DE1000036B - Vorrichtung zum Kuehlen verwirbelter Festkoerper - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Kühler für feinkörnige, heiß verwirbelbare feste Stoffe und insbesondere auf eine Vorrichtung, die das Kühlen solcher Stoffe vornimmt, während sie sich in verwirbeltem Zustand befinden.

Es wurde bereits eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art vorgeschlagen, in der heißes, pulverförmiges Gut in einen länglichen Kanal gegeben wird, dem ein einstellbarer Luftstrom durch eine durchlässige Wand zugeführt wird, die am Boden des Kanals verläuft, um d'as Gut beim Durchgang zu verwirbeln, so daß d'as fließbar gemachte Gut darin ein Bett bildet, welches ununterbrochen vom Einlaß- zum Auslaßende fließt. Während das Gut sich in der genannten Vorrichtung waagerecht bewegt, umfließt es eine Anzahl von Kühlorganen, die sich im Bett befinden, so daß die Hitze des Gutes an ein durch die Kühlorgane strömendes Kühlmittel abgegeben wird und nutzbar gemacht werden, kann, z. B. in Form von Dampf.

Während die genannte Vorrichtung im allgemeinen zufriedenstellend arbeitet, ist ihre Kühlwirkung je Längeneinheit bei weitem nicht befriedigend, und es ergeben sich beim Gebrauch durch die Neigung der Seitenwände des Durchgangskanals, sich unter dem Einfluß des Temperaturwecbsel's zwischen Ein- und Auslaßende des Durchganges zu beulen, eine große Anzahl von Schwierigkeiten.

Die Erfindung ergibt nun eine verbesserte Ausbildung für solche Vorrichtung, bei welcher die Kühlleistung eines Kühlkanals gegebener Länge stark verbessert wird, während gleichzeitig die vorher mit dem Ausbeulen der Seitenwände verbundenen Schwierigkeiten vollkommen beseitigt sind.

Eine weitere Eigenschaft der sich auf die Erfindung beziehenden Vorrichtung ist, daß eine gleichmäßige Kühlwirkung auf das behandelte Gut erzielt wird mit entsprechenden wärmewirtschaftlichen Vorteilen und in der Regelung des Arbeitsvorganges. Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden sich aus der weiteren Beschreibung ergeben.

Der Erfindung entsprechend sind die als Kühlelemente ausgeformten Kühlorgane waagerecht angeordnet und erstrecken sich zwischen senkrechten Verteilerrohren von einer Seite des Kühlkanals zur anderen. Diese senkrechten Verteilerrohre sind eng nebeneinander über die Länge des Kanals angeordnet, um eine durchgehende Wand zu bilden, wobei die entsprechenden Verteilerrohre auf beiden Seiten zwischen sich eine Anzahl gleich weit voneinander entfernter, waagerecht verlaufender rohrförmiger Kühlelemente aufweisen, so daß jedes dieser Verteilerrohrpaare und die entsprechenden Kühlelemente die Form einer Leiter haben. Die Anordnung der Kühlelemente in

Vorrichtung zum Kühlen verwirbelt er
Festkörper

Anmelder:

Aluminium Laboratories Limited,
Montreal, Quebec (Kanada)

Vertreter: Dipl.-Ing. A. Maxton, Patentanwalt,
Köln, Bismarckstr. 31

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 26. Mai 1952

Robert Ashton Bayard, Montreal, Quebec (Kanada)
ist als Erfinder genannt worden

aufeinanderfolgenden Leitern ist vorzugsweise so·, daß die Kühlelemente in jeder Leiter sich in verschiedener Höhe befinden gegenüber den Kühlelementen der nächsten Leiter auf jeder Seite. Durch diese Konstruktion können die Kühlelemente sehr dicht aneinandergesetzt werden, um dem Gut einen Höchstwert an Wärmemenge innerhalb eines geringsten Raumes zu entziehen, ohne daß die eigentliche Fließbarkeit des Gutes wesentlich beeinflußt würde.

Damit das Gut gleichmäßig gekühlt wird, ist eine Anzahl von Unter- und Überfließ stauwänden im Abstand voneinander und hintereinander über die Länge des Kanals angebracht. Diese Stauwände werden zwischen einem Paar gegenüberliegender Verteilerrohre einfach durch Erhöhung der Anzahl der Kühlelemente zwischen den beiden Verteilerrohren bis zu einem Ausmaß gebildet, daß sehr wenig oder kein Gut zwischen ihnen hindürchfließen kann.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der Erfindung sind vorzugsweise die Leitern in Gruppen angeordnet, wobei die oberen Enden einer Gruppe von Verteilerrohren in einem waagerechten Sammelrohr in seiner Mitte den jeweiligen Verhältnissen entsprechend eine Verbindung entweder zur vorhergehenden oder zur folgenden Gruppe auf der gleichen Seite des Kanals haben, so daß der Fluß der Kühlflüssigkeit zunächst durch ein Sammelrohr am Auslaufende des Kanals geht, dann hinunter durch die an dieses angeschlossenen Verteilerrohre, weiter quer durch die waagerecht verlaufenden Kühlelemente, anschließend durch die Verteilerrohre auf der gegen-

überliegenden Seite hinauf und in das angeschlossene Sammelrohr sowie von. diesem in das Sammelrohr der in Durchtritts richtung¹ des Gutes unmittelbar vorhergehenden Gruppe von Verteiler rohren übertritt, die mit diesem Sammelrohr verbunden sind., dann hinunter in die Verteilerrohre, quer durch die waagerechten Kühlelemente und so fort, bis das erwärmte Kühlmittel schließlich von einem Sammelrohr abgeführt wird, dessen Gruppe an die Einlaufseite des Apparates angrenzt. Jede Gruppe von Verteiler rohren kann dabei entweder eine Unterstrom- oder Überstromstauwand enthalten, die in der bereits beschriebenen Weise konstruiert sind.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung und ihre Konstruktion wird durch die folgende, ins einzelne gehende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert, worin eine vorzugsweise Darstellung der Vorrichtung beschrieben ist, die sich besonders zum Kühlen von heißer, kalzinierter Tonerde eignet.

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In den Zeichnungen ist in

Fig. ι eine Draufsicht auf eine der Erfindung entsprechende Vorrichtung, teilweise aufgebrochen, wiedergegeben, um den inneren Aufbau zu zeigen, in

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Abb¹. 1 gezeigten Vorrichtung, ebenfalls teilweise aufgebrochen, dargestellt, in

Fig. 3 eine Vorderansicht, die zeigt, wie eine Stauwand von Kühlelementen gebildet werden kann; sie zeigt auch eine vorzugsweise Anordnung von »Kühlleitern« aus röhrenförmigen Teilen, wie in Pfeilrichtung auf Linie 3-3 (Abb. 1) sichtbar, und

Fig. 4 einen vergrößerten Aufriß des Austrittsendes der in Abb. 1 und 2 gezeigten Vorrichtung, wieder teilweise aufgebrochen.

Der Kühler gemäß der Erfindung besteht aus einem länglichen trogförmigen Kanal 10 aus Blech und ist, wie bei 11 gezeigt, wärmeisoliert. Der obere· Teil des Kanals ist seitlich ausladend und bildet dadurch den etwas vergrößerten Raum 12 an der Oberseite des Kanals. Das zu kühlende Gut wird durch den Be-schickungsstutzen 13 in den Beschickungsbehälter 14 gegeben, der einen abgeschrägten Boden 15 hat, während das Gut aus der Vorrichtung durch die Auslaßöffnung 16 überläuft und dabei durch den Auslaßstutzen 17 hinunterfließt. Eine kleine, zusätzliche Menge des Gutes verläßt die Vorrichtung durch den Hilfsauslaßstutzen 18, der dicht über dem Boden am Auslaßende des Kanals angeordnet ist. Der Boden des Kanals 10 besteht aus einer durchlässigen Fläche 19, die einen Aufwärtsfluß eines Verwirbelungsmittels durchtreten lassen kann. Die Fläche 19 kann durch ein Sieb odler eine gelochte Platte gebildet werden, besteht aber vorzugsweise aus zwei Sieben oder gelochten Platten mit einer Zwischenlage von Asbesttuch. Es wurde gefunden, daß gleichmäßigere Verwirbelungsbedingungen im Kanal erhalten werden, wenn die Fläche 19 dem Luftdurchgang einen bestimmten Widerstand entgegensetzt.

Unter der durchlässigen Fläche 19 ist eine Luftkammer 20 angeordnet, die durch drei Stutzen 21, 22, 23 über einen Verteiler 24 mit Luft oder einem anderen die Verwirbelung bewirkenden Mittel versorgt wird. Das Mittel wird an der Oberseite des Kanals an den Seitenwänden durch Stutzen 25 abgeführt, die es an Sa,mmelrohreweitergeben(26un.d27), die an beiden Oberkanten des Kanals in Längsrichtung verlaufen, und wird schließlich durch das Rohr abgeleitet, wobei es sich mit dem Strom verbrauchten Mittels aus dem Sammelrohr 27 über die Verbindungsrohre 29 verbindet. Die Sammelrohre 26 und 27 sind auf jeder Seite des Kanals von Konsolen 30 und 31 getragen. Zweckmäßigerweise ist der ganze Kanal durch eine Anzahl Stützen 32 und 33 über dem Fußboden getragen, um dem Verteiler 24 Raum zu schaffen. Auf jeder Seite der Verwirbelungskammer sind an den beiden Längsseiten des Kanals 10 zwei Reihen von senkrechten Verteilerrohren 34 dergestalt angeordnet, daß sie eine Wand bilden. Sie werden mit den gegenüberliegenden Verteilerrohren durch eine Anzahl waagerecht verlaufender Kühlelemente 35 verbunden, die gleichen Abstand voneinander haben und so eine leiterähnliche Anordnung bilden. In benachbarten Leitern liegen die Kühlelemente in verschiediener Höhe, SO' daß die Kühlelemente über die Länge des Kanals, der von den Verteilerrohren 34 gebildet wird, in der Höhe versetzt angeordnet sind. Diese Leitern sind zu Gruppen, zusammengefaßt, die an ihren oberen Enden durch Sammelrohre 36 und 37 für jede Gruppe verbunden werden. Innerhalb jeder auf diese Weise verbundenen Gruppe ist entweder eine Überstrom- 38 oder eine Unterströmstauwand 39 angeordnet, und zwar durch Erhöhen der Anzahl der Kühlelemente in einer der Leitern über einen Teil der Höhe derselben und bis zu einem Grade, daß kein Gut zwischen, diesen aneinander anliegenden Kühlelementen durchfließen kann. Jede dieser Leitergruppen, die an die Sammelrohre 36 und 37 angeschlossen sind, kann von der Vorrichtung unabhängig entfernt werden, wobei für diesen Zweck eine Anzahl Deckel 40 an der Oberseite des Kühlkanals vorgesehen ist. Die Sammelrohre 36 sind durch die Verbindungsrohre 41 paarweise verbunden, während die Sammelrohre 37 von ihrer Mitte aus durch die Verbindungsrohre 42 verbunden sind, wobei die Verbindungen zwischen den Sammelrohren derart ausgebildet sind, daß das Kühlmittel, das die Oberseite einer Leitergruppe verläßt, durch ein Verbindungsrohr 41 in die nächsten Sammelrohre 36 und hinunter durch die Verteilerrohre 34 dieser Leitergruppe zufließen wird, quer durch die Kühleleniente 35 zu den angeschlossenen Verteilerrohren 34, aufwärts in das angeschlossene Sammelrohr 37, durch das angeschlossene VerbindungstOhr 42, hinab in das nächste Sammelrohr 37 und so fort über die Länge des Kanals hin, und zwar vom Auslaßende der Vorrichtung, wo das Kühlmittel in der Vorrichtung durch das Rohr 43 eintritt, bis zum Einlaßende der Vorrichtung, wo das Kühlmittel durch das Austrittsrohr 44 abgeführt wird.

Beim Arbeitsvorgang fließt das Gut, das in den Füllbehälter 14 durch den Füllstutzen 13 hineingegeben wird, durch die Schwerkraft unter der Unterströmstauwand 39^ am Eintrittsende des Kanals in den Teil des Innenraumes über der durchlässigen Fläche 19. Das Gut wird dann durch die durch die durchlässige Fläche aufsteigenden Gase verwirbelt und füllt das Innere das Kanals an, bis es in die Auslaßöffnung 16 überfließt, wobei der Stand des Gutes im Kanal im wesentlichen gleichbleibt, und dieses weiterhin in einem Maße in den Auslaßstutzen überfließt, indem es in den Füllbehälter 14 durch den Füllstutzen 13 gegeben wird. Beim Fließen entlang dem Kanal wird das Gut durch die Unterströmstauwände 39 und die Überströmstauwände 38 gezwungen, einen gewundenen Weg zu nehmen, der durch den Pfeil in Fig. 2 angedeutet ist, so daß jedes Einzelteilchen bei seinem Durchgang durch den Kanal einer sehr hohen Küblwirkung ausgesetzt und weiterhin die Gleichförmigkeit der Kühlung jedes durch die Vorrichtung strömenden Teilchens gewährleistet ist.

Die nebeneinander angeordneten Kühlelemente sorgen für einen höchstmöglichen Wärmeübergang vom Gut auf kleinstmöglichen Raum, während die Tatsache, daß die Wände des Kanals durch die Verteilerrohre 34 gebildet sind, jede sich aus Temperaturunterschieden innerhalb das Kanals ergebende zerstörende Wirkung auf diie Seitenwände verhindert: und gleichzeitig für eine zusätzliche Kühlwirkung sorgt. Die Anordnung der Kühlelemente in Gruppen, die mit Sammelrohren verbunden sind, ermöglicht es, einzelne Abschnitte des Kühsystems für Instandhaltung und Reparatur herauszuziehen und aufzuarbeiten. Von der Wärme des Gutes wird nur wenig an das Verwirbelungsmittel abgegeben, weil nur eine verhältnismäßig kleine Menge dieses Mitteis benötigt wird, um den notwendigen Verwirbelungsgrad zu erhalten, und praktisch wird fast alle dem Gut auf seinem Wege durch die Vorrichtung entzogene Wärme im Kühlmittel wieder erhalten und nutzbar gemacht werden, entweder in Form von Nutz dampf, in Form von heißem Speisewasser od. dgl.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Kühlvorrichtung zum Kühlen von körnigen, heißen, aufgewirbelten festen Stoffen unter Anwendung eines waagerechten Kanals, der mit Kühlorganen ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlorgane aus dicht nebeneinanderliegenden senkrecht angeordneten Verteilerrohren (34) bestehen, die die Innenseiten des Kanals vorzugsweise lückenlos bedecken und die in bestimmten Abständen durch etwa waagerecht liegende rohrförmige Kühlelemente (35) verbunden sind, die eine Anzahl von Leitern bilden, zwischen denen das aufgewirbelte zu kühlende Gut hindurchfließt.
2. 2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerecht liegenden Kühlelemente (35) benachbarter Leitern in der Höhe zueinander versetzt angeordnet sind.
3. 3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch wenigstens eine etwa lotrechte Stauwand (38, 39) im Kanal, die von einer Anzahl von waagerechten Kühlelementen (35) in einer der Leitern gebildet wird, deren Abstand so gering ist, daß das Gut praktisch durch die Lücken zwischen den Kühlelementen nicht hindurchtreten kann.
4. 4. Kühlvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 mit zu Gruppen zusammengefaßten Leitern, gekennzeichnet durch eine Anzahl von etwa waagerechten, paarweise sich gegenüberliegenden Kühlmittelsammelrohren (36, 37), die mit den senkrechten Verteilerrohren (34) auf jeder Seite von zu einer Gruppe verbundenen Leitern verbunden sind, sowie durch Verbindungsrohre (41, 42) zwischen benachbarten Sammelrohren, die so abwechselnd auf den beiden Seiten des Kanals angeordnet sind, daß das Kühlmittel aus einem Sammelrohr in das benachbarte und auf der gleichen Seite des Kanals liegende übertritt und nach Durchtritt durch die entsprechende Leitergruppe durch das mit den entsprechenden Verteilerrohren auf der anderen Seite des Kanals verbundene Sammelrohr abströmt und so fort über die Länge des Kühlkanals hin alle Verteilerrohre durchfließt, bis es schließlich durch eine entsprechende Ablaufleitung (44) abgezogen wird.
5. 5. Kühlvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4 mit einer Mehrzahl von Stauwänden im Kanal, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Leitergruppen eine Stauwand aufweist, und zwar abwechselnd Überstrom- (38) und Unterstromstauwände (39).

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschriften Nr. 2 464 812, 2 536 099.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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