Willy, Bormann
Otto, Bormann
Wilhelm
| 1. | Heizverfahren, insbesondere für Wohnungen, unter Ver¬ wendung einer aus einem Kunststoff und einem Stabili¬ sator bestehenden pulver oder granulatformigen Mischung, die in einem Trockenmischer mit Luft verwirbelt wird, wobei die Außenwand des Mischers zur Ableitung von Wärme mit Wasser umspült wird, das in einem Heizkreislauf um¬ läuft, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisator für die KunststoffTeilchen, insbesondere PVCTeilchen, ein Mercaptid verwendet wird und/oder die Verwirbelung in einem sich über einen waagerechten Bereich erstreckenden Verwir¬ belungsstrecke liegenden Behälter erfolgt. |
| 2. | Heizverfahren, insbesondere für Wohnungen, unter Ve wendung einer aus einem Kunststoff und einem Stabili¬ sator bestehenden pulver oder granulatformigen Mischung, die in einem Trockenmischer mit Luft verwirbelt wird, wobeidie Außenwand des Mischers zur Ableitung von Wärme mit Wasser umspült wird, das in einem Heizkreislauf um¬ läuft, dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisator für die KunststoffTeilchen, insbesondere PVCTeilchen, ein Mercap¬ tid verwendet wird und/oder die Verwirbelung in einem sich über einen waagerechten Bereich erstreckenden Ver¬ wirbelungsstrecke liegenden Behälter in dessen gesamten Innenraum durchgeführt wird. |
| 3. | Heizverfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mercaptid ein OctylZinnMercap tid ist. |
| 4. | Heizverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelung in einem liegenden Zylinderbehälter (10) durchgeführt wird, in dem ein sich über den gesamten Berhalterinnenraum erstreckender Flügel¬ mischer (20) relativ zur Behälterwand rotiert. |
| 5. | Heizverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelmischer (20) mit einer Drehzahl von 1.450 bis 2.900 U/min rotiert. |
| 6. | Heizverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das kunststoff bzw. PVChaltige Material aus Abfall und Altmaterial, wie gebrauchten Flaschen od.dgl., besteht. |
| 7. | Heizverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß anderweitigem Kunststoffmaterial ein Anteil an PVChaltigem Material bis zu 80 Gew.% zuge¬ mischt wir. |
| 8. | Heizverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Ableitung von Wärme die Temperatur des verwirbelten Materials auf ein 160°C nicht überschreitendes, zweckmäßigerweise bei 150° bis 160° C liegendes Niveau begrenzt wird. |
| 9. | Heizverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelung in einem zylin¬ drischen Behälter (10) vorgenommen wird, dessen Verhält¬ nis vom Durchmesser D zur Länge 1 etwa 5:8 bis 5:9 be¬ trägt, und der bis zu etwa 4/10 bis 6/10 der Höhe mit Material gefüllt wird. |
| 10. | Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einem doppelwan digen Behälter (10) mit einer im Behälterinnenraum (23) angeordneten Verwirbelungseinrichtung aus einem Flügel¬ mischer (20) , wobei im Zwischenraum der Doppelwandung (11,12) als Teil eines Heizkreislaufes Wasser geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise zy¬ lindrische Behälter (10) liegend angordnet ist und einen um eine horizontale Achse rotationsfähigen Flügel¬ mischer (20) aufweist. |
| 11. | Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einem doppelwandigen Behälter (10) mit einer im Behälterinnenraum (23) ange¬ ordneten Verwirbelungseinrichtung aus einem Flügelmischer (20), wobei im Zwischenraum der Doppelwandung (11,12) als Teil eines Heizkreislaufes Wasser geführt wird, da¬ durch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise zylindrische Behälter (10) liegend angeordnet ist und einen um eine horizontale Achse rotationsfähigen, sich über die gesamte Länge und über den gesamten Innenraum des Behälters (10) erstreckenden Flügelmischer (20) aufweist. |
| 12. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelmischer (20) auf einer horizontal angeordneten, motorbetriebenen Welle (18) befestigt ist. |
| 13. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügelmischer (20) aus mehreren, radial von der Welle abstehenden Armen (21) mit endsei¬ tigen Schaufelblechen (22) besteht. |
| 14. | Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, da die Schaufelbleche (22) gegenüber den Armen (21) um (30° bzw. 60°) i 15° geneigt sind. |
| 15. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Schaufelbleche (22) sich im wesentlichen über die gesamte Innenraumlange des Behälters (10) erstreckt und über mehrere, vorzugsweise drei, hintereinander angeordnete, radial von der Welle (18) abstehende Arme (21) gehalten wird. |
| 16. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei, vorzugsweise vier, Schaufelbleche (22) vorgesehen sind. |
| 17. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter aus Kunststoff, zweck¬ mäßigerweise aus PVC oder aus einem anderweitigen, wärme¬ leitenden Material, wie Stahlblech, besteht, das mit einer innenwandseitigen Beschichtung aus einem Kunststoff, zweckmäßigerweise PVC, versehen ist. |
| 18. | Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Wand des Behälters (10) bzw. als Innenwandbe schichtung ein Kunststoff mit einem eingearbeiteten Mercaptid, insbesondere einem OctylZinnMercaptid, bzw. eine Mischung aus einem Kunststoff, zweckmäßiger¬ weise einem PVC, und aus einem Mercaptid, insbesondere einem OctylZinnMercaptid, eingesetzt wird. |
| 19. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, da¬ durch gekennzeichnet, daß der von den Schaufelblechen (22) gebildete Umfang zur Ausbildung eines Zwischen¬ raumes (29) kleiner als der Durchmesser des Behälter¬ innenraumes (23) ist. |
| 20. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Innenwand des Behälters (10) mit einem federndelastischen Material beschichtet bzw. ausgekleidet ist. |
Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft ein Heizverfahren, insbesondere für Wohnungen, unter Verwendung einer aus einem Kunst¬ stoff und einem Stabilisator bestehenden pulver- oder granulatförmigen Mischung, die in einem Trockenmischer mit Luft verwirbelt wird, wobei die Außenwand des Mi¬ schers zur Ableitung von Wärme mit Wasser umspült wird, ' das in einem Heizkreislauf umläuft, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus einem doppelwandigen Behälter mit einer im Behälterinnenraum an¬ geordneten Verwirbelungseinrichtung, wobei im Zwischen¬ raum der Doppelwandung als Teil eines Heizkreislaufes Was¬ ser geführt wird.
Stand der Technik
Das durch die DE-A-35 00 821 bekannte Verfahren beruht darauf, daß PVC-Granulat oder -pulver beim Mischen eine Erwärmung erfährt, die am Kühlmantel eines Mischers abge¬ nommen werden kann. Um ein verhältnismäßig geringes Tem¬ peraturgefälle zwischen dem eigentlichen Wärmeerzeuger - dem Mischer - und dem Wärmeverbraucher zu erzielen, wird vorgeschlagen, dem PVC-haltigen Material einen zinn-hal- tigen Stoff zuzugeben und diese Mischung mehrere Tage bis mehrere Wochen zu verwirbeln und die dabei aufgrund der Zusammensetzung entstehende Wärme abzuführen. Je nach Dreh¬ zahl des für die Verwirbelung benutzten Rührwerkes kann eine höhere oder geringere Wärme erzeugt werden. Als Wärmeerzeu¬ ger dient ein im wesentlichen zylindrisches Gefäß mit einem inneren Zylinderraum, der von einem Mantel umschlossen ist,
um den herum im Abstand ein zweiter Mantel angeordnet ist, so daß in dem dazwischenliegenden Raum Wasser geführt wer¬ den kann. Am Boden des zylindrischen Gefäßes sind Misch¬ flügel angeordnet, deren Achse unmittelbar von einem Motor angetrieben wird. Hierbei hat es sich jedoch gezeigt, daß nur im bodenseitigen Verwirbelungsbereich durch das einge¬ setzte Material eine Wärmeabgabe erfolgt und somit nur ein kleiner Wandbereich mit einem Kühlmantel zur Verfügung stand, um die erhaltene Wärme abnehmen und zu Heizzwecken einsetzen zu können. Hinzu kommt, daß die eingesetzte Menge an Material nicht groß sein konnte, da eine Materialver- wirbelung nur im bodenseitigen Bereich des eingesetzten zy¬ lindrischen Mischers erfolgt, in dem die Mischeinrichtung angeordnet ist.
Aufgabe, Lösung, Vorteil
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das angegebene Verfahren und die Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß der Wirkungsgrad erhöht und die Einsatzzeit für das verwendete Kunststoff-Granulat pro eingesetzte Charge ver¬ längert wird und daß auch anderweitige Kunststoffe einge¬ setzt werden können.
Diese Aufgabe wird durch das in den Ansprüchen 1 und 2 beschriebene Verfahren gelöst, wonach als Stabilisator ein Mercaptid eingesetzt wird und/oder die Verwirbelung in einem liegenden Behälter erfolgt. Gegenüber der in der DE-A-35 00 821 C2 angegebenen zinnhaltigen Verbindung be¬ sitzt das Mercaptid eine bessere Fähigkeit, die beim Rühren bzw. Verwirbeln entstandener Wärme an den Behältermantel abzugeben. Als weitere Alternative oder zusätzliche Ma߬ nahme wird vorgeschlagen, den Mischbehälter nicht stehend,
sondern liegend anzuordnen, wodurch sich die Energie mi¬ nimieren läßt, die zu einer 100%igen Verwirbelung der im Behälter vorliegenden Kunststoffteile notwendig ist. Außerdem erfolgt durch den in dem Mischbehälter ange¬ ordneten und sich über den gesamten Mischbehälterinnen- raum erstreckenden Flügelmischer eine Verwirbelung des Ausgangsmaterials im gesamten Behälterraum, so daß die er¬ zeugte Wärme gleichmäßig an die gesamte, als Kühlmantel aus¬ gebildete Behälterwandfläche abgegeben und abgenommen wird. Die Kühlmantelfläche ist somit insgesamt größer; der Wir¬ kungsgrad wird somit verbessert.
Vorzugsweise wird als Mercaptid ein Octyl-Zinn-Mercaptid verwendet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Verwirbelung in einem liegenden Trommelbehälter durchge¬ führt, in dem ein Flügelmischer relativ zur Trommelinnen¬ behälterwand rotiert. Ein Trommelbehälter hat den Vor¬ teil, daß keine Nischen mit nur schwacher Verwirbelung entstehen können und die Durchmischung homogen über den gesamten Querschnitt durchgeführt werden kann. Vorzugs¬ weise wird der Flügelmischer mit einer Drehzahl von 1.450 bis 2.900 U/min. betrieben.
Abgesehen davon, daß das erfindungsgemäße Verfahren ab¬ gasfrei betrieben werden kann, kann eine weitere Ein¬ sparung auch dadurch erzielt werden, daß z.B. PVC-haltiges Material aus Abfall- und Altmaterial in Form von gebrauch¬ ten Flaschen oder ähnlichem benutzt wird. Zweckmäßigerweise wird mit der Ableitung von Wärme die Temperatur des verwir¬ belten Materials auf ein 160°C nicht überschreitendes Niveau begrenzt. Bevorzugt wird jedoch eine bei etwa
150°C bis 160°C liegende Begrenzungstemperatur. Hierdurch lassen sich Wärmeverluste vermeiden. Weiterhin soll der Zy¬ linderraum zur Verwirbelung so gewählt werden, daß das Ver¬ hältnis des Durchmessers zur Länge etwa 5:8 bis etwa 5:10 bei einer Füllung, die etwa 40% bis 60% der Höhe einnimmt, ist.
Die Auswahl des Stabilisators ermöglicht auch andere Kunst¬ stoffe als Ausgangsmaterial einzusetzen als ausschließlich PVC, so daß das Verfahren auch die Verwertung andersartiger Kunststoffe ermöglicht. Es hat sich nämlich überasschend ge¬ zeigt, daß nur mit dem Einsatz eines Octyl-Zinn-Mercaptid sich auch andersartige Kunststoffe einsetzen lassen, wie z.B. Polyvinylacetate, Polypropylene, wobei es zweckmäßiger¬ weise von Vorteil ist, wenn den andersartigen Kunststoffen z.B. ein Anteil bis zu 80 Gew.-% hinzugesetzt wird. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des Kunststoff-Granulats PSK 100, das einen hohen Abriebswiderstand, niedrigen Ver¬ schleiß und keine Energieerschöpfung aufweist, so daß es als Langzeit-Material einsetzbar ist.
Die auf die Vorrichtung bezogene Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 10 und 11 beschriebene Vorrichtung gelöst, bei der erfindungsgemäß der vorzugsweise zylindrische Be¬ hälter liegend angeordnet ist und einen um eine horizontale Achse rotationsfähigen, sich über die ganze Behälterlänge erstreckenden und den gesamten Behälterinnenraum einnehmenden Flügelmischer aufweist. Hiermit kann praktisch über den ge¬ samten Querschnitt der Behälterinnenraum zur Verwirbelung genutzt werden und nicht nur 90% wie bei dem stehenden Be¬ hälter nach der DE-A-35 00 821.
Weiterbildungen des Flügelmischers sind in den Unteransprü-
chen beschrieben. So ist der Flügelmischer vorzugsweise auf einer horizontal angeordneten, motorgetriebenen Welle befestigt, von der mehrere radial von der Welle abstehende Arme mit endseitigen Schaufelblechen abragen. Diese Schau¬ felbleche sind gegenüber den Armen um 30° bzw. 6θ2. + / + / - 15° geneigt. Diese Neigung bewirkt ein schaufelartiges Fördern und Mischen der Inhaltsmenge.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich jedes der Schaufelbleche im wesentlichen über die gesamte Innenraumlange des Behälters und wird über mehrere vorzugsweise drei hintereinander angeordnete, radial von der Welle abstehende Arme gehalten. Hierdurch erfährt das Schaufelblech eine größtmögliche Stabilisierung bei maximiertem Wirkungsgrad über die gesamte Behälterinnen¬ raumlange. Bewährt hat es sich, wenn mindestens drei, vorzugsweise vier Schaufelbleche vorgesehen sind, je¬ weils in gleichem Winkelabstand von 120° bzw. 90°.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeich¬ nungen dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 ein Ausschnitt einer Detailansicht II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Stirnansicht des Flügelmischers und
Fig. 4 eine Seitenansicht des Flügelmischers.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und bester Weg zur Ausführung der Erfindung.
Der in Fig. 1 dargestellte Wärmeerzeuger besteht aus einem doppelwandigen Zylinderbehälter 10, der zwischen seinem Außenmantel 11 und seinem Innenmantel 12 einen Zwischenraum aufweist, in dem jeweilige Rohrschlangen 13 für Gebrauchs- und/oder Heizungswasser angeordnet sind. Der Heizungswasserzulauf ist mit 14 und der Ablauf mit 15 bezeichnet, während der Gebrauchswasserzulauf das Bezugszeichen 16 und der Gebrauchswasserablauf das Bezugs¬ zeichen 17 tragen. Der Zylinderaußenmantel 11 besitzt zweckmäßigerweise eine Länge 1 von 60 cm, während der Innenmantel eine um 10 cm kürzere Länge hat. Beide Be¬ hälter sind aus Kupfer-Blech gefertigt. Der Behälter 10 wird im Bereich seiner Längsachse von einer Welle 18 durch¬ ragt, die an der einen Seite mit einem nicht dargestellten Motor verbunden ist und in Lagerbuchsen 19 lagert. Die Wel¬ le 18 dient als Träger eines Flügelmischers 20, der sich im wesentlichen über die gesamte Innenraumlange erstreckt. Dieser Flügelmischer 20 besitzt auf der Welle angeordnete Arme 21, die ( Fig.3) kreuzweise angeordnet sind. Jeder dieser Arme trägt an seinem äußeren Ende ein Schaufelblech 22, d.h. im Falle entsprechend Fig. 3 vier Schaufelbleche, die sich über die gesamte Innenraumlange erstrecken und von denen jedes von jeweils drei Armen 21 gehalten wird. Die Schaufelbleche 22 sind um einen Winkel öd. = 30° zur Ach¬ se eines Armes geneigt. Der Arm hat eine Dicke d von etwa 0,5 cm. Die Abstände a betragen ca. 20 cm.
Der Behälterinnenraum 23 wird mit einer Mischung eines Kunststoff-, z.B. eines PVC-Pulvers oder -Granulats mit einem Stabilisator aus Octyl-Zinn-Mercaptid zur Hälfte ge-
füllt. Aufgrund des horizontal liegend angeordneten Behäl¬ ters 10 wird ein hoher Wirkungsgrad und ein hoher Energie¬ gewinn erhalten. Durch die Verwirbelung der Füllung bei Drehung der Welle 18 laden sich die Kunststoffmoleküle auf; die durch die statische Aufladung erzielte Wärme wird an den Innenmantel 12 abgegeben, von wo aus sie an das Wasser in den Rohren 13 geführt wird. Es wird eine 100%ige Ausnutzung des PVC-Granulats in Wärme erreicht. Von besonderem Vor¬ teil ist, daß durch den Einsatz des genannten Stabilisa¬ tors das PVC-Granulat sich nicht erschöpft und Abbaureak¬ tionen oder Agglomerationen der PVC-Teile, insbesondere durch das eingesetzte Mercaptid, vermieden werden, das sich als Schutzhülle um die Teilchen des PVC-Granulats legt und somit das PVC-Granulat für eine längere Lebensdauer stabi¬ lisiert. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der dar¬ gestellten Vorrichtung wird eine geringere Energie benötigt, als bei dem in der DE-A-35 00 821 C2 beschriebenen Verfahren. Das Verfahren ist umweltfreundlich und wirtschaftlich, ins¬ besondere entstehen keine Abgase wie bei der Verbrennung fossiler Stoffe.
Anstelle eines PVC-Granulats kann auch ein Pulver bzw. Gra¬ nulat aus einem anderen geeigneten Kunststoff eingesetzt werden , so u.a. auch Polymere.
Die Wand des Behälters 10 besteht aus Kunststoff, zweckmäs- sigerweise aus PVC oder einem anderweitigen, wärmeleitenden Material, wie Stahlblech, welches innenwandseitig mit einem Kunststoff, zweckmäßigerweise mit PVC, beschichtet ist. Durch das Zusammenwirken der Kunststoffanteile der einge¬ setzten Mischung mit der aus einem Kunststoff bestehenden Behälterwand wird die Wärmeerzeugung wesentlich verbessert. Überraschende Ergebnisse werden beim Einsatz einer Behälter-
wand aus einem Kunststoff erhalten, wenn in den Kunststoff ein Mercaptid, insbesondere ein Octyl-Zinn-Mercaptid, ein¬ gearbeitet ist, das retardartig über einen längeren Zeitraum an die im Behälter vorliegende Mischung während des Ver- wirbelungsVorganges abgegeben wird.
Die Durchmischung der pulver- oder granulatformigen Mischung mit Luft in dem Behälterinnenraum 23 kann noch dadurch ver¬ bessert werden, daß der Umfang der Schaufelbleche 22 so gewählt ist, daß zwischen den freien Kanten der Schaufel¬ bleche 22 zur Innenwand des Behälters ein Zwischenraum 29 ausgebildet wird, so daß von den Schaufelblechen 22 abge¬ schleuderte Partikelchen der Mischung an der Behälterinnen¬ wand abprallen und zur Mitte des Behälterinnenraumes ge¬ schleudert werden, wo sie mit den weiteren Partikelchen der Mischung zusammenprallen. Dieses Zurückprallen der Partikelchen von der Behälterinnenwand wird noch dadurch unterstützt, indem die Behälterinnenwand mit einem federnd¬ elastischen Material ausgekleidet ist, wie z.B. mit Gummi, einem gummiähnlichen Material oder einem Kunststoff, wie z.B. Silikonkautschuk.