DE645834C - Waermespeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmespeicher mit Gittersteinen, die zur Bildung von durch die ganze Höhe des Gitterwerkes hindurch den gleichen Querschnitt besitzenden Gaskanälen aus fest zusammenhängenden und sich kreuzenden Wänden bestehen und die an ihren Stirnseiten zur Bildung von sich über den ganzen Querschnitt des Wärmespeichers erstreckenden Zwischenräumen Abstandhalter in Form von Vorsprüngen-tragen, die die aufeinanderfolgenden Steinlagen auseinanderhalten. Es hat sich gezeigt, daß bei solchen Wärmespeichern eine weitgehende Regelung des Wärmeaustausches zwischen dem durchstreichenden Gas und den Steinen durch Änderung des Verhältnisses der Höhe der Steinschichten zu der Höhe der zwischen ihnen liegenden Luftschichten möglich ist. Gemäß der Erfindung ist daher bei solchen Wärmeaustauschern die Anordnung derart getroffen, daß zwecks Regelung des Wärmeaustausches das Verhältnis der Höhe der Steinlagen zu der Höhe der zwischen ihnen gelassenen Zwischenräume von den heißeren Zonen nach den kälteren Zonen hin abnimmt. Die Anordnung eines freien Zwischenraumes zwischen aufeinanderfolgenden Steinlagen stellt einerseits eine Erweiterung des Gaskanals dar und bringt andererseits die Stirnflächen der Steine mit dem Luft- bzw. Gasstrom in Berührung. Dabei wird bei einer Verminderung des obengenannten Verhältnisses die Wärmeübertragung durch Berührung erhöht, da die größere Zahl der auf eine Längeneinheit des Gaskanals entfallenden Zwischenräume die Wirbelbewegung der durchströmenden Gase begünstigt. In den heißeren Zonen des Gitterwerkes sind daher die freien Zwischenräume in größeren Abständen voneinander angeordnet als in den kälteren Zonen. In den heißen Zonen wird schon ein großer Teil der Wärme von dem Heizgas an die Steinmasse durch Strahlung und durch Berührung abgegeben, so daß hier ein Temperaturabfall des Gases eintritt. Da mit verringerter Heizgastemperatur die Wärmeabgabe an die' Steinwände durch Strahlung abnimmt, wird in den kälteren Zonen durch Einschaltung einer größeren Zahl Zwischenräume als in den heißeren Zonen die Wärmeübertragung durch Berührung gefördert. Je stärker der Wärmeabfall der Heißgase fortgeschritten ist, in desto kürzeren Abständen müssen die freien Zwischenräume zwischen den aufeinanderfolgenden Steinlagen angeordnet werden. So kann es beispielsweise bei Cowpern angebracht sein, daß die Verhältniswerte zwischen den Steinschichten und den Luftschichten in den heißen, mittleren und kalten Zonen 9:1, 6 : ι und 3 : 1' betragen. Bei niedrigeren Kammern, z. B. bei Kammern von Martinöfen, kommt in der heißen Zone ein Verhältnis von 3:1, in der mittleren Zone ein Verhältnis von 2 : 1 und dann in der kalten Zone ein Verhältnis von 1:1 in Frage. Zweckmäßig wird die Höhe der Luftschichten gleich der Stärke der Steinwände gewählt,

soll jedoch den Wert von 40 mm nicht übersteigen, um die Steinmasse nicht zu sehr zu verringern. Ferner ist es zweckmäßig, in den kalten Zonen die Wände der Gittersteine s mit Durchbrechungen oder mit unten offenen Schlitzen zu versehen. Auch beim Aufheizen eines Gases wird in den kälteren Zonen in gleicher Weise der Wärmeaustausch durch Berührung erhöht.

Es wird somit durch den Erfindungsgegenstand eine Regelung des Wärmeaustausches im Gitterwerk bzw. eine Vergleichmäßigung des Wärmeaustausches im Gitterwerk erzielt, da der Wärmeaustausch in den kälteren Zonen zusätzlich gefördert wird, wobei die Gaskanäle und damit auch die Steinwandstärken durch die ganze Höhe des Speichers hindurch den gleichen Querschnitt beibehalten. Dieses ist nicht der Fall bei bekannten Wärmeaustauschern, bei denen durch verschiedene Bemessung der Querschnitte der Gaskanäle oder durch verschiedene Bemessung der Steinwandstärken in den einzelnen Zonen des Speichers eine Regelung des Wärmeaustausches bezweckt wird.

Die Zeichnung erläutert das Wesen des Erfindungsgegenstandes an einem stehenden Regenerator. Jedoch ist der Erfindungsgegenstand auch bei liegenden Regeneratoren anwendbar. Es zeigen:

Fig. ι und 2 je einen Teil des Gitterwerks des Regenerators, während

Fig. 3 und 4 mit Durchbrechungen bzw. mit Schlitzen versehene Gittersteine darstellen.

Der in der Fig. 1 dargestellte Gitterwerksteil enthält drei Zonen, und zwar eine Zone hoher Temperatur (Zone i), eine Zone mittlerer Temperatur (Zone 2) und eine Zone niedriger Temperatur (Zone 3). Die Gitterwerkssteine bestehen aus je zwei senkrecht sich schneidenden Wänden 3 und4. Sie tragen an den Kreuzungspimkten Vorsprünge 5, die die nächsthöhere Steinlage in einem Abstand halten. Diese Vorsprünge setzen sich in Form über die Steinwände vorspringender Säulen fort und bilden senkrechte durchgehende Tragsäulen für das Gitterwerk. Es werden so abwechselnd Steinschichten 6 und Luftschichten 7 gebildet, wobei letztere im ganzen Gitterwerk die gleiche Höhe aufweisen. Während die Steinschichten 6 in der heißen Zone 1, die nach oben durch weitere Schichten verlängert zu denken ist,, die neunfache Höhe der Luftschichten haben, beträgt die Höhe der Steinschichten in der Zone 2 nur das Dreifache der Höhe der Luftschichten 7. In der Zone 3 ist das Verhältnis der Steinschichten zu den Luftschichten noch geringer und kann in der untersten, in der Fig. 2 dargestellten Zone den Wert 1 : 1 annehmen. Dabei sind die Querschnitte der Gaskanäle und die Stärke der Wände 3 und 4 in allen Zonen die gleichen.

Fig. 3 zeigt einen Stein, dessen Wände 3 und 4 mit Durchbrechungen 8 versehen sind. In der Fig. 4 ist ein Stein wiedergegeben, dessen Wände unten offene Schlitze 9 besitzen, die den Durchbrechungen 8 gegenüber den Vorzug haben, daß sie nicht so leicht verstopfen können, da die Flugasche aus ihnen herausfällt. Durch Anordnung dieser Durchbrechungen bzw. dieser Schlitze soil die wärmeaufnehmende Fläche der Steine vergrößert werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Wärmespeicher mit Gittersteinen, die zur Bildung von durch die ganze Höhe des Gitterwerkes hindurch den gleichen Querschnitt besitzenden Gaskanälen aus fest zusammenhängenden und sich kreuzenden Wänden bestehen und die an den Stirnseiten zur Bildung von über dem ganzen Querschnitt des Wärmespeichers sich erstreckenden Zwischenräumen Abstandhalter in Form von Vorsprüngen tragen, die die aufeinanderfolgenden Stein- ■ lagen auseinanderhalten, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Regelung des Wärmeaustausches das Verhältnis der Höhe der Steinlagen (6) zu der Höhe der zwischen den Steinlagen belassenen Zwischenräume (7) von den heißeren Zonen nach den kälteren Zonen hin abnimmt.
2. 2. Wärmespeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (3, 4) der Gittersteine in den kälteren Zonen zur Erhöhung der wärmeaufnehmenden Fläche mit Durchbrechungen (8) oder unten offenen Schlitzen (9) versehen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen