NO306837B1

NO306837B1 - Tube heat exchanger for heating, drying or cooling of liquid or dry bulk materials

Info

Publication number: NO306837B1
Application number: NO980201A
Authority: NO
Inventors: Hans Joergen Broenlund
Original assignee: Kvaerner Tech & Res Ltd
Priority date: 1998-01-15
Filing date: 1998-01-15
Publication date: 1999-12-27
Also published as: NO980201L; NO980201D0; WO1999036737A1; AU9284598A

Description

Oppfinnelsen vedrører en rørvarmeveksler for oppvarming, tørking eller kjøling av flytende eller tørre bulkformede materialer, omfattende en trommel med inntak og uttak for det bulkformede materiale, og parallelle, koaksiale rørskiver plassert inne i trommelen for oppvarming eller kjøling av det bulkformede materiale, hvor rørskivene er anordnet til rotasjon om en for trommelen og rørskivene felles lengdeakse, hvor hver rørskive omfatter konsentriske rørringer og minst en manifold for å lede varme- eller kuldemedium til og fra hver rørring, hvor rørvarmeveksleren videre omfatter fordelingsrør og samlerør for å lede varme- eller kuldemediet mellom rørskivenes manifolder og mellom manifoldene og en roterende kobling som er forbundet til et eksternt rørsystem. The invention relates to a tube heat exchanger for heating, drying or cooling of liquid or dry bulk materials, comprising a drum with inlet and outlet for the bulk material, and parallel, coaxial tube discs placed inside the drum for heating or cooling of the bulk material, where the tube discs are arranged for rotation about a longitudinal axis common to the drum and the tube discs, where each tube disc comprises concentric tube rings and at least one manifold to conduct heating or cooling medium to and from each tube ring, where the tube heat exchanger further comprises distribution pipes and collecting pipes to conduct the heating or cooling medium between manifolds of the tube disks and between the manifolds and a rotating coupling which is connected to an external pipe system.

Rørvarmevekslere for oppvarming, tørking eller kjøling av flytende eller tørre bulkformede materialer benyttes i ulike typer av prosessanlegg, eksempelvis innen mineralindustrien, næringsmiddelindustrien, petrokjemisk industri eller kloakkrenseanlegg. Tube heat exchangers for heating, drying or cooling liquid or dry bulk materials are used in various types of process plants, for example in the mineral industry, the food industry, the petrochemical industry or sewage treatment plants.

Ved kjente rørvarmevekslere av denne type kan trommelen enten være stasjonær eller rotere sammen med rørskivene. I det førstnevnte tilfelle er rørskivene fast forbundet med en aksel som er roterbart opplagret i sentrum av trommelens gavlvegger. I det sistnevnte tilfelle er også trommelen opplagret i denne akselen, og trommelen kan da være fast forbundet med rørskivene. I begge tilfelle gir dette praktiske begrensninger på rørvarmevekslerens størrelse, da bøyemomenter i trommelen og akselen og påkjenninger på lagrene blir svært store ved store rørvarmevekslere. In known tube heat exchangers of this type, the drum can either be stationary or rotate together with the tube disks. In the first-mentioned case, the tube discs are firmly connected to a shaft which is rotatably supported in the center of the end walls of the drum. In the latter case, the drum is also stored in this shaft, and the drum can then be firmly connected to the tube sheaves. In both cases, this places practical limitations on the size of the tube heat exchanger, as bending moments in the drum and shaft and stresses on the bearings become very large with large tube heat exchangers.

Et kjent fenomen ved rørvarmevekslere er naturlig nok temperaturutvidelser under rørvarmevekslerens drift. I det tilfelle at trommelen er fast forbundet med rørskivene gir disse temperaturutvidelsene opphav til spenninger som kan bli svært store, og som dersom de ikke tas hensyn til ved konstruksjonen av rørvarmeveksleren kan forårsake brudd i materialene. Dette problemet øker ved økende diameter av rørvarmeveksleren, og er følgelig en faktor som begrenser rørvarmevekslerens størrelse. A well-known phenomenon with tubular heat exchangers is, of course, temperature expansion during the tubular heat exchanger's operation. In the event that the drum is firmly connected to the tube disks, these temperature expansions give rise to stresses which can become very large, and which, if they are not taken into account during the construction of the tube heat exchanger, can cause breakage in the materials. This problem increases with increasing diameter of the tube heat exchanger, and is consequently a factor that limits the size of the tube heat exchanger.

Rørvarmevekslere benyttes ofte til abrasive medier, eksempelvis mineralkonsentrater fra mineralindustrien, og rørskivene blir dermed svært utsatt for slitasje. Det er derfor ved slik drift nødvendig å ta rørskivene ut for vedlikehold og eventuelt innsveising av nye rørstykker. En annen årsak til ønske om å ta ut rørskivene kan være beleggdannelse, som hindrer varmeoverføringen, som er et aktuelt problem eksempelvis ved slambehandling. Problemer forbundet med håndtering av store rørskiver, som kan være innbyrdes fast forbundet, er ytterligere en årsak til at rørvarmevekslernes dimensjon holdes under en viss størrelse. Tube heat exchangers are often used for abrasive media, for example mineral concentrates from the mineral industry, and the tube disks are thus very exposed to wear. It is therefore necessary during such operation to take out the pipe sheaves for maintenance and possibly welding in new pipe pieces. Another reason for wanting to remove the tube discs can be coating formation, which prevents heat transfer, which is a current problem, for example, in sludge treatment. Problems associated with handling large tube discs, which can be firmly connected to each other, are another reason why the tube heat exchanger's dimensions are kept below a certain size.

Et ytterligere problem ved kjente rørvarmevekslere er såkalt brodannelse og opphopning av det bulkformede materiale, hvilket fører til redusert varmeoverføring, og kan føre til tilstopping av rørvarmeveksleren. Dette er særlig et problem som er forbundet med behandling av pulverformet, forholdsvis tørt materiale. A further problem with known tubular heat exchangers is so-called bridging and accumulation of the bulk material, which leads to reduced heat transfer and can lead to clogging of the tubular heat exchanger. This is particularly a problem associated with processing powdered, relatively dry material.

Ytterligere et problem forbundet med rørvarmevekslere er ujevn rotasjon forårsaket av rytmiske bevegelser i det bulkformede materiale. Dette problemet er større jo større innholdet av bulkformet materiale i rørvarme-veksleren er, og er følgelig også økende ved økende dimensjoner av rørvarmeveksleren. Another problem associated with tubular heat exchangers is uneven rotation caused by rhythmic movements in the bulk material. This problem is greater the greater the content of bulk material in the tubular heat exchanger, and is consequently also increasing with increasing dimensions of the tubular heat exchanger.

Oppfinnelsens hensikt er å frembringe en rørvarmeveksler som kan bygges i stort format uten å være beheftet med de ovennevnte problemer eller begrensninger. The purpose of the invention is to produce a tubular heat exchanger which can be built in a large format without being affected by the above-mentioned problems or limitations.

Hensikten oppnås i henhold til oppfinnelsen med en rørvarmeveksler av den innledningsvis nevnte art, kjennetegnet ved de trekk som er anført i kravene. The purpose is achieved according to the invention with a tubular heat exchanger of the type mentioned at the outset, characterized by the features listed in the claims.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere i tilknytning til en beskrivelse av en bestemt utførelse, og med henvisning til tegningene, hvor: fig. 1 er et oppriss av en rørvarmeveksler ifølge oppfinnelsen, hvor The invention will now be explained in more detail in connection with a description of a specific embodiment, and with reference to the drawings, where: fig. 1 is an elevation of a tubular heat exchanger according to the invention, where

trommelen hovedsakelig er vist bortskåret, the drum is mainly shown cut away,

fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom rørvarmeveksleren på fig. 1, lagt langs fig. 2 shows a cross-section through the tube heat exchanger in fig. 1, laid along

snittlinjen II-II, section line II-II,

fig. 3 viser en alternativ utførelse av rørvarmevekslerens fordelingsrør og fig. 3 shows an alternative embodiment of the tubular heat exchanger's distribution pipe and

samlerør, manifold,

fig. 4 viser en annen alternativ utførelse av rørvarmevekslerens fordelingsrør og samlerør, fig. 4 shows another alternative embodiment of the tubular heat exchanger's distribution pipe and collector pipe,

fig. 5 viser løsbare, bærende forbindelser mellom trommelen og rørskivene, fig. 5 shows detachable, load-bearing connections between the drum and the tube sheaves,

og and

fig. 6 viser et tverrsnitt lagt langs snittlinjen VI-VI på fig. 5. fig. 6 shows a cross-section laid along the section line VI-VI in fig. 5.

Fig. 1 og 2 viser en rørvarmeveksler 1 for oppvarming, tørking eller kjøling av ikke viste flytende eller tørre bulkformede materialer, idet fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom rørvarmeveksleren lagt langs snittlinjen II-II på fig. 1. Rørvarmeveksleren 1 omfatter en trommel 3 som på fig. 1 hovedsakelig er vist bortskåret. Et inntak 4 og et uttak 5 for det bulkformede materiale er anordnet i gavlvegger 28. Parallelle, koaksiale rørskiver 6 for oppvarming eller kjøling av det bulkformede materiale er plassert inne i trommelen og løsbart forbundet til denne på en måte som vil bli forklart nærmere i det følgende. Fig. 1 and 2 show a tube heat exchanger 1 for heating, drying or cooling liquid or dry bulk materials not shown, as Fig. 2 shows a cross-section through the tube heat exchanger laid along the section line II-II in fig. 1. The tubular heat exchanger 1 comprises a drum 3 as shown in fig. 1 is mainly shown cut away. An inlet 4 and an outlet 5 for the bulk material are arranged in end walls 28. Parallel, coaxial tube discs 6 for heating or cooling the bulk material are placed inside the drum and releasably connected to this in a manner that will be explained in more detail in the following.

Under drift roterer trommelen 3 sammen med rørskivene 6 om en felles lengdeakse 7, som vist med pilen R, mens trommelens gavlvegger 28 med inntaket 4 og uttaket 5 er stillestående. Det bulkformede materiale mates inn gjennom inntaket 4, som vist med pilen Pl, og forflytter seg på grunn av gravitasjonen og trommelens og rørskivenes rotasjon mot uttaket 5, hvor det forlater rørvarmeveksleren, som vist med pilen P2. Under bevegelsen gjennom rørvarmeveksleren roterer rørskivene 6 gjennom det bulkformede materiale slik at dette omrøres og varmes eller kjøles av varme- eller kuldemedium som strømmer gjennom rørskivene. During operation, the drum 3 rotates together with the pipe disks 6 about a common longitudinal axis 7, as shown by the arrow R, while the end walls 28 of the drum with the intake 4 and the outlet 5 are stationary. The bulk material is fed in through the intake 4, as shown by arrow Pl, and moves due to gravity and the rotation of the drum and tube discs towards the outlet 5, where it leaves the tubular heat exchanger, as shown by arrow P2. During the movement through the tube heat exchanger, the tube discs 6 rotate through the bulk material so that this is stirred and heated or cooled by the heating or cooling medium that flows through the tube discs.

Trommelens utside 15 er i omkretsretningen forsynt med to utvendige sirkulære baner eller flenser 17 som hver løper over to ruller 18 som er anordnet under trommelen 3 på hver sin side av lengdeaksens 7 horisontalprojeksjon, hvilket fremgår best av fig. 2. Det oppnås på denne måte en roterbar opplagring av trommelen 3.1 en ikke vist alternativ utførelse, særlig ved store og tunge tromler, kan det istedenfor ruller 18 benyttes boggier til opplagring av trommelen. The outer side 15 of the drum is provided in the circumferential direction with two external circular tracks or flanges 17, each of which runs over two rollers 18 which are arranged under the drum 3 on either side of the horizontal projection of the longitudinal axis 7, which is best seen in fig. 2. A rotatable storage of the drum 3.1 is achieved in this way, an alternative embodiment not shown, particularly in the case of large and heavy drums, bogies can be used instead of rollers 18 for storage of the drum.

Trommelens rotasjon frembringes av en drivenhet 20, eksempelvis en elektrisk motor, som via et drev 39 driver en tannkrans 40 som er anordnet på trommelens utside 15. The rotation of the drum is produced by a drive unit 20, for example an electric motor, which via a drive 39 drives a gear ring 40 which is arranged on the outside 15 of the drum.

Hver rørskive 6 omfatter konsentriske rørringer 8 og en manifold 9 for å lede varme- eller kuldemedium til og fra hver rørring 8, hvilket fremgår tydeligst av fig. 2-4, som viser rørskiver som hver består av 6 stk. rørringer. Each tube disc 6 comprises concentric tube rings 8 and a manifold 9 to conduct heating or cooling medium to and from each tube ring 8, which is most clearly seen in fig. 2-4, which show pipe washers that each consist of 6 pieces. pipe rings.

Ved drift av rørvarmeveksleren ledes varme- eller kuldemediet fra et eksternt rørsystem, gjennom en roterende kobling 13 og inn i fordelingsrør 10. Herfra strømmer varme- eller kuldemediet inn i manifoldene 9 i hver enkelt rørskive 6, og videre inn i hver enkelt rørring 8. Fra rørringen strømmer varme- eller kuldemediet tilbake til manifolden og videre inn i samlerør 11 eller tilbake til fordelingsrøret 10, avhengig av hvordan disse rørene er utført, hvoretter varme- eller kuldemediet forlater rørvarmeveksleren gjennom den roterende kobling 13. During operation of the tube heat exchanger, the heating or cooling medium is led from an external piping system, through a rotating coupling 13 and into the distribution pipe 10. From here, the heating or cooling medium flows into the manifolds 9 in each individual tube disk 6, and further into each individual tube ring 8. From the pipe ring, the heating or cooling medium flows back to the manifold and further into the collector pipe 11 or back to the distribution pipe 10, depending on how these pipes are made, after which the heating or cooling medium leaves the tubular heat exchanger through the rotating coupling 13.

Avhengig av hva slags varme- eller kuldemedium som benyttes kan det benyttes ulike utførelser av fordelingsrørene og samlerørene. Fig. 2, som samsvarer med fig. 1, viser en utførelse av fordelingsrørene og samlerørene som er velegnet for oppvarming med damp, hvor dampen kondenseres til vann i Tørringene. Dampen strømmer inn gjennom et innløp 31, og videre inn i det midtplasserte fordelingsrør 10, hvor den blir liggende over vannet som strømmer motsatt vei. Korte rør 51 strekker seg fra hver manifold 9 inn i det midtplasserte fordelingsrøret 10, og fører dampen inn i manifolden. Manifoldene 9 utgjøres her av rør som har felles gjennom-strømningsrom for dampen og vannet. Dampens sirkulasjon frembringes av et svakt overtrykk i dampen, mens vannets sirkulasjon frembringes av gravitasjonen, som bevirker at vannet renner gjennom rørringen 8 og inn i manifolden 9. Vannet renner herfra inn i fordelingsrøret 10, ut gjennom den roterende kobling 13 og ut gjennom et utløp 32. Fig. 3 viser en utførelse av rørvarmeveksleren hvor fordelingsrørene 10 og samlerørene 11 er plassert på trommelens 3 utside og forbundet til manifoldene 9 med løsbare koblinger 16, mens fig. 4 viser en utførelse hvor fordelingsrørene 10 og samlerørene 11 er plassert rett innenfor den innerste rørringen 8. Ved begge disse utførelsene utgjør fordelingsrørene og samlerørene adskilte rørsystemer for tilførsel og bortførsel av varme- eller kuldemedium. Disse utførelsene er egnet ved bruk av væskeformede varme-eller kuldemedier, eksempelvis varm olje eller en kald blanding av vann og glykol. Det skal også bemerkes at dampen ved utførelsen vist på fig. 1 strømmer gjennom rørringene i parallell, mens varme- eller kuldemediet som benyttes ved utførelsene på fig. 2 og 3 strømmer gjennom rørringene i serie, da parallellkobling ved bruk av væske ville gi ulik strømning i de forskjellige rørringene. Ved enkelte driftsforhold kan fordelingsrørene og samlerørene anordnes slik at varme- eller kuldemediet strømmer gjennom rørringene i en mellomting av serie- og parallellkobling, idet varme- eller kuldemediet eksempelvis kan fordeles i parallell til grupper av rørskiver, hvoretter det strømmer i serie gjennom rørskivene i hver gruppe. Fordelingsrørene 10 og samlerørene 11 omfatter også koblinger og fittings og kan være holdt på plass av rørklammer. Disse elementene er kun delvis vist på figurene, og er av kjent type. Depending on the type of heating or cooling medium used, different versions of the distribution pipes and collecting pipes can be used. Fig. 2, which corresponds to fig. 1, shows an embodiment of the distribution pipes and collection pipes which are suitable for heating with steam, where the steam is condensed to water in the Tørringene. The steam flows in through an inlet 31, and further into the centrally located distribution pipe 10, where it lies above the water flowing in the opposite direction. Short pipes 51 extend from each manifold 9 into the centrally placed distribution pipe 10, and lead the steam into the manifold. The manifolds 9 here consist of pipes which have a common through-flow space for the steam and water. The circulation of the steam is produced by a slight overpressure in the steam, while the circulation of the water is produced by gravity, which causes the water to flow through the pipe ring 8 and into the manifold 9. The water flows from here into the distribution pipe 10, out through the rotating coupling 13 and out through an outlet 32. Fig. 3 shows an embodiment of the tubular heat exchanger where the distribution pipes 10 and the collecting pipes 11 are placed on the outside of the drum 3 and connected to the manifolds 9 with detachable connectors 16, while fig. 4 shows an embodiment where the distribution pipes 10 and the collector pipes 11 are placed directly inside the innermost pipe ring 8. In both of these embodiments, the distribution pipes and the collector pipes constitute separate pipe systems for the supply and removal of heating or cooling medium. These designs are suitable when using liquid heating or cooling media, for example hot oil or a cold mixture of water and glycol. It should also be noted that the steam in the embodiment shown in fig. 1 flows through the tube rings in parallel, while the heating or cooling medium used in the embodiments in fig. 2 and 3 flow through the tube rings in series, as parallel connection using liquid would give different flow in the different tube rings. In certain operating conditions, the distribution pipes and collecting pipes can be arranged so that the heating or cooling medium flows through the pipe rings in an intermediate between series and parallel connection, as the heating or cooling medium can for example be distributed in parallel to groups of pipe disks, after which it flows in series through the pipe disks in each group. The distribution pipes 10 and the collecting pipes 11 also include connections and fittings and can be held in place by pipe clamps. These elements are only partially shown in the figures, and are of a known type.

Sammenlignet med utførelsen vist på fig 1 og 2 har utførelsene vist på fig. 3 og 4 den fordel at rørskivene 6 i sine midtområder har en åpning 27, slik at det i rørvarmevekslerens midtområde er tilveiebragt et adkomstområde for vedlikehold. Compared to the embodiment shown in fig. 1 and 2, the embodiments shown in fig. 3 and 4 the advantage that the tube discs 6 have an opening 27 in their central areas, so that an access area for maintenance is provided in the central area of the tubular heat exchanger.

Rørvarmeveksleren ifølge oppfinnelsen omfatter også løsbare, bærende forbindelser 21 mellom trommelen 3 og rørskivene 6 for overføring av rørskivenes vekt til trommelen og overføring av trommelens rotasjonsbevegelse til rørskivene. The tube heat exchanger according to the invention also comprises detachable, load-bearing connections 21 between the drum 3 and the tube discs 6 for transferring the weight of the tube discs to the drum and transferring the rotational movement of the drum to the tube discs.

Fig. 5 og 6 viser de løsbare, bærende forbindelser 21 i nærmere detalj, og viser også i nærmere detalj hvordan rørskivene 6 er oppbygd. Fig. 5 er et forstørret riss av området ved de løsbare, bærende forbindelser 21 som er vist på den nederste del av fig. 2, sett i trommelens lengderetning, mens fig. 6 viser et tverrsnitt lagt langs snittlinjen VI-VI på fig. 5, og viser det ytre parti av tre rørskiver 6. Det ses hvordan den løsbare, bærende forbindelse 21 omfatter langsgående føringselementer 22 på trommelens 3 innside, og motsvarende langsgående føringselementer 23 på rørskivene. Ved hjelp av disse langsgående føringselementer er det, etter demontering av en av gavlveggene 28, mulig å trekke rørskivene 6 ut av trommelen 3 i trommelens lengderetning, hvilket muliggjør vedlikehold av rørskivene utenfor trommelen. Fig. 5 and 6 show the removable, supporting connections 21 in more detail, and also show in more detail how the pipe disks 6 are constructed. Fig. 5 is an enlarged view of the area of the releasable, supporting connections 21 shown in the lower part of fig. 2, seen in the longitudinal direction of the drum, while fig. 6 shows a cross-section laid along the section line VI-VI in fig. 5, and shows the outer part of three tube sheaves 6. It can be seen how the removable, supporting connection 21 comprises longitudinal guide elements 22 on the inside of the drum 3, and corresponding longitudinal guide elements 23 on the tube sheaves. With the help of these longitudinal guide elements, after dismantling one of the end walls 28, it is possible to pull the pipe disks 6 out of the drum 3 in the drum's longitudinal direction, which enables maintenance of the pipe disks outside the drum.

Trommelens og rørskivenes føringselementer 22 henholdsvis 23 har mot hverandre vendende, samvirkende, radielt rettede flater eller partier, angitt med henvisningstall 24 henholdsvis 25, som tillater innbyrdes radiell forskyvning mellom trommelens og rørskivenes føringselementer. The guide elements 22 and 23 of the drum and the tube discs respectively have mutually facing, interacting, radially directed surfaces or parts, indicated by reference numbers 24 and 25 respectively, which allow mutual radial displacement between the guide elements of the drum and the tube discs.

Trommelens langsgående føringselementer 22 er innsveist på innsiden av trommelen 3, mens rørskivenes føringselementer 23 er sveist til en rekke avstandsstykker 33, ett for hver rørskive 6, som igjen er sveist til hver sin doblingsplate 34 som er sveist til den ytterste rørringen 8 i hver rørskive 6. Den ytterste rørringen 8 er sveist til et avstandsstykke 37 med form av et flatklemt rør, som er plassert med sin lengderetning i Tørringenes omkretsretning. Avstandsstykket 37 er igjen sveist til den nest ytterste rørringen 8, som igjen er sveist til et avstandsstykke 36 som utgjøres av et kort radielt rør. Avstandsstykket 36 er igjen sveist til rørringen innenfor, slik at det mellom de fire innerste og den nest ytterste rørringen 8 i hver rørskive 6 er benyttet avstandsstykker 36 i form av radielle rør, mens det mellom den nest ytterste og ytterste rørringen 8 er benyttet et avstandsstykke 37 med form av et flatklemt rør som er plassert med lengderetningen i Tørringenes omkretsretning. Årsaken til denne forskjellen er at det bulkformede materiale, som på grunn av tyngdekraften samler seg ved den ytterste rørringen, lett ville hope seg opp ved de sirkulære rørformede avstands stykkene, dersom disse også var benyttet mellom den nest ytterste og ytterste rørringen. Manifolden 9, som utgjøres av et flatklemt rør, er i seg selv i stand til å holde rørringene 8 på plass, og oppfyller således i sin posisjon avstandsstykkenes funksjon. The drum's longitudinal guide elements 22 are welded to the inside of the drum 3, while the tube discs' guide elements 23 are welded to a series of spacers 33, one for each tube disc 6, which are in turn welded to each of their doubling plates 34 which are welded to the outermost tube ring 8 in each tube disc 6. The outermost pipe ring 8 is welded to a spacer 37 in the shape of a flat clamped pipe, which is positioned with its longitudinal direction in the circumferential direction of the drying rings. The spacer 37 is again welded to the second outermost pipe ring 8, which is again welded to a spacer 36 which is made up of a short radial tube. The spacer 36 is again welded to the tube ring inside, so that spacers 36 in the form of radial tubes are used between the four innermost and the second outermost tube rings 8 in each tube disk 6, while a spacer is used between the second outermost and outermost tube ring 8 37 with the shape of a flattened tube which is placed lengthwise in the circumferential direction of the Tørringene. The reason for this difference is that the bulk material, which due to gravity collects at the outermost tube ring, would easily pile up at the circular tubular distance pieces, if these were also used between the second outermost and outermost tube ring. The manifold 9, which consists of a flat clamped pipe, is in itself able to hold the pipe rings 8 in place, and thus fulfills the function of the spacers in its position.

Ved at trommelens og rørskivenes føringselementer 22 henholdsvis 23 tillates å bevege seg innbyrdes radielt oppnås en selvsentrering av rørskivene i forhold til trommelen. Dette er svært fordelaktig med hensyn på at fremstillingstoleransene kan være større enn det som hadde vært nødvendig uten denne selvsentrering. Videre oppnås at rørskivenes tyngdepunkt faller sammen med rørvarmevekslerens senterakse 7, hvilket frembringer en jevn rotasjon. En ytterligere fordel som oppnås med muligheten for innbyrdes radiell forskyvning mellom trommelens og rørskivenes føringselementer er at temperaturutvidelser på grunn av temperaturforskjell mellom rørskivene og trommelen, og også ulik diameter, tas opp i føringselementene uten å forårsake materialspenninger eller forskyvninger. By allowing the guide elements 22 and 23 of the drum and the tube sheaves to move radially relative to each other, a self-centering of the tube sheaves in relation to the drum is achieved. This is very advantageous in view of the fact that the manufacturing tolerances can be greater than would have been necessary without this self-centering. Furthermore, it is achieved that the center of gravity of the tube discs coincides with the central axis 7 of the tube heat exchanger, which produces a smooth rotation. A further advantage achieved with the possibility of mutual radial displacement between the guide elements of the drum and the tube sheaves is that temperature expansions due to the temperature difference between the tube sheaves and the drum, and also different diameters, are taken up in the guide elements without causing material stresses or displacements.

De langsgående føringselementer 22 er fortrinnsvis jevnt fordelt langs trommelens 3 omkrets, som vist på fig. 2-4, hvor de langsgående føringselementer 22 er plassert tre steder langs trommelens omkrets og således har en vinkelavstand på 120°. Ved denne jevne fordelingen av føringselementene 22 oppnås en jevn fordeling av kreftene som overføres mellom rørskivene og trommelen. The longitudinal guide elements 22 are preferably evenly distributed along the circumference of the drum 3, as shown in fig. 2-4, where the longitudinal guide elements 22 are placed in three places along the circumference of the drum and thus have an angular distance of 120°. With this even distribution of the guide elements 22, an even distribution of the forces that are transferred between the pipe discs and the drum is achieved.

Flere rørskiver 6 kan fortrinnsvis være sammenbundet til en rørskiveseksjon, som vist på fig. 1, hvor en rørskiveseksjon er angitt med henvisningstall 26 og utgjøres av en rekke rørskiver som befinner seg mellom to rørskiveseksjonskoblinger 38. Dette er en fordel ved vedlikehold, da det betyr at flere rørskiver kan tas ut av trommelen samlet. Rørskivene i en rørskiveseksjon kan være innbyrdes sammenbundet eksempelvis med avstandsstykker og skruer. Rørskiveseksjonskoblingene 38 omfatter fortrinnsvis skrudde forbindelser, og kan eksempelvis utgjøres av flenser. Several pipe disks 6 can preferably be connected to a pipe disk section, as shown in fig. 1, where a tube sheave section is designated with reference number 26 and consists of a number of tube sheaves located between two tube sheave section connectors 38. This is an advantage for maintenance, as it means that several tube sheaves can be taken out of the drum together. The tube sheaves in a tube sheave section can be interconnected, for example with spacers and screws. The tube disc section connections 38 preferably comprise screwed connections, and can for example be constituted by flanges.

Under rørskivenes rotasjon vil manifoldene på grunn av sin store dimensjon føre med seg mer bulkformet materiale enn resten av rørskivene. For å unngå at samtlige manifolder samtidig føres ned i det bulkformede materiale, hvilket kunne forårsake ujevn omrøring i det bulkformede materiale og ujevn drift av rørvarmeveksleren, er manifoldene 9 i tilstøtende rørskiver 6 henholdsvis rørskiveseksjoner 26 fortrinnsvis innbyrdes forskjøvet i rotasjonsretningen. Sett i rørvarmevekslerens lengderetning vil manifoldene 9 på denne måte danne en spiral eller ha form av et ekehjul, som det fremgår av fig. 2-4. During the tube discs' rotation, the manifolds, due to their large dimensions, will carry with them more bulk-shaped material than the rest of the tube discs. In order to avoid all manifolds being fed down into the bulk material at the same time, which could cause uneven stirring in the bulk material and uneven operation of the tube heat exchanger, the manifolds 9 in adjacent tube discs 6 or tube disc sections 26 are preferably mutually offset in the direction of rotation. Seen in the longitudinal direction of the tube heat exchanger, the manifolds 9 will in this way form a spiral or have the shape of a spoked wheel, as can be seen from fig. 2-4.

I en særlig foretrukket utførelse utgjør denne forskyvningen mellom manifoldene 9 en innbyrdes vinkelavstand som regnet om lengdeaksen tilsvarer en brøk eller et multiplum av vinkelavstanden mellom trommelens langsgående føringselementer 22. Det frembringes dermed en utførelse som er fordelaktig å fremstille, idet de ulike elementer i rørskivene lett tilpasses hverandre. Med henvisning til fig. 2-4 viser disse figurene utførelser hvor de langsgående føringselementer 22 er anordnet med en innbyrdes vinkelavstand på 120°, og hvor manifoldene 9 i de forskjellige rørskivene er anordnet, dvs. forskjøvet, med en vinkelavstand på 60°. Det er dermed frembrakt utførelser hvor den innbyrdes forskyvning mellom manifoldene tilsvarer en brøk, nemlig en halvpart, av vinkelavstanden mellom trommelens langsgående føringselementer. In a particularly preferred embodiment, this displacement between the manifolds 9 constitutes a mutual angular distance which, calculated about the longitudinal axis, corresponds to a fraction or a multiple of the angular distance between the longitudinal guide elements 22 of the drum. An embodiment is thus produced which is advantageous to produce, as the various elements in the tube discs easily adapted to each other. With reference to fig. 2-4, these figures show designs where the longitudinal guide elements 22 are arranged with a mutual angular distance of 120°, and where the manifolds 9 in the various pipe discs are arranged, i.e. offset, with an angular distance of 60°. Designs have thus been produced where the mutual displacement between the manifolds corresponds to a fraction, namely half, of the angular distance between the longitudinal guide elements of the drum.

I en ytterligere foretrukket utførelse omfatter rørvarmeveksleren armer som er svingbart festet på innsiden av trommelen 3 til fri bevegelse mellom rørskivene 6, for å løse opp brodannelse og opphoping av det bulkformede materiale. For ikke å komplisere figurene unødig er kun én slik arm vist på fig. 1 og gitt henvisningstall 29, men i en praktisk utførelse vil det selvsagt være flere armer, idet antallet kan variere fra kun noen få armer plassert eksempelvis i nærheten av trommelens inntak og uttak, til en utførelse hvor det kan være flere armer, eksempelvis tre, plassert mellom hver rørskive. Istedenfor armer kan det benyttes kjettinger som er svingbart festet på innsiden av trommelen 3 til fri bevegelse mellom rørskivene 6, som vist på fig. 1 med henvisningstall 30. In a further preferred embodiment, the tube heat exchanger comprises arms which are pivotably attached to the inside of the drum 3 for free movement between the tube discs 6, in order to dissolve bridging and accumulation of the bulk material. In order not to complicate the figures unnecessarily, only one such arm is shown in fig. 1 and given reference number 29, but in a practical embodiment there will of course be several arms, as the number can vary from only a few arms placed, for example, near the drum's intake and outlet, to an embodiment where there can be several arms, for example three, placed between each tube disc. Instead of arms, chains can be used which are pivotably attached to the inside of the drum 3 for free movement between the pipe discs 6, as shown in fig. 1 with reference number 30.

Oppfinnelsen har i det foregående blitt forklart med henvisning til enkelte bestemte utførelser. Det er imidlertid klart at en rekke ulike varianter er mulige innenfor oppfinnelsens ramme, eksempelvis tilknyttet antallet armer eller kjettinger og deres størrelse, idet utformingen av rørvarmeveksleren vil velges ut fra det aktuelle bulkformede materiale i de enkelte driftstilfelle. The invention has previously been explained with reference to certain specific embodiments. It is clear, however, that a number of different variants are possible within the scope of the invention, for example linked to the number of arms or chains and their size, as the design of the tubular heat exchanger will be selected based on the relevant bulk material in the individual operating cases.

Claims

1. Tubular heat exchanger for heating, drying or cooling liquid or dry bulk materials, comprising a drum (3) with inlet (4) and outlet (5) for the bulk material, and parallel, coaxial tube discs (6) placed inside the drum for heating or cooling of the bulk material, where the tube disks are arranged for rotation about a longitudinal axis (7) common to the drum and the tube disks, where each tube disk comprises concentric tube rings (8) and at least one manifold (9) to conduct heating or cooling medium to and from each tube ring (8), where the tube heat exchanger further comprises distribution/collector tubes (10, 11, 51) to conduct the heating or cooling medium between the manifolds (9) of the tube discs and between the manifolds and a rotating coupling (13) which is connected to an external pipe system (31, 32), characterized in that the outside of the drum (15) in the circumferential direction is provided with at least two external circular paths or flanges (17), which in and of themselves are known, that the drum via each of the paths or r the flanges (17) are rotatably supported on two rollers (18) or bogies arranged under the drum (3) on either side of the horizontal projection of the longitudinal axis (7), which in and of itself is known, that the drum (3) is connected to a drive unit (20) for rotation of the drum, which is known in and of itself, and that the tube heat exchanger comprises detachable, load-bearing connections (21) between the drum (3) and the tube sheaves (6) for transferring the weight of the tube sheaves to the drum and transferring the rotational movement of the drum to the tube sheaves, with the removable load-bearing connections (21) between the tube sheaves (6) and the drum (3) consisting of longitudinal guide elements (22) arranged on the inside of the drum and corresponding guide elements (23) attached to the tube sheaves.

2. Tube heat exchanger according to claim 1, characterized in that the drum's longitudinal guide elements (22) are evenly distributed along the circumference of the drum (3).

3. Tube heat exchanger according to claim 2, characterized in that the drum's longitudinal guide elements (22) are placed along the circumference of the drum at an angular distance of 120°.

4. Tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the guide elements (22, 23) of the drum and the tube discs comprise mutually facing, cooperating, radially directed surfaces or parts (24, 25) which allow mutual radial displacement between the guide elements of the drum and the tube discs.

5. Tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that several tube discs (6) are connected to a tube disc section (26).

6. Tube heat exchanger according to one of claims 2 to 5, characterized in that the manifolds (9) in adjacent tube discs (6) or tube disc sections (26) are placed at an angular distance from each other which, calculated about the longitudinal axis, corresponds to a fraction or a multiple of the angular distance between the drum's longitudinal guide elements (22).

7. Tubular heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubular discs (6) in their central areas are open (27), so that an access area for maintenance is provided in the central area of the tubular heat exchanger.

8. Tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the drum comprises stationary end walls (28), and that the drum's inlet (4) and outlet (5) for the bulk material are arranged in these end walls.

9. Tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises arms (29) which are pivotally attached to the inside of the drum (3) for free movement between the tube discs (6).

10. Tube heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises chains (30) which are pivotally attached to the inside of the drum (3) for free movement between the tube disks (6).