EP3096101A1

EP3096101A1 - Kühlvorrichtung zum kühlen von schüttgut

Info

Publication number: EP3096101A1
Application number: EP15168305.9A
Authority: EP
Inventors: Ernst Oberndorfer; Michaela Boeberl; Andrea Wegerer
Original assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Current assignee: Primetals Technologies Austria GmbH
Priority date: 2015-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2016-11-23
Anticipated expiration: 2035-05-20
Also published as: RU2707773C2; PL3096101T3; TR201807475T4; JP6739449B2; US20180094335A1; RU2017134644A3; TW201708781A; CN106168448A; RU2017134644A; ZA201707253B; UA120447C2; BR112017023721A2; WO2016184682A1; EP3096101B1; JP2018520329A; KR20180008783A; CN206073735U

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung (2; 50) zum Kühlen von Schüttgut (4), welche einen Kühlschacht (8) sowie mindestens eine Aufgabeschurre (14) zum Einführen des Schüttguts (4) in den Kühlschacht (8) aufweist. Um eine gleichmäßige Abkühlung des Schüttguts (4) zu erreichen wird vorgeschlagen, dass die Aufgabeschurre (14) eine erste Wandung (30) sowie eine der ersten Wandung (30) gegenüberliegend angeordnete zweite Wandung (32) umfasst und die erste Wandung (30) zumindest abschnittweise in einem anderen Neigungswinkel (34) bezüglich einer Vertikalen (36) angeordnet ist als die zweite Wandung (32).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Schüttgut, welche einen Kühlschacht sowie mindestens eine Aufgabeschurre zum Einführen des Schüttguts in den Kühlschacht aufweist.
Heißes Schüttgut, beispielsweise gesintertes Eisenerz aus einer Sinteranlage, muss in der Regel abgekühlt werden, bevor es in einem Silo gespeichert und/oder weiter verarbeitet werden kann.
Es ist bekannt, zum Kühlen von heißem Schüttgut Kühlvorrichtungen der oben genannten Art (sogenannte Schachtkühler) einzusetzen, bei welchen der Kühlschacht der jeweiligen Kühlvorrichtung als Wärmetauscher verwendet wird. Beim Kühlen des Schüttguts ist man bestrebt, eine ungleichmäßige bzw. räumlich inhomogene Abkühlung des Schüttguts zu vermeiden, was mit bisher bekannten Kühlvorrichtungen jedoch üblicherweise nicht gelingt.
Weist das Schüttgut Bereiche auf, die nur schwach abgekühlt wurden und folglich eine hohe Temperatur aufweisen, können diese Bereiche eine der Kühlvorrichtung nachgeschaltete Fördereinrichtung und/oder ein Silo, in welchem das Schüttgut gespeichert wird, beschädigen. Außerdem kann sich in einem solchen Fall ein Weitertransport und/oder eine Weiterverarbeitung des Schüttguts verzögern, da zunächst gewartet werden muss, bis sich besagte Bereiche des Schüttguts hinreichend stark abgekühlt haben.
Eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Kühlvorrichtung zum Kühlen von Schüttgut bereitzustellen, mittels welcher eine gleichmäßige Abkühlung des Schüttguts erreicht werden kann. Diese Aufgabe wird durch eine Kühlvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, bei der erfindungsgemäß die Aufgabeschurre eine erste Wandung sowie eine der ersten Wandung gegenüberliegend angeordnete zweite Wandung umfasst und die erste Wandung zumindest abschnittweise in einem anderen Neigungswinkel bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist als die zweite Wandung.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung sind jeweils Gegenstand abhängiger Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass sich große Schüttgutkörner, insbesondere Schüttgutkörner mit einem Durchmesser von mindestens 80 mm, langsamer abkühlen als kleine Schüttgutkörner. Wenn das im Kühlschacht befindliche Schüttgut Bereiche aufweist, in denen eine Konzentration großer Schüttgutkörner überdurchschnittlich hoch ist, kühlt sich das Schüttgut in diesen Bereichen langsamer ab als in Bereichen mit durchschnittlich oder unterdurchschnittlich hoher Konzentration großer Schüttgutkörner. Damit sich das Schüttgut im Kühlschacht gleichmäßig abkühlen kann, ist es also vorteilhaft, wenn die Schüttgutkörner hinsichtlich ihrer Größe (bzw. ihres Durchmessers) im Kühlschacht räumlich homogen verteilt sind.
Weiter geht die Erfindung von der Überlegung aus, dass dann, wenn die Schüttgutkörner durch die Aufgabeschurre räumlich homogen verteilt in den Kühlschacht eingeführt werden, eine Segregation der Schüttgutkörner bezüglich ihrer Größe zumindest unter der Aufgabeschurre vermindert bzw. vermieden werden kann.
Ferner liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass dadurch, dass die erste Wandung zumindest abschnittweise in einem anderen Neigungswinkel bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist als die zweite Wandung, die Schüttgutkörner räumlich homogen durch die Aufgabeschurre geführt werden und folglich auch räumlich homogen in den Kühlschacht eingeführt werden. Besagte Ausgestaltung der Aufgabeschurre ermöglicht also eine gleichmäßige Abkühlung des Schüttguts.
Bei dem Schüttgut kann es sich beispielsweise um gesintertes Eisenerz, auch Sinter genannt, handeln. Das heißt, die Kühlvorrichtung kann ein sogenannter Sinterkühler sein.
Vorzugsweise umfasst die zweite Wandung einen einzigen, insbesondere eben ausgestalteten Wandungsabschnitt. Grundsätzlich ist es jedoch möglich, dass die zweite Wandung mehrere Wandungsabschnitte aufweist. Im letztgenannten Fall können die einzelnen Wandungsabschnitte der zweiten Wandung beispielsweise unter Einsatz eines Umformverfahrens ausgebildet sein. Alternativ kann die zweite Wandung im Falle mehrerer Wandungsabschnitte mehrere miteinander verbundene Wandungsplatten aufweisen, welche die einzelnen Wandungsabschnitte ausbilden.
Weiterhin kann in dem Fall, dass die zweite Wandung mehrere Wandungsabschnitte aufweist, die erste Wandung zumindest abschnittsweise in einem anderen Neigungswinkel bezüglich einer Vertikalen angeordnet sein als einer der Wandungsabschnitte der zweiten Wandung. Des Weiteren kann in dem Fall, dass die zweite Wandung mehrere Wandungsabschnitte aufweist, die erste Wandung zumindest abschnittsweise in einem anderen Neigungswinkel bezüglich einer Vertikalen angeordnet sein als mehrere, insbesondere alle, der Wandungsabschnitte der zweiten Wandung.
Bevorzugterweise ist die Aufgabeschurre zumindest abschnittsweise im Kühlschacht, insbesondere in einem oberen Bereich des Kühlschachts, angeordnet.
Weiter ist es bevorzugt, wenn ein Abstand, den die beiden Wandungen zueinander aufweisen, nach oben hin abnimmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 27° und 47° bezüglich einer Vertikalen angeordnet. In diesem Fall weist die erste Wandung sinnvollerweise einen einzigen, insbesondere eben ausgestalteten Wandungsabschnitt auf. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 34° und 40°, insbesondere in einem Neigungswinkel von 37°, bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die zweite Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 7° und 27° bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 14° und 20°, insbesondere in einem Neigungswinkel von 16,5°, bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist. Mit solch einer Anordnung bzw. Ausgestaltung der beiden Wandungen kann eine Segregation der Schüttgutkörner besonders gut reduziert werden.
In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 35° und 55° bezüglich einer Vertikalen angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 42° und 48°, insbesondere in einem Neigungswinkel von 45°, bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist. Ferner ist es zweckmäßig, wenn die erste Wandung einen ersten und einen zweiten Wandungsabschnitt aufweist. Der erste Wandungsabschnitt der ersten Wandung kann insbesondere ein unterer Wandungsabschnitt sein, wohingegen der zweite Wandungsabschnitt der ersten Wandung ein oberer Wandungsabschnitt sein kann. Vorzugsweise ist der erste Wandungsabschnitt der ersten Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 35° und 55° bezüglich einer Vertikalen angeordnet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Wandungsabschnitt der ersten Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 42° und 48°, insbesondere in einem Neigungswinkel von 45°, bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist. Weiter ist es bevorzugt, wenn der zweite Wandungsabschnitt der ersten Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 5° und 25° bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zweite Wandungsabschnitt der ersten Wandung in einem Neigungswinkel zwischen 8° und 14°, insbesondere in einem Neigungswinkel von 11°, bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist. Mit solch einer Anordnung bzw. Ausgestaltung der beiden Wandungen kann eine Segregation der Schüttgutkörner besonders gut reduziert werden.
In dem Fall, dass die erste Wandung mehrere Wandungsabschnitte aufweist, können die einzelnen Wandungsabschnitte der ersten Wandung beispielsweise unter Einsatz eines Umformverfahrens ausgebildet sein. Alternativ kann die erste Wandung mehrere miteinander verbundene Wandungsplatten aufweisen, welche die einzelnen Wandungsabschnitte ausbilden.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der erste Wandungsabschnitt der ersten Wandung zumindest im Wesentlichen in demselben Neigungswinkel bezüglich einer Vertikalen angeordnet ist, wie die zweite Wandung. Das heißt, der erste Wandungsabschnitt der ersten Wandung kann parallel oder im Wesentlichen parallel zu der zweiten Wandung angeordnet sein.
Sinnvollerweise umfasst die Aufgabeschurre mindestens zwei weitere Wandungen. Zweckmäßigerweise sind die beiden weiteren Wandungen einander gegenüberliegend angeordnet. Zudem ist es zweckmäßig, wenn die beiden weiteren Wandungen jeweils mit der ersten und/oder der zweiten Wandung verbunden sind.
Ferner können die beiden weiteren Wandungen parallel zueinander angeordnet sein. Insbesondere können die beiden weiteren Wandungen vertikal angeordnet sein.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung können die beiden weiteren Wandungen schräg zueinander angeordnet sein. In letztgenanntem Fall nimmt ein Abstand, den die beiden weiteren Wandungen zueinander aufweisen, vorzugsweise nach unten hin ab. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn die beiden weiteren Wandungen zumindest im Wesentlichen in demselben Neigungswinkel bezüglich einer Vertikalen angeordnet sind, beispielsweise in einem Neigungswinkel von 15°.
Die Aufgabeschurre weist zweckmäßigerweise einen Schüttgutauslass auf. Der Schüttgutauslass kann mindestens zwei Leisten umfassen. Bevorzugterweise sind die Leisten horizontal ausgerichtet. Außerdem ist es zweckmäßig, wenn die Leisten an unterschiedlichen Wandungen, insbesondere an einander gegenüberliegend angeordneten Wandungen, platziert sind. Weiterhin kann es sich bei den Leisten jeweils um einen abgekanteten Abschnitt, insbesondere rechtwinklig abgekanteten Abschnitt, der jeweiligen weiteren Wandung handeln. Darüber hinaus können die Leisten in unterschiedlichen Höhen angeordnet sein.
Zweckmäßigerweise bildet sich auf den Leisten jeweils ein Schüttgutpolster aus. Diese Schüttgutpolster dienen vorzugsweise dazu, zumindest einen Teil des Schüttguts beim Austreten aus der Aufgabeschurre abzulenken, insbesondere um ein divergentes Austreten des Schüttguts aus der Aufgabeschurre zu verhindern. Außerdem können die Schüttgutpolster einen Verschleiß bzw. Materialabtrag der Aufgabeschurre vermindern.
Des Weiteren kann die Aufgabeschurre eine rechteckige Querschnittsform aufweisen, insbesondere in einem horizontalen Querschnitt. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Aufgabeschurre im horizontalen Querschnitt eine Längsausdehnung aufweist, die 40% bis 90% eines Innenradius des Kühlschachts entspricht.
Zweckmäßigerweise ist die Aufgabeschurre rotierbar gelagert. Die Aufgabeschurre kann also eine sogenannte Drehschurre sein. Weiterhin umfasst die Kühlvorrichtung sinnvollerweise eine Antriebseinheit zum Antreiben bzw. Rotieren der Aufgabeschurre. Durch eine Rotation der Aufgabeschurre, insbesondere bei konstanter Drehfrequenz, kann im Kühlschacht eine radialsymmetrische Schüttgutoberfläche bzw. eine radialsymmetrische Betthöhe des Schüttguts erreicht werden. Dies wiederum ist für eine gleichmäßige Abkühlung des Schüttguts vorteilhaft.
Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Kühlschacht zumindest abschnittsweise axialsymmetrisch ausgestaltet ist. Der Kühlschacht umfasst vorzugsweise einen hohlzylindrisch ausgestalteten Schachtabschnitt. Zweckmäßigerweise ist eine Zylinderachse des hohlzylindrisch ausgestalteten Schachtabschnitts vertikal ausgerichtet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Aufgabeschurre um die Zylinderachse rotierbar gelagert. Weiterhin kann die Zylinderachse außerhalb der Aufgabeschurre angeordnet sein. Anders ausgedrückt, die Aufgabeschurre kann derart angeordnet sein, dass die Zylinderachse nicht durch die Aufgabeschurre verläuft. Alternativ kann die Zylinderachse innerhalb der Aufgabeschurre angeordnet sein. Das heißt, die Aufgabeschurre kann alternativ derart angeordnet sein, dass die Zylinderachse durch die Aufgabeschurre verläuft.
Darüber hinaus kann die Kühlvorrichtung einen Vorlagebunker umfassen. Zweckmäßigerweise ist die Aufgabeschurre mit dem Vorlagebunker verbunden, insbesondere eingangsseitig verbunden.
Vorzugsweise ist der Kühlschacht ein luftgekühlter Wärmetauscher. Zweckmäßigerweise umfasst die Kühlvorrichtung mindestens einen Lüfter, insbesondere ein Gebläse, zum Einblasen von Kühlluft in den Kühlschacht. Weiterhin kann die Kühlvorrichtung mindestens eine Pumpe zum Absaugen von Kühlluft aus dem Kühlschacht aufweisen.
Der Kühlschacht kann insbesondere als sogenannter Gegenstromwärmeübertrager ausgestaltet sein. Das heißt, die Kühlluft kann den Kühlschacht entgegen einer Transportrichtung, entlang welcher das Schüttgut im Kühlschacht transportiert wird, durchströmen. Dadurch ist es möglich, mehr thermische Energie vom Schüttgut auf die Kühlluft abzuführen als z.B. bei einem sogenannten Kreuzstromwärmeübertrager. Auf diese Weise kann eine höhere Kühllufttemperatur erreicht werden, wodurch wiederum für nachfolgende Prozesse, welche die beim Durchströmen des Kühlschachts aufgeheizte Kühlluft als Wärmequelle verwenden, mehr thermische Energie zur Verfügung gestellt werden kann. Sinnvollerweise wird das Schüttgut im Kühlschacht (schwerkraftbedingt) von oben nach unten transportiert. Entsprechend durchströmt die Kühlluft den Kühlschacht vorzugsweise von unten nach oben.
Die aufgeheizte Kühlluft kann beispielsweise als Wärmequelle für eine Sinteranlage verwendet werden. Indem die aufgeheizte Kühlluft der Sinteranlage zugeführt wird, kann außerdem vermieden werden, dass Abwärme aus dem Kühlvorgang in die Umwelt gelangt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung umfasst die Kühlvorrichtung eine Zerkleinerungsmaschine zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern. Das Zerkleinern der Schüttgutkörner kann insbesondere ein Zerbrechen der Schüttgutkörner umfassen. Zweckmäßigerweise ist die Zerkleinerungsmaschine eingangsseitig, insbesondere oberhalb, der Aufgabeschurre angeordnet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Zerkleinerungsmaschine als Backenbrecher ausgestaltet ist. Die Zerkleinerungsmaschine kann außerdem eingangsseitig des zuvor erwähnten Vorlagebunkers, insbesondere über dem Vorlagebunker, angeordnet sein.
Da große Schüttgutkörner langsamer abkühlen als kleine Schüttkörner, kann durch das Zerkleinern der Schüttgutkörner erreicht werden, dass die Schüttgutkörner auf eine niedrigere Temperatur heruntergekühlt werden und zugleich von den Schüttgutkörnern mehr thermische Energie an die Kühlluft abgeführt wird. Durch die stärkere Abkühlung der zerkleinerten Schüttgutkörner (bei unveränderter Aufenthaltsdauer im Kühlschacht) kann zudem verhindert werden, dass eine Fördereinrichtung, auf welche das Schüttgut abgeführt wird, im Falle eines Auseinanderbrechens der Schüttgutkörner beschädigt wird.
Weiter kann die Kühlvorrichtung ein Sieb aufweisen. Sinnvollerweise ist das Sieb eingangsseitig der Zerkleinerungsmaschine, insbesondere über der Zerkleinerungsmaschine, angeordnet. Das Sieb kann z.B. als Stangenrost ausgestaltet sein.
Außerdem ist es sinnvoll, wenn die Kühlvorrichtung ein Förderband, insbesondere ein Plattenband, zum Fördern des Schüttguts zu der Aufgabeschurre umfasst. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Schüttgut vom Förderband über die Zerkleinerungsmaschine und/oder über den Vorlagebunker zur Aufgabeschurre geführt wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kühlvorrichtung mindestens eine Austragsvorrichtung zum Abführen des Schüttguts aus dem Kühlschacht umfasst. Sinnvollerweise ist die Austragsvorrichtung unter dem Kühlschacht, insbesondere unmittelbar unter dem Kühlschacht, angeordnet.
Des Weiteren kann die Kühlvorrichtung mehrere Aufgabeschurren, insbesondere mehrere Aufgabeschurren der zuvor beschriebenen Art, aufweisen. Die Aufgabeschurren können identisch zueinander ausgestaltet sein. Ferner können die Aufgabeschurren auf gleicher Höhe angeordnet sein. Darüber hinaus können die Aufgabeschurren äquidistant zueinander und/oder radial gleichmäßig angeordnet sein. Weiterhin können die Aufgabeschurren auf unterschiedlichen Radien, d.h. in unterschiedlichen Abständen zur Zylinderachse, angeordnet sein. Darüber hinaus können die Aufgabeschurren zumindest abschnittweise miteinander verbunden sein, insbesondere eingangsseitig miteinander verbunden sein.
Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung kombinierbar. Ferner sind Verfahrensmerkmale, gegenständlich formuliert, auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit zu sehen und umgekehrt.
Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein. Ferner sind die Wörter "ein" bzw. "eine" nicht als Zahlwörter, sondern als unbestimmte Artikel zu verstehen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
Es zeigen:

FIG 1: einen Längsschnitt einer Kühlvorrichtung zum Kühlen von Schüttgut, welche unter anderem einen Kühlschacht und eine Aufgabeschurre aufweist;
FIG 2: einen vergrößerten Teilbereich aus FIG 1, in welchem die Aufgabeschurre abgebildet ist;
FIG 3: einen anderen Längsschnitt der Kühlvorrichtung aus FIG 1 aus einer anderen Perspektive;
FIG 4: einen vergrößerten Teilbereich aus FIG 3, in welchem die Aufgabeschurre abgebildet ist;
FIG 5: einen Querschnitt durch den Kühlschacht der Kühlvorrichtung;
FIG 6: einen Längsschnitt einer weiteren Kühlvorrichtung zum Kühlen von Schüttgut, welche unter anderem einen Kühlschacht und eine alternative Aufgabeschurre aufweist;
FIG 7: einen vergrößerten Teilbereich aus FIG 6, in welchem die alternative Aufgabeschurre abgebildet ist; und
FIG 8: einen Teilbereich eines anderen Längsschnitts der weiteren Kühlvorrichtung aus FIG 6 aus einer anderen Perspektive.

FIG 1 zeigt einen Längsschnitt einer luftgekühlten Kühlvorrichtung 2 zum Kühlen von Schüttgut 4. Das Schüttgut 4 besteht aus einer Vielzahl von Schüttgutkörnern. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Schüttgut 4 um gesintertes Eisenerz, auch Sinter genannt. Das heißt, die Kühlvorrichtung 2 ist ein sogenannter Sinterkühler.
Die Kühlvorrichtung 2 umfasst unter anderem ein Gebäude 6 sowie einen Kühlschacht 8, der auf dem Gebäude 6 ruht. Der Kühlschacht 8 wiederum umfasst einen hohlzylindrisch ausgestalteten Schachtabschnitt 10 mit einer vertikal ausgerichteten Zylinderachse 12 und ist als Gegenstromwärmeübertrager ausgestaltet.
Weiter umfasst die Kühlvorrichtung 2 eine Aufgabeschurre 14 zum Einführen des Schüttguts 4 in den Kühlschacht 8, die in einem oberen Abschnitt des Kühlschachts 8 angeordnet ist. Die Aufgabeschurre 14 ist um die Zylinderachse 12 rotierbar gelagert, wobei die Zylinderachse 12 außerhalb der Aufgabeschurre 14 angeordnet ist bzw. nicht durch die Aufgabeschurre 14 verläuft.
Des Weiteren umfasst die Kühlvorrichtung 2 einen Vorlagebunker 16, mit dem die Aufgabeschurre 14 eingangsseitig verbunden ist. Außerdem weist die Kühlvorrichtung 2 eine oberhalb des Vorlagebunkers 16 angeordnete Zerkleinerungsmaschine 18 zum Zerkleinern bzw. Zerbrechen von Schüttgutkörnern auf, welche als Backenbrecher ausgestaltet ist.
Die Kühlvorrichtung 2 umfasst zudem eine Austragsvorrichtung 20 zum Abführen des Schüttguts 4 aus dem Kühlschacht 8, welche unter dem Kühlschacht 8 angeordnet ist.
Außerdem ist die Kühlvorrichtung 2 mit einem Lüfter 22 zum Einblasen von Kühlluft in den Kühlschacht 8 ausgestattet. Der Lüfter 22 weist einen Kühlluftaustritt 24 auf, der in eine Kammer 26 des Gebäudes 6 mündet, in welcher die Austragsvorrichtung 20 sowie ein unterer Abschnitt des Kühlschachts 8 angeordnet sind.
Weiter sind in FIG 1 eine vertikal ausgerichtete, zur Zylinderachse 12 parallele Schnittebene III-III, auf welche sich FIG 3 bezieht, sowie eine horizontal ausgerichtete Schnittebene V-V, auf welche sich FIG 5 bezieht, dargestellt. Darüber hinaus ist in FIG 1 durch ein strich-punktiertes Rechteck ein Teilbereich 28 der Kühlvorrichtung 2 kenntlich gemacht, auf den sich die nachfolgende Figur bezieht.
FIG 2 zeigt den Teilbereich 28 aus FIG 1 in einer vergrößerten Darstellung. Der abgebildete Teilbereich der Kühlvorrichtung 2 zeigt die Aufgabeschurre 14, den Vorlagebunker 16 sowie einen Teil des Kühlschachts 8, insbesondere einen Teil des hohlzylindrisch ausgestalteten Schachtabschnitts 10.
Aus FIG 2 ist ersichtlich, dass die Aufgabeschurre 14 eine erste Wandung 30 sowie eine der ersten Wandung 30 gegenüberliegend angeordnete zweite Wandung 32 aufweist, wobei die beiden Wandungen 30, 32 in unterschiedlichen Neigungswinkeln 34 bezüglich einer Vertikalen 36 angeordnet sind. Die erste Wandung 30 ist in einem Winkel von 37° bezüglich einer Vertikalen 36 angeordnet. Wohingegen die zweite Wandung 32 in einem Winkel von 16,5° bezüglich einer Vertikalen 36 angeordnet ist.
FIG 3 zeigt einen Längsschnitt der Kühlvorrichtung 2 entlang der Schnittebene III-III aus FIG 1.
In der Perspektive aus FIG 3 ist ersichtlich, dass die Kühlvorrichtung 2 neben den zuvor beschriebenen Elementen ein Förderband 38, insbesondere ein Plattenband, zum Fördern des Schüttguts 4 zu der Aufgabeschurre 14 aufweist.
Darüber hinaus ist in FIG 3 durch ein strich-punktiertes Rechteck ein Teilbereich 40 der Kühlvorrichtung 2 kenntlich gemacht, auf den sich die nachfolgende Figur bezieht.
FIG 4 zeigt den Teilbereich 40 aus FIG 3 in einer vergrößerten Darstellung. Der abgebildete Teilbereich der Kühlvorrichtung 2 zeigt die Aufgabeschurre 14 sowie einen Teil des Vorlagebunkers 16.
Aus FIG 4 ist ersichtlich, dass die Aufgabeschurre 14 zwei weitere Wandungen 42 umfasst, die vertikal sowie parallel zueinander angeordnet sind, wobei die beiden weiteren Wandungen 42 einander gegenüberliegend angeordnet sind und mit den beiden erstgenannten Wandungen 30, 32 verbunden sind.
Außerdem ist in FIG 4 erkennbar, dass die Aufgabeschurre 14 einen Schüttgutauslass 44 mit zwei horizontalen Leisten 46 aufweist. Beim Betrieb der Kühlvorrichtung 2 bildet sich auf jeder der beiden Leisten 46 ein Schüttgutpolster 48 aus. Die Schüttgutpolster 48 lenken einen Teil des aus der Aufgabeschurre 14 austretenden Schüttguts beim Austreten aus der Aufgabeschurre 14 ab und vermindert zudem einen Verschleiß der Aufgabeschurre 14.
Eine der beiden Leisten 46 ist an einer der beiden weiteren Wandungen 42 angeordnet, während die andere der beiden Leisten 46 an der anderen der beiden weiteren Wandungen 42 angeordnet ist. Ferner sind die Leisten 46 in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind.
Das heiße Schüttgut 4 wird mithilfe des Förderbandes 38 von einer figürlich nicht dargestellten Sinteranlage zu der Aufgabeschurre 14 gefördert. Bevor das Schüttgut 4 in die Aufgabeschurre 14 gelangt, werden die Schüttgutkörner mithilfe der Zerkleinerungsmaschine 18 zerkleinert.
Das zerkleinerte Schüttgut 4 wird in den Vorlagebunker 16 geführt, von wo aus das Schüttgut 4 in die Aufgabeschurre 14 gelangt. Durch die Aufgabeschurre 14, die mit konstanter Drehfrequenz um die Zylinderachse 12 rotiert, wird das Schüttgut 4 in den Kühlschacht 8 eingeführt.
Bedingt durch die Form der Aufgabeschurre 14 gelangen die Schüttgutkörner (hinsichtlich ihrer Korndurchmesser) räumlich homogen verteilt in den Kühlschacht 8. Zudem wird durch die Rotation der Aufgabeschurre 14 eine ebene Schüttgutoberfläche im Kühlschacht 8 erreicht.
Mithilfe des Lüfters 22 wird Kühlluft in die zuvor erwähnte Kammer 26 des Gebäudes 6 eingeblasen. Die Kühlluft strömt durch die Austragsvorrichtung 20 hindurch in den Kühlschacht 8 hinein und durchströmt den Kühlschacht 8 von unten nach oben. Dabei nimmt die Kühlluft thermische Energie vom Schüttgut 4 auf, sodass die Kühlluft aufgeheizt wird und zugleich das Schüttgut 4 abgekühlt wird.
Mittels der Austragsvorrichtung 20 wird das abgekühlte Schüttgut 4 batchweise (portionsweise) aus dem Kühlschacht 8 abgeführt.
Ferner wird die aufgeheizte Kühlluft in einem oberen Bereich des Kühlschachts 8 mittels figürlich nicht dargestellter Pumpen aus dem Kühlschacht 8 abgesaugt und der Sinteranlage als Wärmequelle zugeführt.
FIG 5 zeigt einen Querschnitt durch den Kühlschacht 8, insbesondere durch den hohlzylindrisch ausgestalteten Schachtabschnitt 10, entlang der Schnittebene V-V aus FIG 1. Bei dem dargestellten Querschnitt handelt es sich also um einen horizontalen Querschnitt durch den Kühlschacht 8.
Aus FIG 5 ist ersichtlich, dass die Aufgabeschurre 14 eine rechteckige Querschnittsform aufweist. Um zu veranschaulichen, wie die Aufgabeschurre 14 im Kühlschacht 8 rotiert, ist in FIG 5 einerseits eine Drehrichtung 50 der Aufgabeschurre 14 abgebildet und andererseits ist die Aufgabeschurre 14 in drei unterschiedlichen, zeitlich aufeinander folgenden Positionen abgebildet.
Die Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum vorhergehenden, im Zusammenhang mit FIG 1 bis FIG 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel, auf das bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleiche bzw. einander entsprechende Elemente sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind im nachfolgenden Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.
FIG 6 zeigt einen Längsschnitt einer weiteren luftgekühlten Kühlvorrichtung 50 zum Kühlen von Schüttgut 4. Die vorliegende Kühlvorrichtung 50 weist eine alternative Aufgabeschurre 14 auf. Außerdem weist die weitere Kühlvorrichtung 50 einen Kühlschacht 8 mit einem zylindrisch ausgestalteten Schachtabschnitt 10 auf.
Die Aufgabeschurre 14 der weiteren Kühlvorrichtung 50 ist um die Zylinderachse 12 des zylindrisch ausgestalteten Schachtabschnitts 10 rotierbar gelagert. Jedoch ist die Zylinderachse 12 im vorliegenden Ausführungsbeispiel innerhalb der Aufgabeschurre 14 angeordnet. Das heißt, die Zylinderachse 12 verläuft durch die Aufgabeschurre 14.
Außerdem ist in FIG 6 durch ein strich-punktiertes Rechteck ein Teilbereich 52 der Kühlvorrichtung 50 kenntlich gemacht, auf den sich die nachfolgende Figur bezieht.
FIG 7 zeigt den in FIG 6 kenntlich gemachten Teilbereich 52 in einer vergrößerten Darstellung.
Aus FIG 7 ist ersichtlich, dass die Aufgabeschurre 14 der weiteren Kühlvorrichtung 50 eine erste Wandung 30 sowie eine zweite Wandung 32 umfasst. Diese beiden Wandungen 30, 32 sind einander gegenüberliegend angeordnet.
Weiterhin weist die erste Wandung 30 einen ersten, unteren Wandungsabschnitt 54 sowie einen zweiten, oberen Wandungsabschnitt 56 auf, wobei der erste Wandungsabschnitt 54 in einem Neigungswinkel von 45° bezüglich einer Vertikalen 36 angeordnet ist und der zweite Wandungsabschnitt 56 in einem Neigungswinkel von 11° bezüglich einer Vertikalen 36 angeordnet ist. Ferner ist die zweite Wandung 32 in einem Neigungswinkel von 45° bezüglich einer Vertikalen 36 angeordnet. Folglich ist der erste Wandungsabschnitt 54 der ersten Wandung 30 in demselben Neigungswinkel 34 bezüglich einer Vertikalen 36 angeordnet wie die zweite Wandung 32. Das heißt, die zweite Wandung 32 und der erste Wandungsabschnitt 54 der ersten Wandung 30 sind parallel zueinander angeordnet.
Des Weiteren wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch die Rotation der Aufgabeschurre 14, anstelle einer ebenen Schüttgutoberfläche, eine Schüttgutoberfläche erreicht, die (im dargestellten Längsschnitt) M-förmig ist.
Darüber hinaus ist in FIG 7 eine vertikal ausgerichtete, zur Zylinderachse 12 parallele Schnittebene VIII-VIII dargestellt, auf welche sich die nachfolgende Figur bezieht.
FIG 8 zeigt einen Längsschnitt der weiteren Kühlvorrichtung 50 entlang der Schnittebene VIII-VIII aus FIG 7.
In FIG 8 ist erkennbar, dass die Aufgabeschurre 14 der weiteren Kühlvorrichtung 50 zwei weitere Wandungen 42 aufweist. Die weiteren Wandungen 42 sind schräg zueinander angeordnet, wobei ihr Abstand zueinander nach unten hin abnimmt. Außerdem sind die beiden weiteren Wandungen 42 in demselben Neigungswinkel 34, nämlich in einem Neigungswinkel von 15°, bezüglich einer Vertikalen 36 angeordnet.
Anders als im vorhergehenden Ausführungsbeispiel weist die Aufgabeschurre 14 der weiteren Kühlvorrichtung 50 einen Schüttgutauslass 44 ohne Leisten auf. Prinzipiell wären solche (wie im Zusammenhang mit FIG 4 beschriebenen) Leisten auch beim Schüttgutauslass 44 der weiteren Kühlvorrichtung 50 denkbar.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiel eingeschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

2: Kühlvorrichtung
4: Schüttgut
6: Gebäude
8: Kühlschacht
10: Schachtabschnitt
12: Zylinderachse
14: Aufgabeschurre
16: Vorlagebunker
18: Zerkleinerungsmaschine
20: Austragsvorrichtung
22: Lüfter
24: Kühlluftaustritt
26: Kammer
28: Teilbereich
30: Wandung
32: Wandung
34: Neigungswinkel
36: Vertikale
38: Förderband
40: Teilbereich
42: Wandung
44: Schüttgutauslass
46: Leiste
48: Schüttgutpolster
50: Kühlvorrichtung
52: Teilbereich
54: Wandungsabschnitt
56: Wandungsabschnitt

Claims

Kühlvorrichtung (2; 50) zum Kühlen von Schüttgut (4), welche einen Kühlschacht (8) sowie mindestens eine Aufgabeschurre (14) zum Einführen des Schüttguts (4) in den Kühlschacht (8) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabeschurre (14) eine erste Wandung (30) sowie eine der ersten Wandung (30) gegenüberliegend angeordnete zweite Wandung (32) umfasst und die erste Wandung (30) zumindest abschnittweise in einem anderen Neigungswinkel (34) bezüglich einer Vertikalen (36) angeordnet ist als die zweite Wandung (32).
Kühlvorrichtung (2; 50) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wandung (30) in einem Neigungswinkel (34) zwischen 27° und 47°, insbesondere zwischen 34° und 40°, bezüglich einer Vertikalen (36) angeordnet ist und die zweite Wandung (32) in einem Neigungswinkel (34) zwischen 7° und 27°, insbesondere zwischen 14° und 20°, bezüglich einer Vertikalen (36) angeordnet ist.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wandung (32) in einem Neigungswinkel (34) zwischen 35° und 55°, insbesondere zwischen 42° und 48°, bezüglich einer Vertikalen (36) angeordnet ist und die erste Wandung (30) einen ersten, unteren Wandungsabschnitt (54) sowie einen zweiten, oberen Wandungsabschnitt (56) aufweist, wobei der erste Wandungsabschnitt (54) in einem Neigungswinkel (34) zwischen 35° und 55°, insbesondere zwischen 42° und 48°, bezüglich einer Vertikalen (36) angeordnet ist und der zweite Wandungsabschnitt (56) in einem Neigungswinkel (34) zwischen 5° und 25°, insbesondere zwischen 8° und 14°, bezüglich einer Vertikalen (36) angeordnet ist.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wandungsabschnitt (54) der ersten Wandung (30) zumindest im Wesentlichen in demselben Neigungswinkel (34) bezüglich einer Vertikalen (36) angeordnet ist wie die zweite Wandung (32).
Kühlvorrichtung (2; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabeschurre (14) mindestens zwei weitere Wandungen (42) umfasst, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und jeweils mit der ersten und der zweiten Wandung (42) verbunden sind.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weiteren Wandungen (42) parallel zueinander angeordnet sind, wobei die beiden weiteren Wandungen (42) insbesondere vertikal angeordnet sind.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden weiteren Wandungen (42) schräg zueinander angeordnet sind, wobei ein Abstand, den die beiden weiteren Wandungen (42) zueinander aufweisen, nach unten hin abnimmt und die beiden weiteren Wandungen (42) zumindest im Wesentlichen in demselben Neigungswinkel (34) bezüglich einer Vertikalen (36) angeordnet sind.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabeschurre (14) einen Schüttgutauslass (44) mit mindestens zwei horizontal angeordneten Leisten (46) aufweist.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabeschurre (14) in einem horizontalen Querschnitt eine rechteckige Querschnittsform aufweist.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabeschurre (14) rotierbar gelagert ist.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlschacht (8) einen hohlzylindrisch ausgestalteten Schachtabschnitt (10) mit einer vertikal ausgerichteten Zylinderachse (12) umfasst, um welche die Aufgabeschurre (14) rotierbar gelagert ist.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen Vorlagebunker (16), mit welchem die Aufgabeschurre (14) eingangsseitig verbunden ist.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch mindestens einen Lüfter (22) zum Einblasen von Kühlluft in den Kühlschacht (8).
Kühlvorrichtung (2; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine eingangsseitig der Aufgabeschurre (14) angeordnete Zerkleinerungsmaschine (18) zum Zerkleinern von Schüttgutkörnern, wobei die Zerkleinerungsmaschine (18) als Backenbrecher ausgestaltet ist.
Kühlvorrichtung (2; 50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch mindestens eine Austragsvorrichtung (20) zum Abführen des Schüttguts (4) aus dem Kühlschacht (8), welche unterhalb des Kühlschachts (8) angeordnet ist.