DE3325447C2 - - Google Patents

Description

Die Erindung betrifft ein Regeneratorpaar mit zwei Regeneratoren, von denen jeder Anschlüsse zur Zuführung beziehungsweise Abführung von Fluiden aufweist, die mittels Umschaltvorrichtungen getrennt voneinander abwechselnd mit einer ersten beziehungsweise einer zweiten Fluidzuführungsleitung und mit einer ersten beziehungsweise einer zweiten Fluidabführungsleitung verbindbar sind, wobei als Umschaltvorrichtungen zwei als Flügelklappenventile ausgebildete Vierwegeventile vorgesehen sind, an die jeweils eine der Fluidzuführungsleitungen, der Fluidabführungsleitungen und der Anschlüsse jedes Regenerators angeschlossen sind, und den Vierwegeventilen ein gemeinsames Antriebsaggregat für das Umschalten zugeordnet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der FR 6 36 707 im wesentlichen bekannt. Sie dient dort zum Auskondensieren von Dämpfen. Durch die Verwendung zweier Flügelklappenventile mit gemeinsamem Antrieb können beide Enden der Regeneratoren ohne Schwierigkeiten synchron umgeschaltet werden. Es wird jedoch ein bei diskontinuierlich arbeitenden Apparaten grundsätzlich bestehendes Problem weiter verschärft, da durch die beim Umschalten notwendige Beschleunigung der beweglichen Massen zweier Ventile die Zeitdauer des Vorganges und damit auch die mit ihm verbundenen Verluste erhöht werden.

Der Erindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Regeneratorpaar der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein schnelles und verzögerungsfreies Umschalten zwischen den einzelnen Regeneratoren gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Antriebsaggregat eine ständig rotierende Schwungmasse enthält, die beim Umschalten an eine Antriebswelle der Flügelklappen ankuppelbar ist.

Das Antriebsaggregat setzt lange vor dem Umschaltzeitpunkt die Schwungmasse ln Bewegung, vorzugsweise wird das Antriebsaggregat ohne Unterbrechung betrieben. Das Umschalten der Ventile wird nach Erreichen der Solldrehzahl der Schwungmasse bewerkstelligt, indem die Schwungmasse an die Welle der Flügelklappen angekuppelt wird. Die kinetische Energie der Rotation der Schwungmasse wird zum Antrieb der Flügelklappen eingesetzt.

Durch die erindungsgemäß bewirkte Entkopplung zwischen Erzeugung der für die Umschaltung benötigten Energie und deren Ubertragung auf die Flügelklappen werden zweierlei Vorteile erreicht:

Zum einen wird der Umschaltvorgang gegenüber der bisher bekannten direkten Antriebsweise wesentlich beschleunigt, das heißt das Regeneratorpaar kann wirtschaftlicher betrieben werden; zum anderen hängt die zum Umschalten verfügbare Energie im wesentlichen nur noch vom Trägheitsmoment der Schwungmasse und nicht mehr von der Leistung des Antriebsaggregates ab. Letzteres kann also relativ klein ausgebildet und damit kostengünstig in der Anschaffung sein.

ln weitere Ausgestaltung des Erindungsgegenstands wird vorgeschlagen, daß die Flügelklappen auf einer gemeinsamen Welle oder Gelenkwelle sitzen.

Mit dieser Anordnung ist sichergestellt, daß beide Flügelklappen gleichzeitig betätigt werden. Durch die starre Verbindung sind Fehlschaitungen ausgeschlossen.

Es wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Flügelklappen bei jeder Umschaltung im 90°-Winkel pendeln oder in Schritten von je 90° rotieren.

Es erweist sich als zweckmäßig, wenn die Regeneratoren und die Vierwegeventile in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Hierbei zeigen:

Fig. 1 und 2 zwei Schnittdarstellungen einer ersten Ausführungsform des Erfindungsgegen­ standes,

Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung einer zwei­ ten Ausführungsform des Erfindungsge­ genstandes.

Das erfindungsgemäße Regeneratorpaar besteht aus zwei Re­ generatoren 1 und 2, die mit einer Speichermasse gefüllt sind. Die Regeneratoren 1, 2 weisen an ihren Enden Anschlüs­ se 3, 4, 5, 6 auf, über die die Zu- und Abführung der am Wärmetausch beteiligten Fluide erfolgt. Die oberen Anschlüs­ se 3, 5 und die unteren Anschlüsse 4, 6 münden jeweils in ein Vierwegeventil 7, 8. Die Zuführung erfolgt an einander gegenüberliegenden Stellen des zylinderförmigen Ventilge­ häuses. Um 90° versetzt zu den Anschlüssen der Regeneratoren sind an den Vierwegeventilen 7, 8 je eine Zuführungsleitung 9, 10 und eine Abführungsleitung 11, 12 für die am Wärme­ tausch beteiligten Fluide angeschlossen.

Die Vierwegeventile 7, 8 sind als Drehflügelventile ausge­ bildet. Die Drehflügel 13, 14 sind starr mit einer gemein­ samen Welle 15 verbunden, die an ein Antriebsaggregat 16 ankuppelbar ist. In der gezeigten Stellung der Flügelklap­ pen 13, 14 ist die Zuführungsleitung 9 mit dem Anschluß 5 und die Abführungsleitung 11 mit dem Anschluß 3 sowie an dem unteren Vierwegeventil 8 die Zuführungsleitung 10 mit dem Anschluß 4 und die Abführungsleitung 12 mit dem An­ schluß 6 verbunden.

Zur Umschaltung der Regeneratoren 1, 2 werden die Flügel­ klappen 13, 14 der Vierwegeventile 7, 8 um 90° gedreht und in die gestrichelt angedeutete Position gebracht, so daß dann Anschluß 3 mit der Zuführungsleitung 9 und An­ schluß 5 mit der Abfühtungsleitung 11 sowie die Zuführungs­ leitung 10 mit dem Anschlu8 6 und die Abführungsleitung 12 mit dem Anschluß 5 verbunden ist.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Regeneratorpaares sei am Beispiel einer Rauchgasentschwefelungsanlage näher er­ läutert:

Heißes Rauchgas (Pfeil 17) wird über das Vierwegeventil 7 zunächst dem Regenerator 2 zugeführt, an dessen kalter Speichermasse es sich abkühlt. Das abgekühlte Rauchgas ver­ läßt den Regenerator 2 über den Anschluß 6 und gelangt über das Vierwegeventil 8 in die Abführungsleitung 12, die mit einer Einrichtung 18 zur Gasreinigung, z. B. einer physika­ lischen Wäsche, verbunden ist. Nachdem dort die unerwünsch­ ten Schwefelverbindungen, insbesondere SO₂, abgetrennt wor­ den sind, wird das gereinigte Gas über die Zuführungslei­ tung 10 und Vierwegeventil 8 in den Anschluß 9 des Regene­ rators 1 geleitet. Im Regenerator 1 wird das Gas an der vom vorangegangenen Schalttakt noch warmen Speichermasse angewärmt, bevor es den Regenerator über den Anschluß 3 verläßt. Von dort gelangt das Gas über das Vierwegeventil 7 in die Abführungsleitung 11 und wird zum Abgaskamin ge­ leitet (Pfeil 17).

Wenn der Wärmetausch an den Speichermassen der Regenera­ toren 1, 2 abgeschlossen ist, werden die Vierwegeventile 7, 8 umgeschaltet, so daß das Rauchgas nunmehr zuerst in den Regenerator 1 strömt, dann in die Gasreinigung 18 ge­ langt und in gereinigtem Zustand durch den Regenerator 2 zum Abgaskamin geleitet wird.

Der Umschaltvorgang nimmt ca. 2 bis 3 sec. in Anspruch. Da beim Umschaltvorgang das Abströmen des Rauchgases nicht behindert ist, selbst wenn bei Betriebsstörung eine Flügel­ klappe hängen bleiben sollte, kommt es zu keinem Gasstau.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Regeneratorpaar sind zwei Regeneratoren 21, 22 in einem gemeinsamen Gehäuse 23 unter­ gebracht. In das Gehäuse 23 sind Anschlüsse 24, 25, 26, 27 sowie Vierwegeventile 28, 29, integriert. Die Zuordnung ist derart, daß je zwei einander gegenüberliegende Anschlüsse 24, 26 bzw. 25, 27 an den Vierwegeventilen 28, 29 ange­ schlossen sind. Zwischen den Anschlüssen, jeweils um 90° versetzt dazu angeordnet, befindet sich an jedem Ventil jeweils eine Fluidzuführung und eine Fluidabführung (senk­ recht zur Zeichenebene).

Die beiden Flügelklappen 30, 31 sind mit einer starren Welle 32 verbunden. An der Außenseite des Drehflügelventils 29 ist ein Antriebsaggregat 33 für die Welle 32 vorgesehen.

Auch die Funktion dieser Anordnung sei anhand des Beispiels einer Rauchgasentschwefelungsanlage erläutert: Das Verfahren verläuft grundsätzlich analog zu dem anhand von Fig. 1 und 2 beschriebenen Verfahren. Das Rauchgas tritt z. B. vom Stand­ punkt des Betrachters aus in das Vierwegeventil 28 ein und wird entsprechend der Stellung der Drehflügelklappe 30 in den Regenerator 31 geleitet. Dort kühlt es sich an der darin befindlichen Speichermasse ab und verläßt den Regene­ rator 1 über Anschluß 25. Das abgekühlte Gas gelangt über das Vierwegeventil 29 in eine zum Betrachter hinweisende, auf der Zeichnung nicht dargestellte Abführungsleitung, die zu einer Gasreinigungseinrichtung führt. Nachdem das Gas dort (analog wie zu Fig. 1 und 2 beschrieben) gereinigt worden ist, wird es von hinten dem Vierwegeventil 29 zu­ geführt und in den Regenerator 22 gelenkt, den es über An­ schluß 26 verläßt. Von dort wird das Gas über Vierwegeven­ til 28 in eine vom Betrachter weg nach hinten führende Ab­ führungsleitung zu einem Abgaskamin geleitet.

Nach Beendigung des Wärmetausches werden die Vierwegeventile 28, 29 durch Drehen der Flügelklappen 30, 31 um jeweils 90° umgeschaltet, so daß das Rauchgas durch Regenerator 22 und das gereinigte Gas durch Regenerator 21 strömt.

Claims (4)

1. Regeneratorpaar mit zwei Regeneratoren, von denen jeder Anschlüsse zur Zuführung beziehungsweise Abführung von Fluiden aufweist, die mittels Umschaltvorrichtungen getrennt voneinander abwechselnd mit einer ersten beziehungsweise einer zweiten Fluidzuführungsleitung und mit einer ersten beziehungsweise einer zweiten Fluidabführungsleitung verbindbar sind, wobei als Umschaltvorrichtungen zwei als Flügelklappenventile ausgebildete Vierwegeventile vorgesehen sind, an die jeweils eine der Fluidzuführungsleitungen, der Fluidabführungsleitungen und der Anschlüsse jedes Regenerators angeschlossen sind, und den Vierwegeventilen ein gemeinsames Antriebsaggregat für das Umschalten zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (16, 33) eine ständig rotierende Schwungmasse enthält, die beim Umschalten an eine Antriebswelle der Flügelklappen (13, 14; 30, 31) ankuppelbar ist.

2. Regeneratorpaar nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelklappen (13, 14; 30, 31) auf einer gemeinsamen Welle (15, 32) oder Gelenkwelle sitzen.

3. Regeneratorpaar nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gkennzeichnet, daß die Flügelklappen (13, 14; 30, 31) bei jeder Umschaltung im 90°-Winkel pendeln oder in Schritten von je 90° rotieren.

4. Regeneratorpaar nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneratoren (21, 22) und die Vierwegeventile (28, 29) in einem gemeinsamen Gehäuse (23) angeordnet sind.