NL8005689A - Draaitrommelwarmtewisselaar. - Google Patents

Description

r -λ VO 1067 » Titel : Draaitrommelwarmtewisselaar.

De uitvinding heeft betrekking op een warmt ewisselaar van het type met draaiende trommel. Het doel van de uitvinding is een warmtewisselaar te verschaffen, welke in staat is om restwarmte in afvalvloeistoffen van elke aard of oorsprong terug te winnen, in het bijzonder van slik, 5 afvalwater enz., welke gesuspendeerde vaste stoffen bevatten, zoals af-voervloeistoffen uit chemische behandelingsinrichtingen in het algemeen, in het bijzonder bleek- en verfinstallaties, enz.

Nog een doel van de uitvinding is een warmtewisselaar van het bedoelde type te verschaffen, met behulp waarvan onder alle werkomstan-10 digheden een continue en efficiënte warmte-uitwisseling tussen de twee vloeistoffen als functie van het temperatuurverschil mogelijk is, en waarmee het anderzijds (afhankelijk van bijzondere toepassing) mogelijk is de verschillende onderdelen van de warmtewisselaar zelf gemakkelijk te bereiken voor periodieke reiniging, onderhoud, enz. (in het bijzonder 15 de delen die in aanraking komen met slik en/of afvalwater).

De warmtewisselaar volgens de uitvinding is gekenmerkt door de combinatie van een huis met aansluitingen voor aan- en afvoer van de te verwerken vloeistoffen, tenminste één draaibaar binnen het huis opgestelde rotor, bestaande uit een reeks achter elkaar opgestelde holle 20 lichamen, welke van binnen zijn voorzien van tussenschotten om de verwerkte vloeistofstroom te geleiden, welke holle lichamen opvolgend hydraulisch met elkaar in verbinding staan, terwijl hun uiteinden door middel van geschikte, roterende afdichtingen met aansluitingen zijn verbonden voor het in de rotor doen ontstaan van een stroom tegengesteld 25 aan de stroom van de vloeistof door het huis.

Bij een geschikte uitvoeringsvorm van de warmtewisselaar is het huis (waarbinnen tenminste één rotor draaibaar is opgesteld) aan beide uiteinden voorzien van doorboorde dragende eindtappen; deze eindtap-pen verbinden de door de holle lichamen gevormde kamers met de ruimte 30 buiten het apparaat en worden vastgehouden door beweegbaar met de zijwanden van het huis verbonden ondersteuningen; de boringen in de eindtappen zijn onderling verbonden door middel van afdichtingsorganen in de vast opgestelde eindtappen, welke op hun beurt aan een fundatie zijn verbonden door middel van ondersteuningen, die een geschikte draaiing van 35 de rotor en kanteling van het huis mogelijk maken voor reiniging en onder- 8 Q 0 5 5 8 9 2 f houd van de verschillende onderdelen van de warmtewisselaar.

De uitvinding zal thans in detail worden "beschreven aan de hand van de tekeningen, welke hij wijze van voorbeeld een van de mogelijke uitvoeringsvormen van de warmtewisselaar volgens de uitvinding weerge-5 ven, welke in hoofdzaak (doch niet uitsluitend) wordt gebruikt voor het terugwinnen van warmte uit afvalwater.

In de tekeningen is : fig. 1 een vooraanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van de warmtewisselaar; 10 fig. 2 een aanzicht van een uiteinde van de warmtewisselaar; fig. 3 een axiale dwarsdoorsnede op vergrote schaal van het rechte einde van de warmtewisselaar, getoond in fig. 1.

De in de tekeningen weergegeven warmtewisselaar bestaat uit een huis A, dat door een van de verwerkte vloeistoffen gedwongen wordt door-15 stroomd; binnen dit huis zijn een of meer trommels of rotoren B draaibaar opgesteld, welke door de andere verwerkte vloeistof in tegenstroom worden doorstroomd.

In dit bijzondere geval bestaat het huis A uit een in hoofdzaak als een parallellopipedum· gevormd vat 10, waarvan de tegenover elkaar 20 liggende eindwanden 12 en 1^ passend versterkt zijn en in het midden zijn voorzien van ondersteuningen 16, 18, die zich naar binnen toe in het vat uitstrekken. Elk van de ondersteuningen 16, 18 is werkzaam verbonden met rollagers 20 (zie fig. 3)van draaibare afdichtelementen 22 voor de buisvormige eindtappen, welke naar buiten toe uitsteken vanaf de eindwanden 25 12 en 1U van het vat.

De binneneinden van deze eindtappen eindigen in flenzen 28, 30, welke met de eindtappen zijn verbonden, alsmede met de wanden 12, 1U van het vat 10. De flenzen 28, 30 zijn voorzien van geschikte gaten voor de schroeven 25, welke de ondersteuningen 16, 18 met de wanden 12, 1U van 30 het vat verbinden.

De einden van de eindtappen 2b , 26 zijn hydraulisch verbonden (via asafdichtingen 22) met de doorboorde uiteinden 32, 3^ van een as 36 van rotor B; de einden 32, 3^ liggen aan tegen de respectievelijke voorvlakken van de flenzen 28, 30, om het uitnemen van de rotor B uit 35 huis A, indien nodig, mogelijk te maken.

Het is duidelijk dat rotor B draaibaar ondersteund wordt in huis A en hydraulisch is verbonden met de buitenruimte via verwijderbare 8005689 iT' . * 3 aansluitingen 38, Uo in de vrije uiteinden van de buisvormige eindtappen 2k, 26, teneinde deze te verbinden met de coaxiale leidingen voor aan-en afvoer van de andere van de beide verwerkte vloeistoffen.

De buisvormige eindtappen 2k, 26 zijn verbonden met klampen 5 ij-2, UU aan de uiteinden van consoles U6, die op hun beurt aan de grond- plaat U8 zijn verbonden. Een stel grendelinrichtingen 50 wordt door de klampen ondersteund; een onderdeel van de klampen maakt verwijdering van bet iruis A van zijn ondersteuning mogelijk, terwijl de overige onderdelen met de zijwanden 12, 1¼ van het huis samenwerken en het in de werkstand 10 houden (zoals in de tekeningen is getoond), danwel in de gekantelde of omgekeerde stand, waarbij het huis kan slingeren rond de eindtappen 26, 2Ö, om het schoonmaken van vat 10 mogelijk te maken.

Dit het bovenstaande is duidelijk, dat huis A in de werkstand kan worden vergrendeld door middel van een enkel stel grendels 50, welke 15 bijvoorbeeld zouden kunnen bestaan uit inrichtingen, geschikt om de armen van de klampen U2, Uk met elkaar te verbinden en daarmede ook de eindtap-f pen 2U, 26.

De as 36 van de rotor B draagt een aantal lensvormige holle lichamen 52, welke opvolgend zijn opgesteld; de lensvormige lichamen 20 bestaan uit twee concave deksels of kappen 5U, 55 (zie fig. 3), waarvan de uiteinden bijvoorbeeld door lassen met elkaar zijn verbonden.

De middens van de deksels of kappen zijn doorboord en de randen 56, 57 van de doorboringen zijn in tegengestelde richting gericht en sluiten afdicht end aan op overeenkomstige randen 5T, 56 van naastliggen-25 de, holle lichamen 52. De holle lichamen 52 zijn met de as 36 verbonden door afwisselend opgestelde, doorboorde tussenschotten 58, 60. Meer in het bijzonder: het eerste tussenschot 58 wordt gevormd door ringen met omgebogen randen die gedeeltelijk op de as passen; de overige cmgebogen randen 56, 57 zijn bijvoorbeeld door aan elkaar lassen van twee aanliggen-30 de lichamen 52 met elkaar verbonden, terwijl het tussen de randen gelegen deel van de ringen van openingen is voorzien. Anderzijds bestaan de tussenschotten 60 uit van een centrale boring voorziene schijven, welke zich naar buiten toe uitstrekken in het inwendige van de holle lichamen 52; de omgebogen randen 62 van de centrale opening passen op as 36. Anderzijds 35 zijn de amtrekszones van de schijven bijvoorbeeld door lassen vastgezet tussen de naar elkaar toe gekeerde vlakken van doordiepingen 6U, 65, welke zich naar binnen toe in het holle lichaam 52 uitstrekken, terwijl de 8005639 Ί: </hpsL fy·*, tussenschotten op zodanige geschikte, onderlinge afstanden zijn opgesteld, dat een stel van drie met elkaar in verbinding staande kamers C.j, C2 en in het enkele holle liehaam 52 ontstaan.

De randen 56 en 57 van de holle lichamen 52 zijn door middel van 5 lassen verbonden met kappen 55» de.bodemgedeelten van deze kappen zijn van een opening voorzien cm het insteken van de holle einden 32 en 3^ van as 36 mogelijk te maken. De aseinden zijn ook voorzien van radiale openingen om een verbinding te vormen tussen de ringvormige kamer en de kamers C van. de lichamen 52. De aanwezigheid van de tussenschotten 58 10 en 60 in de holle lichamen 32 geeft deze voldoende stijfheid, zelfs wanneer deze lichamen een aanzienlijke grootte hebben en van dun staalplaat zijn vervaardigd.

Verdere tussenschotten 66 zijn opgesteld in en stevig bevestigd aan het vat 10 en strekken zich over de gehele hoogte uit. Daardoor 15 wordt een reeks van opeenvolgende kamers in het vat gevormd, welke hydraulisch met elkaar in verbinding staan via openingen 68 in de bovengedeelten van elk der tussenschotten 66; deze openingen zijn voldoende wijd om de insnoeringen tussen de holle lichamen 52 door te laten.

Rotor B wordt met een geschikt toerental aangedreven door motor 20 D, welke is bevestigd op de plaat 70 van het bovendeel van het vat 10.

Deze hydraulische motor drijft bij voorkeur de rotor B aan door middel van een klein tandwiel 72, een ketting 7^ en een groot tandwiel 75.

De eerste stroomtak van de warmtewisselaar begint bij kanaal 76 25 in de zijwand 12' en voert een van de te verwerken vloeistoffen aan, in het onderhavige geval slik, afvalwater, enz. De tegenovergelegen zijwand* 1¾ is voorzien van een elleboogvormige afvoerleiding 78, welke naar een overstrocanvat 80 leidt met een afvoer 82 in de bodem.

De diameter van deze kanalen hangt af van de aard en het volume 30 per tijdseenheid van de te verwerken vloeistof, welke, zoals eerder vermeld, slik of afvalwater kan zijn.

Het beschreven geheel maakt vrijwel ongehinderde doorstroming van de inlaat tot de uitlaat mogelijk, speciaal door de door de tussenschotten 66 gevormde kamers. Het ondergedeelte van deze tussenschotten kan 35 zonodig zijn voorzien van stromingsmondstukken of poorten.

De tweede stroomtak van de warmtewisselaar werkt in tegenstroom met de eerste en begint bij de losneembare aansluiting ^0; na door de 8005639 5 eerste verzamelkamer te zijn gestroomd, stroomt de vloeistof achtereenvolgens door de. kamers , Cg, van alle lichamen en komt uiteindelijk terecht in de laatste kamer en vloeit weg via poort 38.

De doelstellingen van de uitvinding zijn dus volkomen bereikt, 5 d.w.z. het terugwinnen van warmte van afValvloeistoffen in het algemeen, die eventueel de vorm kunnen aannemen van slik; bovendien worden voortdurend nieuwe uitwisselende oppervlakken van rotor B aan de door het vat 10 stromende vloeistof blootgesteld, waardoor een onafgebroken warmte-uitwisseling en, bijgevolg, optimale thermische efficiency wordt verkre-10' gen.

Het zal eveneens duidelijk zijn, dat het reinigen van de metalen oppervlakken van de warmtewisselaar en het daarvan verwijderen van aanslag, zowel van het huis A als van de rotor B gemakkelijk kan plaats vinden, daar de rotor uit het huis kan worden genomen met behulp van 15 grendels 50 en bijbehorende schroeven 25, die de ondersteuningen 18 met de wanden 12 en 1^ van het vat 10 verbinden; dit gaat in het bijzonder gemakkelijk omdat de aanrakingsvlakken tussen de uiteinden 22, 2b van as 36 en de eindtappen 2b, 26 samenvallen met de kopvlakken van de flenzen 32, 3^· Alle buitenoppervlakken van de warmtewisselaar zijn 20 aldus toegankelijk voor reinigingsmedia (waterstralen, borstels, enz.); dit geldt in het bijzonder voor de inwendige oppervlakken van vat 10; zodra de deksel 8b en de rotor B uit het vat zijn genomen kan het handig worden gekanteld om de eindtappen 2b, 26; zonodig kunnen ook de tussenschotten 66 worden verwijderd, n.l. wanneer deze aan de wanden van het vat 10 zijn 25 verbonden door middel van passende geleidingen, waarin de tussenschotten kunnen schuiven.

Het spreekt vanzelf, dat diverse uitvoeringen en veranderingen kunnen worden aangebracht, afhankelijk van specifieke toepassingseisen, zonder buiten de geest en de strekking van de uitvinding te treden.

9 ·) () £ 5 3 3 V ^ v 30

Claims (10)

1. Warmtewisselaar, in het "bijzonder ten gebruike voor het terugwinnen van de reswarmte van vloeistoffen, in het bijzonder van afvalwater, slik, enz., gekenmerkt door de combinatie van een huis (A) met aansluitingen (76, 78) voor aan- en afvoer van een der verwerkte 5 vloeistoffen, tenminste éên draaibaar bijmen het: huis opgestelde rotor (B), bestaande uit een reeks achter elkaar opgestelde, holle lichamen (52), welke van binnen zijn voorzien van tussenschotten (58, 6o)j om de andere verwerkte vloeistof stroom te geleiden, welke holle lichamen opvolgend hydraulisch met elkaar in verbinding staan, terwijl hun uiteinden 10 door middel van geschikte roterende afdichtingen (22) met aansluitingen (38, ko) zijn verbonden voor het in de rotor doen ontstaan van een stroom van de tweede vloeistof tegengesteld aan een stroom van de eerste vloeistof in het huis.

2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de rotor 15 B aan zijn uiteinden is voorzien van doorboorde ondersteunende eindtappen (32, 3*0 welke de verbinding tot stand brengen met de kamers (C) in de holle lichamen (52) met de buitenruimte, welke eindtappen worden gedragen door beweegbaar met de zijwanden (12, 1*0 van het vat (10) verbonden ondersteuningen (16, 18) en zelf de roterende afdichtlichamen (22) tussen 20 genoemde eindtappen en de vast met de zijwanden (12, 1*0 van het huis (A) verbonden buitenste doorboorde eindtappen (2kt 26) dragen.

3. Warmtewisselaar volgens de conclusies 1 en 2 met het kenmerk, dat een van de einden van de vast opgestelde doorboorde eindtappen (2*+, 26) eindigen in afdichtende flenzen (32, 3*0, die vast zijn ver- 25 bonden met de zijwanden (12, 1*0 van het vat (10), waarmede op hun beurt de rotorondersteuningen (16, 18) losneembaar zijn verbonden. *+. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 - 3 met het kenmerk, dat de rotor lensvormige, holle lichamen (52) omvat met centrale openingen, waarvan de randen (58, 57) omgebogen zijn en afdiehtend zijn verbonden 30 met overeenkomstige randen (57, 56) van naastliggende, holle lichamen, waardoor die holle lichamen op een afstand ten opzichte van elkaar komen te liggen, terwijl binnenin de hólle lichamen tenminste twee stellen tussenschotten (58, 60) zijn aangebracht, die voor verstijving zorgen en de holle lichamen met een centrale as (36) verbinden, waarvan de 35 doorboorde uiteinden (32, 3*0 de draaiende eindtappen voor de trommel 8.0 0 5 8 8 9 r- J9 vormen.

5. Warmt e-uitwisselaar volgens conclusie k met het kenmerk, dat de twee stellen tussenschotten (56, 60) in de holle lichamen bestaan uit doorboorde schijven van verschillende diameters, welke afdichtend zijn 5 verbonden met de rotoras (36), waarbij de lijfdelen van de kleine tussenschotten (58) eveneens van openingen zijn voorzien, terwijl hun randen zijn omgebogen en zowel op de as als op de verbindingspunten tussen de ongebogen randen (56, 57) van de holle lichamen aansluiten.

6. Warmte-uitwisselaar volgens conclusie k en 5 met het kenmerk, 10 dat de grote tussenschotten (βθ) samenvallen met symmetrievlakken van de holle lichamen (2+2) en zich uitstrekken tot bij de omtrek ervan, teneinde binnenin elk lichaam een stel van drie kamers (C^, Cg, C^) te vormen, terwijl de randen van de tussenschotten zijn vastgezet tussen een van de stellen uitsteeksels (61+, 65) gevormd in delensvormige wanden van 15’ de holle lichamen.

7· Warmte-uitwisselaar volgens conclusie 1 - 6 met het kenmerk, dat de doorboorde einden (22, 32+) van de rotoras (36) voorzien zijn van axiale en radiale boringen, waarvan de laatste naar het inwendige van kappen (55) voeren, die aan het einde van de assen verzamelruimten vormen en 20 waarvan de randen afdichtend zijn verbonden met omgevouwen randen (56, 57) van de buitenste holle lichamen van de rotor om een hydraulische verbinding te vormen tussen de holle lichamen en de buitenruimte.

8. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 - 7 met het kenmerk, dat het vat (lO), dat het huis (A) vormt, in het bodemgedeelte is voorzien 25 van een aantal tussenschotten (βθ), die tussen de holle lichamen (52) van de rotor zijn geplaatst en waarvan althans een deel op verwijderbare wijze met de wanden van het huis (10) is verbonden om het reinigen van het huis te vergemakkelijken.

9. Warmtewisselaar volgens conclusie 1-8 met het kenmerk, dat de 30 zijwanden (12, 12+) van het huis (A) zijn voorzien van ondersteunende eindtappen (22+, 26), welke beweegbaar samenwerken met bijbehorende ondersteuningen (2+2, 2+2+), welke op hun beurt zijn bevestigd aan een grondplaat (2+2+), een en ander om. kantelen van het geheel van het huis en de rotor mogelijk te maken.

10. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 - 9 met het kenmerk, dat de doorboorde eindtappen (22+, 26) in de zijwanden (12, 1U) van het huis beweegbaar worden vastgehouden door klampsteunen (2+2, 2+2+), voorzien van 8035389 grendels (50) cm het huis (A) in YoorafbepaaJ.de hoekstanden vast te houden en het wegnemen ervan van de grondplaat (i+U) mogelijk te maken.

11. Warmtewisselaar volgens conclusie 1-10 met het kenmerk, dat de afdichtende oppervlakken van de aan de zijwanden van het huis bevestigde 5 doorboorde eindtappen (2k, 26) en de afdichtende oppervlakken van de rotor-as in een vlak liggen met de einden van de rotorondersteuningen (16, 18) en met de flenzen (28, 30) om het wegnemen van de rotor uit het huis mogelijk te maken. 8005539