NL8103261A - Warmte-overdragende elementen voor regeneratieve warmteuitwisseling. - Google Patents

Description

y a .

* ; VO 2135 1 ' * • ·

Warmte-overdragende elementen voor regeneratieve warmteui twisse’ling.

De uitvinding heeft betrekking op. warmte-overdragende elementen voor regeneratieve warmteuitwisseling.

De uitvinding gaat uit van bekende latente warmte-accumulatoren, welke als elementen met een grote warmtecapaciteit bekend 3 zijn.

Deze latente accumulatoren dragen de warmte uit het hete bereik in het koude bereik over door middel van een indirect medium, bijvoorbeeld metallische of chemische verbindingen, welke in het hete bereik smelten en in koude toestand stollen.

10 De bekende latente accumulatiemassa' s zijn eis niet bewegende platen of als reservoirs gebouwd.

In vele technische gevallen, in het bijzonder bij warmteuitwisselaars tussen gassen met een hoog stof- en roetgehalte of verontreinigde vloeistoffen, vormen zich op'het warmteuitwisselende op-15 pervlak van de bekende warmteuitwisselaars korsten, welke zeer moeilijk verwijderd kunnen worden.

Het probleem dat aan de uitvinding ten grondslag ligt bestaat daarin, warmt e-overdragende elementen te verschaffen, welke een probleemloze en intensieve warmteuitwisseling mogelijk maken en het rei-20 nigen zonder grote apparatieve investering kan plaatsvinden.

Dit probleem wordt volgens de uitvinding opgelost, doordat de elementen als stijve, holle kogels of als holle veelvlakken uit temperatuur- en corrosiebestendig materiaal zijn uitgevoerd, waarbij de vrije binnenruimte geheel of ten dele met een latente accumulatie- .

25 massa gevuld is.

Voorts kunnen de elementen volgens de uitvinding in een wervellaag,. respectievelijk een stortlaag toepassing vinden.

In tegenstelling tot de bekende warm.teaccumnlatiemassa, s zijn de elementen volgens de uitvinding tijdens bedrijf in beweging als 30 wervel- of stortlaag.

Warmte-overdracht. uit een heet in een koud bereik geschiedt door cyclisch transport van de elementen tussen de hete en-de koude bereiken.

In de hete ruimte vindt de warmte-accumulatie in de ele- .

81 03 261 \ . .

2 t- * menten door verhitting van de wand. en de latente accumulatie als vaste stof plaats, echter ook door het smelten van de vulling en het verhitten van de vloeibare fase na het smelten van de latente accumulator.

Na het transport van de elementen in de koude ruimbe 5 vindt de warmte-afgifte door koeling' van de wand en de vloeibare fase plaats tot', het stolpunt en voorts ook door de afgifte van stollingswarm-te en warmte van. de afkoeling van de latente accumulatiemassa als vaste fase.

Het beslissende voordeel van de uitvinding bestaat daar-10 in,, dat'de elementen volgens de uitvinding' gemakkelijk gereinigd kunnen wordenr d,w..z* zij reinigen zichzelf bij de-toepassing".ais wervel- of · stortlaag,

De elementen volgens de uitvinding functioneren op de— . zelfde wijze als de latente· accumulatiemassa en hebben gelijktijdig een 1J. hoger warmte door gangsget al. op de grens gas — elementoppervlak in een vervellaag en een grotere warmtecapaciteit door de vulling met een latente accumulatiemassa»

Uitvoeringsvoorbeelden zijn in de tekening weergegeven aan de hand. waarvan de uitvinding zal worden beschreven . In de tekening 20 toont:

Figuur 1 het element volgens de uitvinding als holle kogel; figuur 2, 3, k en 5 verschillende opstellingen van de elementen volgens de uitvinding in een Ljungström-warmteuitvisselaar; 25 figuur β het gebruik van de elementen volgens de uitvin ding in een kolomvormige warmteuitvisselaar als wervellaag; en figuur 7 de opstelling van de elementen in een kolomvormige warmteuitwisselaar als statische laag.

Het element,. zoals figuur 1 dit toont, bestaat uit een 30 holle kogel 10, de wand 2 fcet of zonder capillaire structuur 5 aan de binnenzijde van de wand 2), de latente-accumulatiemassa 3 en een inert gas 1+¾ in het geval, dat de holle kogel 1 slechts ten dele met de latente accumulatiemassa gevuld is.

Daarbij kan de latente accumulatiemassa uit een metaal, 35 bijvoorbeeld natrium, aluminium en voor hoge temperaturen zilver of uit chemische verbindingen, zoals bijvoorbeeld LiH, LiF, MgFg of dergelijke 8103261 > * Λ * 3 bestaan.

De wand 2 kan daarbij uit metaal of een niet-met aal bestaan.

De figuren 2 - ^' tonen een rotor van een Ljungstrom-5 warmteuitvisselaar β met verticaal staande as T· Volgens figuur 2 bevinden de. elementen 1 volgens de uitvinding zich boven de normale accumulatiemassa 8, bij figuur- 3 daaronder. Figuur 4 toont een Ljung-ström-warmteuitwisseiaar zonder conventionele accumulatiemassa slechts met elementen 1 volgens de uitvinding. Door 9 is de koude gastoevoer 10' en met 10: die voor heet gas aangeduid. Al naar gelang de richting, waar-- in de- elementen 1 doorstroomd worden, vormt zich een statische— of een wervellaag. De wervellaag vormt zich alleen dan, wanneer de gasstroom van onderen inde warmt eui twisselaar wordt gevoerde Wanneer bijvoorbeeld de as T van de rotor 6 horizontaal is aangebracht (figuur 5), en de ele— 15 menten 10 als statische laag zijn uitgevoerd, vindt het reinigen van de elementen door het omwentelen in de sectorruimte zonder extra energiebehoefte voor een afblaasinrichting, plaats. Figuur 6 toont een kolom— vomige warmte-uitwisselaar met een wervellaag, waarbij het hete gas bij 11 toegevoerd wordt, de elementen 1 verwarmt erbij 12 de kolom weer ver-20 laat.

Het koude gas treedt bij 13 naar binnen en verlaat de kolom bij 1.U, De verhitte elementen zakken door een inrichting 15 naar omlaag in het onderste gedeelte van de kolom en worden via een niet nader weergegeven pneumatisch of mechanisch transportsysteem 16 naar het - 25 bovenste deel van de kolom teruggevoerd.

Figuur T toont een kolomvormige warnrte-uitwisselaar met een statische laag, waarbij de verwarmde elementen 1 door middel van bijvoorbeeld een cellenwiel 1T portiegewijs in het onderste deel van de kolom komen, aldaar het koude gas verwarmen en via het transportsysteem 30 16 in het bovenste deel van de kolom teruggevoerd worden.

8103261

Claims (2)

1, Warmte-overdragende elementen voor regeneratieve warm-te-uitwisseling, met het kenmerk, dat de elementen (1) als stijve, holle kogels of als holle veelvlakken zijn.uitgevoerd., waarbij de vrije binnenruimte ten dele of' geheel met een latente accumulat i emassa (3) 5 danwel ten dele met een inert gas- (U) gevuld is.

2. Toepassing van warmte-overdragende elementen volgens conclusie 1 .als wervellaag. en/of statische laag. 8103261 r'