DE975190C - Verfahren und Vorrichtung zur UEbertragung von Waerme unter Verwendung einer feinverteilten festen Substanz als Waermeuebertragungsmittel - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Wärme unter Verwendung einer feinverteilten festen Substanz als Wärmeübertragungsmittel Das Patent 971 793 betrifft ein Verfahren zur Wärmeübertragung, wobei eine als Wärmeübertragungsmittel wirkende feinverteilte feste Substanz im Kreislauf durch zwei vertikale, nebeneinander angeordnete Kammern geschickt wird. Innerhalb der ersten dieser Kammern wird das Wärmeübertragungsmittel mittels Verbrennungsgas nach oben geführt, worauf es innerhalb der anderen Kammer im Schwebezustand in Gestalt eines dichten Bette nach unten fließt. Das kennzeichnende Merkmal dieses Verfahrens des Hauptpatents besteht darin, daß das Verbrennungsgas geradlinig aus einem Verbrennungsraum in die erste Kammer eintritt und hierin mit einer Lineargeschwindigkeit von 8 bis 1a m/Sek. nach oben strömt. Das gasförmige Medium, mittels dessen das wärmeübertragende Mittel nach oben führt, kann durch Verbrennung eines Brennstoffes, wie Gas, Öl oder festem Brennstoff, erhalten werden, wobei sichergestellt sein muß, daß die je Zeiteinheit verfügbare Menge an heißem Gas ausreichend ist, um diegewünschte Lineargeschwindigkeit von 8 bis 12 m/Sek. aufrechtzuerhalten, da bei geringeren Geschwindigkeiten Gefahr besteht, daß der Feststoff sich auf unregelmäßige Weise in vertikaler Richtung bewegt.
• Werden die Verbrennungsgase durch Verbrennen eines flüssigen, gas- oder pulverförmigen Brennstoffes erhalten, so ist die Menge an primärer und gegebenenfalls sekundärer Verbrennungsluft durch ein Maximum begrenzt; denn bei Zufuhr größerer überoptimaler Mengen Verbrennungsluft wird die Verbrennung unregelmäßig und kann sogar zum Stillstand kommen. Die bei einer gegebenen Brennstoffmenge erhältliche Menge an Verbrennungsgas ist daher ebenfalls begrenzt. Diese Tatsache führt zu Schwierigkeiten, falls man die Wärmeerzeugung in einer für eine spezifische Wärmeerzeugung bestimmten Anlage steuern, z. B. einschränken will, und daher muß die je Zeiteinheit zugeführte Brennstoffmenge verringert werden. Die je Zeiteinheit erzeugte Menge an Verbrennungsgasen kann dann jedoch zu gering werden, um die notwendige Geschwindigkeit des aufwärts gerichteten Gasstromes für den Transport des Wärmeübertragungsmittels nach oben aufrechtzuerhalten. Auf diese Art ist die Anpassungsfähigkeit des Verfahrens in unerwünschter Weise eingeschränkt.
• Es wurde nun gefunden, daß das Verfahren und die damit erzielten Ergebnisse wesentlich verbessert werden, wenn man den von der Verbrennungsvorrichtung erzeugten Verbrennungsgasen, falls deren Menge zu gering ist, um die gewünschte Gasgeschwindigkeit zu erreichen, ein gasförmiges Medium in einer derartigen Menge zufügt, daß die gesamte Gasmenge reichlich genügt, um die zur Aufwärtsführung des wärmeübertragenden Mittels in die gewünschte Kammer notwendige Strömungsgeschwindigkeit zu erreichen. Das Hilfsmedium kann dabei Luft sein, jedoch können beispielsweise auch Abgase oder Dampf verwendet werden, wobei gegebenenfalls der Dampf durch Einspritzen von Wasser an Ort und Stelle erzeugt wird. Durch die Zufügung des Hilfsmediums wird die Temperatur des gebildeten Gasgemisches im allgemeinen niedriger als die der aus dem Brenner stammenden Verbrennungsgase, was jedoch oft keinen Nachteil bedeutet, da das Hilfsmedium gerade dann zuzufügen ist, wenn die Wärmeerzeugung eingeschränkt werden muß. Das Hilfsmedium kann im übrigen gegebenenfalls vorgewärmt werden, oder es können für den vorgesehenen Zweck ganz oder teilweise Abgase benutzt werden, die noch heiß sind. Beispielsweise kann ein Teil der Gase, die ihre Wärme zur Aufheizung des-Wärmeübertragungsmittels abgegeben haben, mittels eines mit Druckluft arbeitenden Ejektors abgesaugt werden, und das so gebildete Gemisch kann als Hilfsmedium Verwendung finden. Wird als Hilfsmedium Luft benutzt, so kann diese beispielsweise mit Hilfe einer Wärmerückgewinnungsanlage durch die Abgase vorgewärmt werden.
• Eine zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignete Vorrichtung mit zwei sich im wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckenden und an ihren Ober- und Unterseiten miteinander in Verbindung stehenden Kammern, die benutzt werden können für den Kreislauf eines feinverteilten festen Stoffes, der dabei mit Hilfe von Verbrennungsgasen aufwärts gezogen wird, welche in einer mit dem unteren Teil einer der Kammern in Verbindung stehenden und mit einem Brenner für flüssigen, gas- oder pulverförmigen Brennstoff versehenen Verbrennungskammer erzeugt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Steuerorgan zur Zufuhr eines gasförmigen Mediums versehene Zuleitung an einer Stelle in die Strömungskammer einmündet, welche zwischen der Verbrennungskammer und der Stelle liegt, wo der feste Stoff in die obere Kammer aufgegeben wird. Das Steuerorgan kann dabei derart mit Steuereinrichtungen für die Brennstoffzufuhr verbunden sein, daß die der Strömungskammer in der Zeiteinheit zugeführte Menge gasförmigen Mediums für alle dem Brenner in der Zeiteinheit zuzuführenden Brennstoffmengen jeweils dazu ausreicht, eine Lineargeschwindigkeit von mindestens 8 bis 12, m/Sek. in der zum Aufwärtsströmen vorgesehenen Kammer aufrechtzuerhalten.
• Zum besseren Verständnis der Erfindung sei auf die Zeichnung hingewiesen, worin i das unterste Stück der Kammer bezeichnet, in welcher der feste Stoff nach oben geführt wird, während 2 die damit verbundene Verbrennungskammer darstellt. Im übrigen entspricht die Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung der des Hauptpatents.
• In der Zeichnung ist ein Zerstäuber 3 für flüssigen Brennstoff in der Verbrennungskammer vorgesehen, der mit der Zufuhrleitung q., die das Steuerventil 5 trägt, verbunden ist. Verbrennungsluft, die ringförmig um den Zerstäuber eintritt, wird über eine Leitung 6 mit Steuerventil 7 zugeführt, während über die Leitung 8 mit Steuerventil 9 eine weitere Menge Verbrennungsluft aufgegeben wird, die in die Verbrennungskammer an deren Peripherie eintritt. Der Brenner entspricht im übrigen dem im einzelnen in dem Hauptpatent beschriebenen.
• Das unterste Stück der Kammer i wird von einem Raum io umgeben, welchem über die Leitung i i aus der Kammer, worin ein feinverteilter Feststoff sich in flüssigkeitsähnlichem Zustand abwärts bewegt, dieser Feststoff zugeführt wird. Er tritt aus dem Raum io über die Öffnungen 1a in die Kammer i ein, wo er durch den aufwärts fließenden Gasstrom mitgeführt wird. Mit 13 ist ein ringförmiger Schlitz bezeichnet, durch welchen das Hilfsmedium, z. B. Luft, über die mit dem Steuerventil 1q. versehene Leitung 15 zugeführt wird. Mit Hilfe dieser Einrichtung werden die dieVerbrennungskammer2 verlassenden Gase, falls sie in ungenügender Menge anfallen, auf die zum richtigen Mitführen des Feststoffes notwendige Minimalmenge ergänzt oder darüber hinaus vermehrt.
• Wie durch gestrichelte Linien angedeutet, können die Steuerventile 5 und 1q. in geeigneter Weise miteinander gekuppelt sein, so daß die .lenge des zugeführten Hilfsmediums, die abhängig ist von der Menge der Verbrennungsgase, automatisch gesteuert wird; die Steuerventile 7 und 9 können in diese automatische Steuerung ebenfalls einbezogen sein. Die Kupplung zwischen den Einrichtungen 5 und 14 kann, anstatt auf direkte Weise zu erfolgen, auch darin bestehen, daß sich beide Qrgane in Abhängigkeit von einer dritten Größe, die beispielsweise für die notwendige Wärmeerzeugung bestimmend ist, automatisch einstellen.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Wärmeübertragung unter Verwendung einer feinverteilten festen Substanz als Wärmeübertragungsmittel, das im Kreislauf durch zwei vertikale, nebeneinander angeordnete Kammern geschickt wird, in denen die Wärmeübertragung vor sich geht, indem das wärmeübertragende Mittel in einer der Kammern mittels Verbrennungsgas nach oben geführt wird und in der anderen Kammer im Schwebezustand in Gestalt eines dichten Bettes nach unten fließt, wobei das Verbrennungsgas gemäß Patent 971793 geradlinig aus einem Verbrennungsraum in die erste Kammer eintritt und hierin mit einer Lineargeschwindigkeit von 8 bis 12 m/Sek. noch oben strömt, dadurch gekennzeichnet, daß, falls die Menge der im Verbrennungsraum erzeugten Verbrennungsgase zur Erreichung der notwendigen Gasgeschwindigkeit zu gering ist, den Verbrennungsgasen ein gasförmiges Medium in einer Menge zugefügt wird, die derart bemessen ist, daß dann die Gesamtgasmenge ausreicht, um die notwendige Geschwindigkeit für die Aufwärtsbewegung zu erzielen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsmedium vorgewärmt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als Hilfsgas ganz oder teilweise Abgase verwendet.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i mit zwei sich im wesentlichen in vertikaler Richtung erstreckenden und an ihren Ober- und Unterenden miteinander in Verbindung stehenden Kammern, die benutzt werden können für den Kreislauf eines feinverteilten Stoffes, der dabei mit Hilfe von in einer mit dem unteren Teil einer der Kammern in Verbindung stehenden und mit einem Brenner für flüssigen, gas- oder pulverförmigen Brennstoff versehenen Verbrennungskammer erzeugten Verbrennungsgasen aufwärts bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einem Steuerorgan (14) versehene Zuleitung (15) zur Zufuhr eines gasförmigen Mediums an einer Stelle (13) in die Strömungskammer einmündet, welche zwischen der Verbrennungskammer (2) und der Stelle (12) liegt, wo der feste Stoff in die obere Kammer (i) aufgegeben wird.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Zuleitung (15) eingeschaltete Steuerorgan (14) direkt oder indirekt mit Steuereinrichtungen (5) für die Brennstoffzufuhr gekuppelt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 636 892; französische Patentschriften Nr. 968 995, 92o 163; britische Patentschriften Nr. 665 69o, 656 517; USA.-Patentschriften Nr. 2 445 327, 1 803 o81.