EP1664651A1 - Pneumatische fördervorrichtung mit wärmetauscher - Google Patents

Pneumatische fördervorrichtung mit wärmetauscher

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Publication number
EP1664651A1
EP1664651A1 EP04787107A EP04787107A EP1664651A1 EP 1664651 A1 EP1664651 A1 EP 1664651A1 EP 04787107 A EP04787107 A EP 04787107A EP 04787107 A EP04787107 A EP 04787107A EP 1664651 A1 EP1664651 A1 EP 1664651A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pneumatic
spiral
heat transfer
heat exchanger
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04787107A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Goedert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paul Wurth SA
Original Assignee
Paul Wurth SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Paul Wurth SA filed Critical Paul Wurth SA
Priority to EP04787107A priority Critical patent/EP1664651A1/de
Publication of EP1664651A1 publication Critical patent/EP1664651A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic conveying device with a heat exchanger.
  • Pneumatic conveying is the transport of a particulate solid into a gas stream through a pipe, also called a pneumatic conveying pipe. It is known to install a heat exchanger in a pneumatic delivery line in order to heat or cool a pneumatic delivery flow. However, it is also known that homogeneous heating / cooling of a pneumatic flow is not without problems.
  • patent application WO 99/24773 it is proposed to enter the pneumatic flow into a loosening vessel in which the solid forms a fluidized bed. The loosening vessel is traversed by several vertical heat transfer tubes, which heat up the solid in the fluidized bed. The solid is continuously discharged at the upper end of the loosening vessel.
  • Patent application FR 1,179,572 proposes dividing the flow of solids into a plurality of vertical pipes which cross a vessel through which a heat transfer medium flows.
  • Various types of heat exchangers for heat exchange between liquids or between steam and liquid are also known. However, it is obvious to the person skilled in the art that such
  • Solids offset liquids such as coal tar, pitch or Bitumen residues, known.
  • the solids are separated off within the heat exchanger.
  • a cylindrical channel of large cross section is provided in the interior of the heat exchanger, which opens into an annular channel of smaller cross section surrounding it.
  • the liquid-solid mixture flows through the cylindrical channel at a low speed and then through the annular channel at an increased speed in the opposite direction.
  • the liquid is largely freed of its solids in the annular channel. There it gives off heat to another heat-absorbing liquid, which is guided in spiral lines. Particle separation is thus achieved before the heat exchange by gravity, deflection and the speed difference.
  • GB 791,843 describes a heat exchanger for heating oil using steam. This has a plurality of spiral pipes for the water vapor. The spiral pipes surround a central pipe to which they are connected in series. These are arranged in such a way that they almost touch each other, whereby a helical channel for the oil is formed around the central line within the heat exchanger. Such a heat exchanger is not suitable for a pneumatic flow, since it is susceptible to abrasion and the helical channel has an excessive flow resistance.
  • DE 201 21 520 discloses a heat exchanger arrangement with a spiral sleeve for recovering heat from waste water.
  • the arrangement comprises a one-piece outer housing with a core tube device arranged therein, which is surrounded by a spiral, heat-exchanging copper tube.
  • Flow guide plates which lie between the windings of the copper pipe and on the outer housing and also serve for the helical guidance of the liquid flow Core tube device adjacent, spirally arranged.
  • This heat exchanger is also designed for liquids and is not suitable for a pneumatic flow.
  • An object of the present invention is to propose a pneumatic conveying device with a compact heat exchanger which ensures an improved heat exchange between a heat transfer medium and the pneumatic conveying flow. This object is achieved by a pneumatic conveyor device according to claim 1.
  • a pneumatic conveying device according to the invention comprises a pneumatic conveying line in which a heat exchanger is installed.
  • Heat exchanger has a cylindrical outer housing with a first
  • a housing core is arranged within this cylindrical outer housing in such a way that it delimits an annular flow gap therein, which is separate from the pneumatic
  • a first tube spiral is arranged in this annular flow gap and can be connected to a heat carrier distribution.
  • the pneumatic flow flows in the annular flow gap around the first spiral tube, which is heated or cooled by a heat transfer medium. This is a relatively good and homogeneous one
  • the heat transfer between the heat transfer medium and the pneumatic flow is further improved by arranging a second tube spiral, which can also be connected to a heat transfer medium, in the annular flow gap, the first and second tube spiral having different diameters and the windings of the first tube spiral being axially offset between the turns of the second Pipe spiral lie.
  • the width B of the annular flow gap preferably corresponds to 2.5 times to 3 times the outside diameter of the tube from which the tube spirals are made.
  • the housing core can be manufactured as a closed hollow body, the first tube spiral opening into this hollow body in such a way that the heat transfer medium flows through it.
  • the second tube spiral if present, also advantageously opens into the. Hollow body, wherein the hollow body can have a common connection piece for a heat transfer return line.
  • the housing core and the spiral tube (s) form a unit which is advantageously carried by a common flange which is fastened to one end of the outer housing.
  • the housing core advantageously has a displacement body, which is arranged within the housing core in such a way that it defines an annular flow gap for the heat transfer medium. In this way, a more homogeneous temperature of the outer wall of the housing core is achieved.
  • the heat exchanger can have an outer jacket which surrounds the outer housing in such a way that an annular heat carrier space is delimited around this outer housing.
  • a heat exchanger according to the invention is particularly advantageously suitable for heating coal dust. The coal dust is fed through the heat exchanger as a pneumatic flow.
  • Fig. 1 a longitudinal section through a heat exchanger in a pneumatic conveyor.
  • the heat exchanger 10 shown in Fig. 1 was developed for a pneumatic coal dust conveyor system. It is intended to warm up the pneumatically conveyed coal dust as homogeneously as possible before the latter is blown into a blast furnace, for example.
  • the arrow 12 indicates a pneumatic delivery line upstream and the arrow 14 a pneumatic delivery line downstream of the heat exchanger 10.
  • the conveying lines according to arrows 12 and 14 are part of a pneumatic conveying device which is known per se and which, for simplification, is not shown overall.
  • the heat exchanger 10 comprises a cylindrical, tubular outer housing 16 which is set up vertically.
  • the reference numeral 18 consequently designates the lower end and the reference numeral 20 the upper end of the outer housing 16.
  • Both ends 18, 20 are each closed with a flanged bottom 22, 24.
  • the outer housing 16 has an inlet connector 26 and at its upper end 20 an outlet connector 28.
  • the pneumatic delivery line 12 is connected to the inlet connection 26 and the pneumatic delivery line 14 to the outlet connection 28.
  • the pneumatic delivery flow is consequently blown from the pneumatic delivery line 12 through the inlet connection 26 into a heat exchanger interior 30 inside the outer housing 16, flows through this heat exchanger interior 30 to the outlet connection 28 and is fed by the latter into the pneumatic delivery line 14.
  • a housing core 32 is arranged in the heat exchanger interior 30 in such a way that it has an annular flow gap 34 for it delimits the pneumatic flow, which extends from the confluence of the inlet connector 26 to the confluence with the outlet connector 28.
  • the housing core 32 is arranged coaxially with the cylindrical outer housing 16, so that the annular flow gap 34 has essentially the same width "B" everywhere.
  • Two tubular spirals 36 and 38 are arranged in the annular flow gap 34.
  • the first tube spiral 36 which is also referred to as the inner tube spiral 36, has a smaller spiral diameter than the second tube spiral 38, which is also referred to as the outer tube spiral 38.
  • the turns of the first tube spiral 36 lie in the axial direction between the turns of the second tube spiral 38.
  • the two tube spirals 36 and 38 are each made of a tube with an outer diameter D, the width B of the annular flow gap being approximately 2.5 ⁇ D.
  • the upper end of the two pipe spirals 36 and 38 each lead into a connecting piece 40, 42.
  • the two pipe spirals 36, 38 can be connected to a distributor network 44 of a heat transfer medium (for example a heat transfer oil).
  • a heat transfer medium for example a heat transfer oil.
  • the two pipe spirals 36 and 38 With their lower end 46, 48, the two pipe spirals 36 and 38 each open into the lower end of the housing core 32.
  • the latter is designed as a closed, tubular hollow body and has an outlet connection 50 at its upper end. This outlet connection 50 is at one
  • a displacement body 52 is arranged in the housing core 32 and delimits an annular flow gap 54 for the heat transfer medium within the housing core 32.
  • the heat transfer medium is consequently introduced through the connecting pieces 40, 42 into the pipe spirals 36, 38, flows through these pipe spirals 36, 38, is introduced into the lower end of the housing core 32, flows in the housing core 32 through the annular flow gap 54, the outer wall of the housing core 32 is heated.
  • the heat transfer medium is then fed into the return line 44 ′ via the outlet connection 50. initiated.
  • the reference numeral 60 denotes an outer jacket which surrounds the outer housing 16 between the inlet connector 26 and the outlet connector 28 in such a way that an annular space 62 is delimited here around the outer housing 16.
  • This annular space 62 is also connected to the heat transfer medium distribution network via an inlet connection 64 and an outlet connection 66, the heat transfer medium heating the outer wall of the outer housing 16 when flowing through the annular space 62.
  • the pneumatic flow is directed essentially axially through the annular flow gap 34 and is heated in it by the two heated tube spirals 36, 38, the heated wall of the housing core 32 and the heated wall of the outer housing 16 before it passes over the heat exchanger 10 leaves the outlet port 28. It should be noted that the housing core 32 and the two
  • Pipe spirals 36, 38 form a unit which is supported by a cylindrical ring flange 70.
  • This cylindrical ring flange 70 which is arranged between the outer housing 16 and the upper dished end 24, the two connecting pieces 40, 42 and the outlet piece 50 are led out.
  • the housing core 32 and the two tube spirals 36, 38 can consequently be very easily installed and removed as a unit together with their connecting pieces 40, 42, 50.
  • Heating elements i.e. the tube spirals 36, 38 and the heated housing core 32
  • Heating elements can be exchanged in the simplest way.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Eine pneumatische Fördervorrichtung umfasst eine pneumatischen Förderleitung (12, 14) in die ein Wärmetauscher eingebaut ist. Der Wärmetauscher (10) umfasst ein zylindrisches Außengehäuse (16) mit einem ersten Ende (18) und einem zweiten Ende (20), einem Einlassstutzen (26) für einen pneumatischen Förderstrom an seinem ersten Ende (18) und einem Auslassstutzen (28) für den pneumatischen Förderstrom an seinem zweiten Ende (20). Innerhalb dieses zylindrischen Außengehäuses (16) ist ein Gehäusekem (32) derart angeordnet, dass er hierin einen ringförmigen Strömungsspalt (34) für den pneumatischen Förderstrom abgrenzt. In diesern ringförmigen Strömungsspalt (34) ist eine erste Rohrspirale (36) angeordnet, welche von einem Wärmeträger durchströmt wird.

Description

Pneumatische Fördervorrichtung mit Wärmetauscher
Die vorliegende Erfindung betrifft eine pneumatische Fördervorrichtung mit Wärmetauscher.
Stan cfe* T&chnik
Als pneumatische Förderung bezeichnet man den Transport eines partikelförmigen Feststoffes in eine m Gas ström durch eine Rohrleitung, auch noch pneumatische Förderleitung genannt. Es ist bekannt in eine pneumatische Förderleitung einen Wärmetauscher einzubauen, um einen pneumatischen Förderstrom aufzuwärmen, bzw. zu kühlen. Es ist jedoch ebenfalls bekannt, dass ein homogenes Aufwärmen/Kühlen eines pneumatischen Förderstroms nicht unproblematisch ist. In der Patentanmeldung WO 99/24773 wird vorgeschlagen, den pneumatischen Förderstrom in ein Auflockerungsgefäß einzutragen indem der Feststoff ein Wirbelbett ausbildet. Das Auflockerungsgefäß wird hierbei von mehreren senkrechten Wärmeträgerrohren durchzogen, die den Feststoff im Wirbelbett aufheizen. Am oberen Ende des Auflockern ngsgefäßes wird der Feststoff kontinuierlich ausgetragen. In der Patentanmeldung FR 1.179.572 wird hingegen vorgeschlagen, den Feststoffstrom auf mehrere senkrechte Rohrleitungen aufzuteilen, welche ein Gefäß durchqueren, das von einem Wärmeträger durchströmt wird. Es sind weiterhin verschiedenartige Wärmetauscher für den Wärmeaustausch zwischen Flüssigkeiten bzw. zwischen Dampf und Flüssigkeit bekannt. Für den Fachmann liegt jedoch auf der Hand, dass solche
Wärmetauscher für ein homogenes Aufwärmen/Kühlen eines pneumatischen
Förderstroms a priori nicht geeignet sind. Aus der Patentanmeldung GB 657,079 ist beispielsweise ein Wärmetauscher zur Rückgewinnung von verwertbarer Wärme aus mit
Feststoffen versetzten Flüssigkeiten, wie z.B. Steinkohlenteer, Pech oder Bitumenrückständen, bekannt. Um eine Verstopfung des Wärmetauschers durch die sich typischerweise bildenden Sedimentablagerungen zu verhindern, werden die Feststoffe innerhalb des Wärmetauschers abgeschieden. Hierzu ist im Inneren des Wärmetauschers ein zylindrischer Kanal großen Querschnitts vorgesehen, welcher in einen diesen umgebenden, ringförmigen Kanal geringeren Querschnitts mündet. Das Flüssigkeits-Feststoffgemisch strömt mit geringer Geschwindigkeit durch den zylindrischen Kanal und anschließend mit erhöhter Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung durch den ringförmigen Kanal. Im ringförmigen Kanal ist die Flüssigkeit weitgehend von ihren Feststoffen befreit. Dort gibt sie Wärme ab an eine, in spiralförmigen Leitungen geführte, weitere wärmeaufnehmende Flüssigkeit. Vor dem Wärmetausch wird somit durch Schwerkraft, Umlenkung und die Geschwindigkeitsdifferenz eine Partikelabscheidung erreicht. Durch diese Partikelabscheidung ist der Wärmetauscher allerdings völlig ungeeignet für pneumatische Förderströme. In der GB 791,843 wird ein Wärmetauscher für das Aufheizen von Öl mittels Wasserdampf beschrieben. Dieser weist eine Mehrzahl spiralförmiger Rohrleitungen für den Wasserdampf auf. Die spiralförmigen Rohrleitungen umgeben eine zentrale Leitung, an welche sie seriell angeschlossen sind. Diese sind dabei derart angeordnet, dass sie sich fast gegenseitig berühren, wodurch um die zentrale Leitung innerhalb des Wärmetauschers ein schraubenförmiger Kanal fü r das Öl gebildet wird. Ein solcher Wärmetauscher ist für einen pneumatischen Förderstrom nicht geeignet, da dieser für Abrasion anfällig ist und der schraubenförmige Kanal einen zu großen Strömungswiderstand aufweist. Aus der DE 201 21 520 ist eine Wärmetauscheranordnung mit Spiralmanschette zur Rückgewinnung von Wärme aus Abwässern bekannt. Die Anordnung umfasst ein einstückiges Außengehäuse mit einer darin angeordneten Kernrohrvorrichtung, welche von einem spiralförmigen, wärmetauschenden Kupferrohr umgeben ist. Zur schraubenförmigen Führung des Flüssigkeitsstroms dienen Flussführungsplatten, welche zwischen den Windungen des Kupferrohrs liegend und an Außengehäuse sowie Kernrohrvorrichtung angrenzend, spiralförmig angeordnet sind. Auch dieser Wärmetauscher ist ausgelegt für Flüssigkeiten und ist nicht geeignet für einen pneumatischen Förderstrom.
Zu$®mm f&ssunq cfer E in ng
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine pneumatische Fördervorrichtung mit einem kompakten Wärmetauscher vorzuschlagen, der einen verbesserten Wärmeaustausch zwischen einem Wärmeträger und dem pneumatischen Förderstrom gewährleistet. Diese Aufgabe wird durch eine pneumatische Fördervorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße pneumatische Fördervorrichtung umfasst eine pneumatische Förderleitung in die ein Wärmetauscher eingebaut ist. Der
Wärmetauscher weist ein zylindrisches Außengehäuse auf mit einem ersten
Ende und einem zweiten Ende, einem Einlassstutzen für einen pneumatischen
Förderstrom an seinem ersten Ende und einem Auslassstutzen für den pneumatischen Förderstrom an seinem zweiten Ende. Innerhalb dieses zylindrischen Außengehäuses ist ein Gehäusekern derart angeordnet, dass er hierin einen ringförmigen Strömungsspalt abgrenzt, der vom pneumatischen
Förderstrom axial durchströmt wird. In diesem ringförmigen Strömungsspalt ist eine erste Rohrspirale angeordnet, welche an eine Wärmeträgerverteilung anschließbar ist. Der pneumatische Förderstrom umströmt im ringförmigen Strömungsspalt die erste Rohrspirale, welche durch einen Wärmeträger beheizt, bzw. gekühlt wird. Hierbei wird ein relativ guter und homogener
Wärmeaustausch zwischen der Rohrspirale und dem pneumatischen
Förderstrom erzielt. Der Wärmeübergang zwischen dem Wärmeträger und dem pneumatischen Förderstrom wird weiter verbessert, indem eine zweite Rohrspirale, welche ebenfalls an eine Wärmeträgerverteilung anschließbar ist, im ringförmigen Strömungsspalt angeordnet ist, wobei die erste und zweite Rohrspirale unterschiedliche Durchmesser aufweisen und die Windungen der ersten Rohrspirale axial versetzt zwischen den Windungen der zweiten Rohrspirale liegen. Bei pulverförmigen Feststoffen, wie z.B. Kohlenstaub, entspricht die Breite B des ringförmigen Strömungsspaltes vorzugsweise dem 2,5-fachen bis 3- fachen Außendurchmesser des Rohrs, aus dem die Rohrspiralen hergestellt sind. Um den Wärmeübergang zwischen dem Wärmeträger und dem pneumatischen Förderstrom weiter zu verbessern, kann der Gehäusekern als geschlossener Hohlkörper gefertigt sein, wobei die erste Rohrspirale in diesen Hohlkörper derart einmündet, dass er vom Wärmeträger durchströmt wird. Auch die zweite Rohrspirale mündet, falls vorhanden, ebenfalls vorteilhaft in den. Hohlkörper ein, wobei der Hohlkörper einen gemeinsamen Anschlussstutzen für eine Wärmeträger-Rücklaufleitung aufweisen kann. Um den Ein- und Ausbau des Gehäusekerns und der Rohrspirale(n) zu vereinfachen, bilden Gehäusekern und Rohrspirale(n) eine Einheit aus, die vorteilhaft von einem gemeinsamen Flansch getragen wird, der an einem Ende des Außengehäuses befestigt ist. Der Gehäusekern weist vorteilhaft einen Verdrängungskörper auf, der innerhalb des Gehäusekerπs derart angeordnet ist, dass er hierin einen ringförmigen Strömungsspalt für den Wärmeträger abgrenzt. Hierdurch wird eine homogenere Temperatur der Außenwand des Gehäusekerns erzielt. Um eine zusätzliche Verbesserung des Wärmeübergangs zu erzielen, kann der Wärmetauscher einen äußeren Mantel aufweisen, der das Außengehäuse derart umgibt, dass um dieses Außengehäuse ein ringförmiger Wärmeträgerraum abgegrenzt wird. Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher eignet sich besonders vorteilhaft zum Aufwärmen von Kohlenstaub. Hierbei wird der Kohlenstaub als pneumatischer Förderstrom durch den Wärmetauscher geleitet.
FigwrΘύ&ufstΘilung
Im Folgenden wird nun eine beispielhafte Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 : einen Längsschnitt durch einen Wärmetauscher in einer pneumatischen Fördervorrichtung.
B ch lbumg &imr bmomu i Amg@BtΘltMάg der Erflnά g sf liancf cfer Figumn
Der in Fig. 1 gezeigte Wärmetauscher 10 wurde für eine pneumatische Kohlenstaub-Förderanlage entwickelt. Er soll den pneumatisch geförderten Kohlenstaub möglichst homogen aufwärmen, bevor letzterer zum Beispiel in einen Hochofen eingeblasen wird. Mit dem Pfeil 12 ist eine pneumatische Förderleitung stromaufwärts und mit dem Pfeil 14 eine pneumatische Förderleitung stromabwärts vom Wärmetauscher 10 schematisch angedeutet. Die Förderleitungen gemäss Pfeil 12 und 14 sind Teil einer an und für sich bekannten pneumatischen Fördereinrichtung, welche zur Vereinfachung nicht insgesamt abgebildet ist. Der Wärmetauscher 10 umfasst ein zylindrisches, rohrförmiges Außengehäuse 16, das senkrecht aufgestellt ist. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet folglich das untere Ende und das Bezugszeichen 20 das obere Ende des Außengehäuses 16. Beide Enden 18, 20 sind jeweils mit einem aufgeflanschten Klöpperboden 22, 24 verschlossen. An seinem unteren Ende 18 weist das Außengehäuse 16 einen Einlassstutzen 26 und an seinem oberen Ende 20 einen Auslassstutzen 28 auf. Die pneumatische Förderleitung 12 ist an den Einlassstutzen 26 und die pneumatische Förderleitung 14 an den Auslassstutzen 28 angeschlossen. Der pneumatischen Förderstrom wird folglich von der pneumatischen Förderleitung 12 durch den Einlassstutzen 26 in einen Wärmetauscherinnenraum 30 im Inneren des Außengehäuses 16 eingeblasen, durchströmt diesen Wärmetauscherinnenraum 30 bis zum Auslassstutzen 28 und wird durch Letzteren in die pneumatische Förderleitung 14 eingespeist. Im Wärmetauscherinnenraum 30 ist ein Gehäusekern 32 derart angeordnet, dass er hierin einen ringförmigen Strömungsspalt 34 für den pneumatischen Förderstrom abgrenzt, der sich von der Einmündung des Einlassstutzens 26 bis zur Einmündung in den Auslassstutzen 28 erstreckt. Der Gehäusekern 32 ist koaxial zum zylindrischen Außengehäuse 16 angeordnet ist, so dass der ringförmige Strömungsspalt 34 überall im wesentlichen die gleiche Breite "B" aufweist. In dem ringförmigen Strömungsspalt 34 sind zwei Rohrspiralen 36 und 38 angeordnet. Die erste Rohrspirale 36, die auch noch als innere Rohrspirale 36 bezeichnet wird, hat einen kleineren Spiraldurchmesser als die zweite Rohrspirale 38, die auch noch als äußere Rohrspirale 38 bezeichnet wird. Zudem liegen die Windungen der ersten Rohrspirale 36 in axialer Richtung zwischen den Windungen der zweiten Rohrspirale 38. Die beiden Rohrspiralen 36 und 38 sind jeweils aus einem Rohr mit einem Außendurchmesser D gefertigt, wobei die Breite B des ringförmigen Strömungsspalts ungefähr 2,5xD ist. Mit ihrem oberen Ende münden die beiden Rohrspiralen 36 und 38 jeweils in einen Anschlussstutzen 40, 42. Mittels dieser Anschlussstutzen 40, 42 können die beiden Rohrspiralen 36, 38 an ein Verteilernetz 44 eines Wärmeträgers (z.B. ein Wärmeträgeröl) angeschlossen werden. Mit ihrem unteren Ende 46, 48 münden die beiden Rohrspiralen 36 und 38 jeweils in das unter Ende des Gehäusekerns 32. Letzterer ist als geschlossener, rohrförmiger Hohlkörper ausgebildet und weist an seinem oberen Ende einen Auslassstutzen 50 auf. Dieser Auslassstutzen 50 ist an eine
Rücklaufleitung 44' für den Wärmeträger angeschlossen. Im Gehäusekern 32 ist ein Verdrängungskörper 52 angeordnet, der innerhalb des Gehäusekerns 32 einen ringförmigen Strömungsspalt 54 für den Wärmeträger abgrenzt. Der Wärmeträger wird folglich durch die Anschlussstutzen 40, 42 in die Rohrspiralen 36, 38 eingeleitet, durchströmt diese Rohrspiralen 36, 38, wird in das unter Ende des Gehäusekerns 32 eingeleitet, strömt im Gehäusekern 32 durch den ringförmigen Strömungsspalt 54, wobei die Außenwand des Gehäusekerns 32 erhitzt wird. Anschließend wird der Wärmeträger über den Auslassstutzen 50 in die Rücklaufleitung 44' eingeleitet. Mit dem Bezugszeichen 60 ist ein äußerer Mantel bezeichnet der das Außengehäuse 16 zwischen dem Einlassstutzen 26 und dem Auslassstutzen 28 derart umgibt, dass hier um das Außengehäuse 16 ein ringförmiger Raum 62 abgegrenzt wird. Über einen Einlassstutzen 64 und einen Auslassstutzen 66 ist auch dieser ringförmige Raum 62 an das Wärmeträger-Verteilernetz angeschlossen, wobei der Wärmeträger beim Durchströmen des ringförmigen Raums 62 die Außenwand des Außengehäuses 16 beheizt. Im Wärmetauscherinnenraum 30 wird der pneumatische Förderstrom im wesentlichen axial durch den ringförmigen Strömungsspalt 34 geleitet und wird in diesem von den beiden beheizten Rohrspiralen 36, 38, der beheizten Wand des Gehäusekerns 32 und der beheizten Wand des Außengehäuses 16 aufgewärmt, bevor er den Wärmetauscher 10 über den Auslassstutzen 28 verlässt. Es bleibt anzumerken, dass der Gehäusekern 32 und die beiden
Rohrspiralen 36, 38 eine Einheit ausbilden, die von einem zylindrischen Ringflansch 70 getragen wird. Durch diesen zylindrischen Ringflansch 70, der zwischen dem Außengehäuse 16 und dem oberen Klöpperboden 24 angeordnet ist, sind die beiden Anschlussstutzen 40, 42 und der Auslassstutzen 50 herausgeführt. Der Gehäusekern 32 und die beiden Rohrspiralen 36, 38 lassen sich folglich sehr einfach als Einheit zusammen mit ihren Anschlussstutzen 40, 42, 50 ein- und ausbauen. Mit dem beschriebenen Wärmetauscher 10 lässt sich ein wirksames und homogenes Aufwärmen eines pneumatischen Förderstroms erzielen. Zudem ist der vorgestellte Wärmetauscher 10 äußerst kompakt und die inneren
Heizelemente (d.h. die Rohrspiralen 36, 38 und der beheizte Gehäusekern 32) lassen sich auf einfachste Art und Weise austauschen.

Claims

Patentansprüche
1. Pneumatische Fördervorrichtung umfassend eine pneumatische Förderleitung in die ein Wärmetauscher eingebaut ist, wobei dieser Wärmetauscher aufweist: ein zylindrisches Außengehäuse mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, einem Einlassstutzen für einen pneumatischen Förderstrom an seinem ersten Ende und einem Auslassstutzen für den pneumatischen Förderstrom an seinem zweiten Ende; dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des zylindrischen Außengehäuses ein Gehäusekern derart angeordnet ist, dass er hierin einen ringförmigen Strömungsspalt abgrenzt, der vom pneumatischen Förderstrom axial durchströmt wird; und im ringförmigen Strömungsspalt eine erste Rohrspirale für einen Wärmeträger derart angeordnet ist, dass sie im ringförmigen Strömungsspalt vom pneumatischen Förderstrom umströmt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei: im ringförmigen Strömungsspalt eine zweite Rohrspirale für einen Wärmeträger derart angeordnet ist, dass sie im ringförmigen Strömungsspalt vom pneumatischen Förderstrom umströmt wird, die erste und zweite Rohrspirale unterschiedliche Durchmesser aufweisen, und die Windungen der ersten Rohrspirale axial versetzt zwischen den Windungen der zweiten Rohrspirale liegen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Breite (B) des ringförmigen Strömungsspalt dem 2,5-fachen bis 3-fachen Außendurchmesser des Rohrs entspricht, aus dem die Rohrspiralen hergestellt sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehäusekern ein geschlossener Hohlkörper ist, und die erste Rohrspirale in diesen Hohlkörper derart einmündet, dass er vom Wärmeträger durchströmt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die zweite Rohrspirale ebenfalls in den Hohlkörper einmündet, und der Hohlkörper einen gemeinsamen Anschlussstutzen für eine Wärmeträger-Rücklaufleitung aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Gehäusekern und die erste Rohrspirale eine Einheit ausbilden die von einem gemeinsamen Flansch getragen wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der Gehäusekern einen Verdrängungskörper aufweist, der innerhalb des Gehäusekerns derart angeordnet ist, dass er hierin einen ringförmigen Strömung sspalt für den Wärmeträger abgrenzt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend einen äußeren Mantel, der das Außengehäuse derart umgibt, dass um dieses Außengehäuse einen ringförmigen Raum für den Wärmeträger abgegrenzt ist.
9. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Aufwärmen von Kohlestaub als pneumatischem Förderstrom.
EP04787107A 2003-09-09 2004-09-07 Pneumatische fördervorrichtung mit wärmetauscher Withdrawn EP1664651A1 (de)

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PCT/EP2004/052074 WO2005024330A1 (de) 2003-09-09 2004-09-07 Pneumatische fördervorrichtung mit wärmetauscher

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