DE971703C - Fuellmasse fuer Kaeltespeicher in Gaszerlegungsanlagen - Google Patents

Description

• Füllmasse für Kältespeicher in Gaszerlegungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Füllmasse für Kältespeicher in Ga.szerlegungsanlagen, die bei großer Wärmekapazität ein geringes freies Volumen aufweist. In Gaszerlegungsa.nlagen werden Kältespeicher wechselweise von abzukühlendem, zu zerlegendem Gasgemisch und anzuwärmenden Zerlegungsprodukten dieses Gasgemisches durchströmt. Es ist bekannt, Füllmassen aus spiralig zu Paketen gewickelten Blechstreifen. zu verwenden, wobei die einzelnen Streifen voneinander durch Stege oder Abstandsdrähte getrennt sind, um. Gaswege zu bilden. In Gaszerlegungsanlagen müssen Kältespeicher möglichst große Wärmekapazität besitzen, damit sie vom Gasgemisch bzw. seinen Zerlegungsprodukten jeweils einige Minuten durchströmt werden können. Bei zu geringer Wärmekapazität ergäben sich zu kleine Umschaltzeiten und damit auch durch Gasgemisch zu sehr verunreinigte Zerlegungsprodukte. Die bekannten, aus Blechstreifen bestehenden Füllmassen haben nun den Nachteil, daß sie zu geringe Wärmekapazität und ein. zu großes freies Volumen besitzen, ein Nachteil, der in noch größerem Ausmaß den @in Regeneratoren von Kaltgasmaschinen verwendeten. Füllmassen anhaftet. Letztere Füllmassen müssen, in Bruchteilen von Sekunden ihren Wärmeinhalt an ein strömendes Gas abgeben bzw. den Wärmeinhalt einer Gasmenge aufnehmen können. Für Regeneratoren von Kaltg.as,maschinen dimensionierte Füllmassen sind für Kältespeicher in Gaszerlegungsanlagen unzweckmällig.
• Um die Wärmekapazität zu erhöhen und das freie Volumen herabzusetzen, wurden bereits parallel zur Hauptachse eines Regenerators, also auch parallel zur Richtung der Gasströme, im kälteren Regeneratorteil vierkantige oder runde, verdrillte Metallstäbe angeordnet. Diese Stäbe leiten jedoch die Wärme in nachteiliger Weise entlang der Hauptachse ,des Regenerators. Die Füllmasse, auf die sich die Erfindung bezieht, besitzt diesen Nachteil nicht; sie besteht .aus senkrecht zur Richtung des Gasstromes spiralig gewickelten, durch Stege oder Abstandsdrähte voneinander getrennten Band-oder drahtförmigen Profilen und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung dicker Profile das Verhältnis ihres gegenseitigen Abstandes s zu dem Durchmesser d des in ihren Querschnitt einschreibbaren größten Kreises zwischen o,2 und o,oi liegt. Dabei sind unter dicken Profilen solche zu verstehen., bei denen. der Durchmesser des. in ihren OOuerschnitt einschreibbaren größten Kreises größer als o,5 cm ist. Für Kaltgasmasch.inen wären solche Füllmassen höchst ungeeignet, da sie schnellen Temperaturänderungen nicht zu folgen vermögen.
• Werden: die Bänder oder Stäbe gleichsinnig gewickelt, so läßt sich ein günstiges Verhältnis von Metallvolumen (VM) zu freiem Volumen (VF) erzielen; es gelingt dann, eine große Metallmasse im Kältespeicher unterzubringen. Bei bekannten Kältespeichern mit Horden aus Aluminium-Blechstreifen ist VM : VF.-;: 0,4. Werden gemäß der Erfindung Rundstangen verwendet,- so können für dieses Verhältnis Werte zwischen 2 und 7 erreicht werden, wenn s : d zwischen o,2 und o,o2 gewählt wird. Für Rechteck- oder Quadratprofile liegt VM : VF zwischen 2 und 25 für s : d gleich o,2 bis o,o2.
• Da die Profile senkrecht zur Richtung des Gasstromes gewickelt sind, wird Wärmeleitung entlang der Hauptachse des Kältespeichers unterdrückt; die einzelnen Wickellagen berühren sich nur punktf5rmig untereinander. Die Packungsdichte der Profile ist groß. Neben hoher Wärmekapazität wird erreicht, daß das Gas; enge, unregelmäßige Zwischenräume mit hoher Geschwindigkeit durchströmen muß, wodurch der Wärmeaustausch zwischen Gas und: Füllmasse verbessert wird.
• Es ist bereits bekannt, in. Kältespeichern bei Gaszerlegungsanlagen einen Hohl: oder Vollzylinder als Wickelkern für spiralig gewickelte Bänder vorzusehen. Um die Wärmeleitung parallel zur Hauptachse des Kältespeichers, gering zu halten, wird der Wickelkern schlecht wärmeleitend gebaut und sein Durchmesser klein gegen den Durchmesser des Kältespeic'hermantels gewählt. Zweckmäßig ist der Wickelkern hohl und dünnwandig. Wird Eisen als Füllmasse verwendet, so soll der Füllmasse am warmen Ende eine Adsorbensschicht vorgelagert werden, die Wasser aus denn warmen. zu zerlegenden Gasgemisch adsorbiert und - nach Umschaltung der Gaswege - an ein trockenes Zerlegungsprodukt abgibt. Auf diese Weise kann wirksam. Rost auf der eisernen Füllmasse vermieden werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Füllmasse. für Kältespeicher in Gaszerlegungsanlagen, bestehend aus senkrecht zur Richtung des Gasstromes spiralig gewickelten, durch Stege oder Abstandsdrähte voneinander getrennten band- oder drahtförmigen Profilen, dadurch gekennzeichnet, d:aß bei Verwendung dicker Profile das Verhältnis ihres gegenseitigen Albstandes zu dem Durchmesser des in ihren Querschnitt einschreibbaren größtenKreises zwischen o,2 und o,oi liegt.
2. 2. Füllmasse für Kältespeicher nach Anspruch i, die einen Hohl- oder Vollzylinder als Wickelkern enthalten, dadurch, gekennzeichnet, daß der Wickelkern schlecht wärmeleitend ist und sein Durchmesser klein gegen den Durchmesser des Kältespeichermantels ist.
3. 3. Füllmasse für Kältespeicher nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, 'daß .sie aus Eisen. besteht und ihr am warmen Ende des Kältespeichers eine Adsorbensschicht vorgelagert ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 492434 81865,; schweizerische Patentschrift Nr. 285 586; USA.-Patentschrift Nr. i 46o 677. In. Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 931 o15.