Bewegungen des Bettrnaterials. Das Bettmaterial kami beispielsweise aus Stein-, Glas- , ode ο Stahlkugeln oder aus einem anderen geeigneten Material, das hohe Temperaturen verträgt, bestehen. Um ein sogenanntes fluidisiertesThe heat exchanger can withstand the supply of gas with high Temperature, and the bed material causes a cooling of the gas channels 5. The heat exchanger is suitable for heating air to both high and low temperatures. The construction is flexible and is suitable for building in modules. The dashed Arrows in Figure 1 show the movements of the bed material. The bed material kami, for example, made of stone, glass, or ο Steel balls or any other suitable material that can withstand high temperatures. To a so-called fluidized

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Bett zu bekommen, wird dieses Material schwebend gehalten. Die Temperatur des fluidisierten Materiales in dem betreffenden Bett kann auf ca. 200⁰C gehalten v/erden. Dieser Viert ist jedoch nur ein Beispiel. Die Erfindung kann im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens in vielfacher Weise variiert ve cdon.To get bed, this material is kept floating. The temperature of the fluidized material in the bed in question can be kept at approx. 200 ^° C. However, this fourth is just an example. The invention can vary in many ways within the scope of the inventive concept disclosed.

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Claims

Pütenian attorney and lawyer. -. "- · .. * -"*; [, -

Dr.-Ing. Dipl.-Ing. Joachim Boecker - Jf ^ - 6 Frankfurt / Main 1, June 19, 1979

Rathenauptatz 2-8 B / d 20 683 P

Telephone: (0611) '282355 Telex: 4189 066iiaxd

PATENT CLAIMS j

H.1 heat exchanger for transferring heat between gaseous Media with at least two chambers, some with a solid transfer medium in the form of pellets, granules or sand are filled, characterized in that the one gaseous medium (arrow 3) from the bottom into the one Chamber (1) is blown in, the transmission medium being in a fluidized bed during the passage of the gas held floating (4) and transported into the second chamber (2), while the other gaseous medium (9) in corresponding Way is blown into the second chamber (2) and the transmission medium of this chamber is transported into the first chamber is, the colder gas being heated and the warmer gas being cooled as it passes through the transfer means.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that one or more injection channels (5) for the gaseous medium in the Bottom of the relevant chamber (1, 2) next to or in a connecting path (6) for the transmission medium that exists to the other chamber are arranged that the transport of the transmission medium (4, 7) is effected by the ^, jector effect of the gas will.

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3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the injection channels (5) for the warmer and colder gaseous Me-diva are alternately mounted under the two adjacent chambers.

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