DE1199291B

DE1199291B - Rotary storage for a rotary storage heat exchanger

Info

Publication number: DE1199291B
Application number: DEC30071A
Authority: DE
Inventors: Frank William Hochmuth
Original assignee: Combustion Engineering Inc
Current assignee: Combustion Engineering Inc
Priority date: 1962-06-21
Filing date: 1963-05-30
Publication date: 1965-08-26

Description

Drehspeicher für einen Drehspeicherwärmetauscher Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehspeicherwärmetauscher, der aus einer zylindrischen Rotortrommel besteht. Diese Rotortrommel besitzt in bekannter Weise durch Radialwände abgetrennte Kammern, die flexible Elemente als Wärmespeicher enthalten. Bei der bekannten Ausführungsform werden mehrere Schraubenfedern, die ineinandergesteckt sein können, als Speichermasse für den Wärmespeicher verwendet. Neben der Wärmespeicherung haben diese Federn die Aufgabe, bei ihrer durch die Elastizität gegebenen Bewegung eine Art Selbstreinigung des Wärmespeichers von Verunreinigungen durchzuführen, die sich auf den Federn aus den strömenden Medien ablagern.Rotary storage for a rotary storage heat exchanger The invention relates on a rotary storage heat exchanger, which consists of a cylindrical rotor drum consists. This rotor drum has in a known manner separated by radial walls Chambers containing flexible elements as heat storage. In the known embodiment several coil springs, which can be plugged into one another, are used as storage mass used for heat storage. In addition to heat storage, these springs have the Task, a kind of self-cleaning with their movement given by the elasticity carry out the heat storage of impurities, which are made on the feathers deposit the flowing media.

Die Drehung des Wärmespeichers reicht aber allein nicht aus, um den Federn eine Bewegung von ausreichender Kraft und Größe zu erteilen, daß sämtliche Verunreinigungen gelöst und abgeführt werden. Auch ist die Konstruktion verhältnismäßig aufwendig und verwickelt.The rotation of the heat storage tank alone is not enough to get the Springs a movement of sufficient strength and magnitude to impart that all Impurities are dissolved and removed. The construction is also proportionate elaborate and intricate.

Gemäß der Erfindung wird der Reinigungsvorgang dadurch verbessert, daß flexible Elemente in dem Raum zwischen den Wänden der Kammer an beiden Enden so aufgehängt sind, daß sie einen Durchhang aufweisen, dessen Kurve sich mit der Drehung des Speichers ändert. Die Aufhängung der Elemente erfolgt zweckmäßig so, daß ihr Durchhang während der Speicherdrehung nach verschiedenen Seiten einer die Aufhängungspunkte verbindenden Geraden auftritt.According to the invention, the cleaning process is improved by that flexible elements in the space between the walls of the chamber at both ends are suspended so that they have a sag, the curve of which is with the Rotation of the memory changes. The suspension of the elements is expediently carried out in such a way that that their slack during the memory rotation on different sides of a die Straight lines connecting suspension points occurs.

Dadurch entsteht eine sich selbst reinigende, aus den flexiblen Elementen bestehende Speichermasse. Die einzelnen flexiblen Elemente reinigen sich nämlich während der Drehung des Wärmespeichers infolge der sich ändernden Durchhänge aneinander und scheuern sich gegenseitig blank, so daß die Verunreinigungen, z. B. die Flugasche, von dem durchströmenden Medium, z. B. dem Rauchgas, weitergeführt werden.This creates a self-cleaning one from the flexible elements existing storage mass. The individual flexible elements namely clean themselves during the rotation of the heat accumulator due to the changing sags on each other and scrub each other bare, so that the impurities, z. B. the fly ash, of the medium flowing through, e.g. B. the flue gas can be continued.

Als Elemente für den Drehspeicher verwendet man bevorzugt Kabel oder Ketten, die besonders robust und widerstandsfähig sind.Cables or are preferably used as elements for the rotary storage system Chains that are particularly robust and resistant.

Zur Vorbehandlung von Zementgut, das gebrannt werden soll, ist es bekannt, Wärmetauscher mit einer Rohrtrommel zu verwenden, an der eine Anzahl von endlosen Ketten aufgehängt sind, zwischen denen wiederum Ketten hängen. Diese Ketten hängen nach unten durch: Bei Drehung der Trommel ändert sich auch ihre Durchhangkurve. Diese Ketten dienen jedoch nicht als Speichermasse eines Speicherwärmetauschers, vielmehr liegt hier ein offener Wärmetauscher, d. h. mit Berührung und Vermischung der wärmetauschenden Medien vor. Die oben erläuterten sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, die auf Grund der Zeichnungen erfolgt. Es stellt dar F i g. 1 eine Seitenansicht des Wärmetauschers, der auf einer horizontalen Achse angeordnet ist, F i g. 2 einen Schnitt der Anordnung entlang der Linie 2-2 der F i g. 1, F i g. 3 eine perspektivische Ansicht einer sektorförmigen Kammer des Drehspeichers, die mit Ketten als wärmeabsorbierende Teile versehen ist, F i g. 4 eine Anordnung von Kettenelementen, gesehen von der Linie 4-4. der F i g. 3, F i g. 5 eine axial angeordnete Lage von Kettenelementen, gesehen von der Linie 5-5 der F i g. 3, F i g. 6 eine bevorzugte Befestigungsvorrichtung für Gruppen von Kettenelementen, F i g. 7 und 8 eine abgeänderte Anordnung zum Andern der Kettendichte in axialen Ebenen der Kammer, F i g. 9 eine Anordnung, um eine fortlaufende Kette im Zickzack mit den Kammerwänden zu verbinden.For the pre-treatment of cement material that is to be fired, it is known to use heat exchangers with a tubular drum on which a number of endless chains are suspended, between which chains in turn hang. These chains sag downwards: When the drum rotates, its sag curve also changes. However, these chains do not serve as storage mass of a storage heat exchanger, rather, there is an open heat exchanger here, i. H. with touch and mingling the heat-exchanging media. The above and other features and Advantages of the invention will become apparent from the following description, which refers to Based on the drawings. It represents F i g. 1 is a side view of the heat exchanger, which is arranged on a horizontal axis, F i g. 2 shows a section of the arrangement along line 2-2 of FIG. 1, Fig. 3 is a perspective view of a sector-shaped chamber of the rotary accumulator with chains as heat-absorbing parts is provided, F i g. Figure 4 shows an arrangement of chain elements seen from the line 4-4. the F i g. 3, fig. 5 an axially arranged layer of chain elements, seen from line 5-5 of FIG. 3, fig. Figure 6 shows a preferred fastening device for groups of chain elements, F i g. 7 and 8 show a modified arrangement for the other the chain density in axial planes of the chamber, F i g. 9 an arrangement, to connect a continuous chain in a zigzag with the chamber walls.

Die Zeichnungen zeigen den Drehspeicherwärmetauscher mit einem Drehspeicher 10, der mit der Achse 16 durch radial angeordnete Wände 14 verbunden ist, die sektorenförmige Kammern 12 bilden. Jede Kammer nimmt eine Anzahl durchlässiger, wärmeabsorbierender Elemente auf, durch die das Medium strömt. Die Achse 16 muß gegen die Vertikale geneigt sein, kann aber sonst jede Lage, auch die horizontale, einnehmen. Der größte Reinigungseffekt tritt bei horizontaler Anordnung der Achse und maximaler seitlicher Auslenkung des wärmeabsorbierenden Elements während der Drehung des Speichers ein. Der Speicher ist von einem starren Gehäuse 20 umgeben, dem über Rohre 26 und 28 ein Strom des wärmeabgebenden und über Rohre 32 und 34 gleichzeitig ein Strom des wärmeaufnehmenden Mediums zugeleitet wird. Beide Ströme fließen über die verbindenden Kammern des Speichers, der durch einen Antrieb 18 dauernd oder absatzweise gedreht wird. Die wärmeabsorbierenden Elemente nehmen Wärme vom wärmeabgebenden Medium auf und geben sie an das wärmeaufnehmende Medium ab, während sie abwechselnd von den beiden Medien durchströmt werden.The drawings show the rotary storage heat exchanger with a rotary storage 10, which is connected to the axis 16 by radially arranged walls 14 which form sector-shaped chambers 12. Each chamber houses a number of permeable, heat-absorbing elements through which the medium flows. The axis 16 must be inclined to the vertical, but can otherwise assume any position, including the horizontal. The greatest cleaning effect occurs with a horizontal arrangement of the axis and maximum lateral deflection of the heat-absorbing element during the rotation of the accumulator. The storage device is surrounded by a rigid housing 20 , to which a flow of the heat-emitting medium is fed via pipes 26 and 28 and a flow of the heat-absorbing medium is fed at the same time via pipes 32 and 34. Both currents flow through the connecting chambers of the accumulator, which is rotated continuously or intermittently by a drive 18. The heat-absorbing elements absorb heat from the heat-emitting medium and transfer it to the heat-absorbing medium, while the two media alternately flow through them.

Die wärmeabsorbierenden Elemente bestehen im wesentlichen aus Reihen dicht angeordneter flexibler Kabel, Ketten oder kettenähnlicher Elemente 24, die in den einzelnen Kammern als mehrere aufeinanderfolgende Schichten angebracht sind. Diese Elemente 24 können an den Seitenwänden der Kammern oder an Gittern befestigt werden, die in den einzelnen Kammern des Speichers angeordnet sind.The heat-absorbing elements essentially consist of rows densely arranged flexible cables, chains or chain-like elements 24, the are attached in the individual chambers as several successive layers. These elements 24 can be attached to the side walls of the chambers or to grids which are arranged in the individual chambers of the memory.

Die Befestigung geschieht so, daß jeder Strang in Form einer angenäherten Kettenlinie durchhängt und bei Drehung des Speichers keine Behinderung für die Änderung der Kettenlinie eintritt. Da die Durchhangslinie jedes Elementes 24 verschieden ist, werden Ablagerungen von den sich berührenden Teilen der aneinander anliegenden Kettenglieder dauernd entfernt, und das Element 24 bleibt vollständig flexibel.The fastening is done in such a way that each strand sags in the form of an approximate chain line and there is no hindrance to the change of the chain line when the memory is rotated. Since the slack line of each element 24 is different, debris is continuously removed from the contacting parts of the adjacent chain links, and the element 24 remains completely flexible.

Wenn die Stränge des Elementes vollständig flexibel bleiben, befreien sie sich gegenseitig von allen Ablagerungen. Dies kann z. B. dadurch erzielt werden, daß benachbarte Elemente 24 in derselben Ebene mit solchem Durchhang angeordnet werden, daß sie sich überlappen und aneinander reiben, wenn der Speicher sich dreht. Durch eine schiefwinkelige (F i g. 3, 4 und 5) oder sogar rechtwinkelige Versetzung der aufeinanderfolgenden Schichten von Ketten oder anderen Elementen 24 mit verschiedenen Durchhangslinien kann eine Reibung zwischen den Elementen 24 einer Schicht und denen der anschließenden Schicht(en) erreicht werden, so daß weitere Ablagerungen von den Elementen gelöst werden.If the strands of the element remain completely flexible, they will free each other of all deposits. This can e.g. B. be achieved by arranging adjacent elements 24 in the same plane with such slack that they overlap and rub against each other when the store rotates. By displacing the successive layers of chains or other elements 24 with different slack lines at an oblique angle (Figs. 3, 4 and 5) or even at right angles, friction between the elements 24 of a layer and those of the subsequent layer (s) can be achieved, so that further deposits are loosened from the elements.

Bei den meisten Ausführungen von Wärmetauschern finden sich die größten Staubablagerungen bei den wärmeabsorbierenden Oberflächen, die zuerst von dem schmutzigen Gas, das in den Wärmeaustauscher eintritt, berührt werden. Dem kann dadurch begegnet werden, daß der Reinigungsvorgang in den Gebieten größter Ablagerungen verstärkt wird. Wie in Fig. 7 gezeigt, kann der Abstand der axial angeordneten Ketten und ihr Durchhang in den Gebieten größter Staubablagerung gegenüber der in F i g. 8 gezeigten Anordnung sehr groß gemacht werden.Most heat exchanger designs have the largest ones Dust deposits on the heat-absorbing surfaces, which are first removed from the dirty Gas entering the heat exchanger. This can be countered that the cleaning process is intensified in the areas of largest deposits will. As shown in Fig. 7, the spacing of the axially arranged chains and their sag in the areas of greatest dust deposition compared to that in FIG. 8th shown arrangement can be made very large.

Die Kammern und die Ketten können auch so angeordnet werden bzw. einen solchen Durchhang haben, daß während eines vorgegebenen Teiles ihrer Drehung ein verstärkter Reinigungseffekt eintritt. Dadurch werden die meisten abgelagerten Teilchen entweder in dem wärmeaufnehmenden oder wärmeabgebenden Medium aus dem Speicher abgeführt. Zum Zwecke der chemischen Rückgewinnung kann es z. B. vorteilhaft sein, die Ablagerungen in einen Warmluftstrom zu bringen, um sie wieder auszuscheiden.The chambers and the chains can also be arranged or one have such slack that during a given part of their rotation a increased cleaning effect occurs. This will cause most of the deposited particles discharged either in the heat-absorbing or heat-emitting medium from the memory. For the purpose of chemical recovery it can e.g. B. be beneficial to the deposits bring them into a stream of warm air in order to excrete them again.

Es ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung, wie die Kettenelemente an den Kammerwänden befestigt werden. In F i g. 6 wird eine sehr befriedigende Lösung gezeigt: Eine Reihe von durchbohrten Halterungen 36 ist an den Kammerwänden befestigt. Ein Stab 38 wird durch die Bohrung der Halterung und durch ein Kettenglied geschoben. Durch Ringe 42 verschiedener Dicke können die Ketten in größerem oder kleinerem Abstand voneinander gehalten werden. Ohne Ringe ist der Abstand am kleinsten, während dickere Ringe 42 ihn vergrößern. Die Ketten können sich sogar berühren. Eine weitere abgeänderte Form der Erfindung benutzt eine fortlaufende Kette, die im Zickzack zwischen den Wänden der Kammer angebracht ist, wie F i g. 9 zeigt. Hier werden Kettenglieder durch Schweißung oder etwa gemäß F i g. 6 an den Wänden befestigt. Dieses Zickzackmuster kann entweder ausschließlich in verschiedenen Schichten im Speicher oder auch in Verbindung mit anderen Kettenanordnungen benutzt werden, um eine bestimmte Kettendichte zu erreichen.It is not of critical importance how the chain elements are attached to the chamber walls. In Fig. 6 a very satisfactory solution is shown: a series of pierced mounts 36 are attached to the chamber walls. A rod 38 is pushed through the hole in the bracket and through a chain link. The chains can be kept at a greater or lesser distance from one another by rings 42 of different thicknesses. Without rings, the distance is smallest, while thicker rings 42 increase it. The chains can even touch. Another modified form of the invention uses a continuous chain zigzagged between the walls of the chamber, as shown in FIG. 9 shows. Here chain links are made by welding or as shown in FIG. 6 attached to the walls. This zigzag pattern can either be used exclusively in different layers in the store or in connection with other chain arrangements in order to achieve a certain chain density.

Claims

Claims: 1. Rotary storage for a rotary storage heat exchanger which has a cylindrical rotor drum which is provided with radially arranged walls to form chambers, each of which contains several flexible elements as heat storage mass, characterized in that the elements (24) in the space between the walls (10, 14, 22) of the chamber (12) are suspended at both ends so that they have a sag, the curve of which changes with the rotation of the memory.

2. Rotary storage device according to claim 1, characterized in that the suspension of the elements (24) is made so that their slack occurs during the storage rotation on different sides of a straight line connecting the suspension points.

3. Elements for rotary storage according to claim 1 or 2, characterized in that they are designed as cables or chains.

4. Rotary storage system according to one of the preceding claims, characterized in that the elements (24) are arranged in layers perpendicular to the storage axis, the arrangements in successive layers being offset at an angle to one another.

5. Rotary storage device according to claim 4, characterized in that the elements (24) in one of the adjacent layers between radial walls of the respective Chamber, on the other hand in the other adjacent layer at least are partially suspended between the peripheral walls of the chamber.

6. Rotary memory according to claim 3 and 4, characterized in that the chain elements (44) each Layer consist of a continuous chain that is arranged in a zigzag, and different members of which are connected to different walls of the chamber. Considered publications: German Patent Specifications No. 816 580, 666 318.