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Title:
SHAFT COOLER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/017959
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a shaft cooler which, instead of side walls, comprises in its cooling unit (2) metal side panels (32) which extend on the laterally outer pipes (22) between the walls.

Inventors:
FULDNER HELGE (DE)
Application Number:
PCT/EP1997/005759
Publication Date:
April 30, 1998
Filing Date:
October 18, 1997
Export Citation:
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Assignee:
BABCOCK BSH GMBH (DE)
FULDNER HELGE (DE)
International Classes:
F27D15/02; F28D7/00; F28F1/04; F28F13/06; (IPC1-7): F27D15/02; F28D7/00; F28F1/04
Foreign References:
EP0004081A21979-09-19
FR658208A1929-06-01
FR587075A1925-04-10
FR2043858A11971-02-19
DE8708906U11988-10-20
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, no. 60 (C - 405)<2507> 24 February 1987 (1987-02-24)
Attorney, Agent or Firm:
Frese-g�ddeke, Beate (Krefeld, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Schachtkühler mit einer Kühleinheit (1) mit zwei gegenüberliegenden Wänden (19, 20 ) und mindestens einem Rohrbündel (21) mit horizontal zwischen den Wänden (19, 20) verlaufenden, in mehreren, übereinanderliegenden Reihen angeordneten Rohren (22), die mit einer Rundung oder einer Kante (23) vertikal nach oben ausgerichtet sind, die in aufeinander folgenden Reihen versetzt zueinander angeordnet sind, die durch die Reihen hindurch schräg zur Vertikalen fluchten und die an einer der Wände (20) mit einer Zufuhrvorrichtung und an der gegenüberliegenden Wand (19) mit einer Abfuhrvorrichtung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, da die Kühleinheit (2) statt Seitenwänden an den seitlich äu eren Rohren (22) auf deren oberen Rundungen oder Kanten (23) oder an deren äu eren seitlichen Flächen, Rundungen oder Kanten (31 ) über die gesamte Länge zwischen den Wänden verlaufende Seitenbleche (32) aufweist, wobei die Seitenbleche (32) die schräg zu den Vertikalen verlaufenden Fluchtlinien nach au en verlängem oder parallel zu ihnen verlaufen und eine Höhe aufweisen, die das 1,2 bis 5fache, insbesondere das 1,5 bis 4fache, der mittleren Distanz der Rohre (22) entlang der Fluchtlinien (24, 25) beträgt.
2. Schachtkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da die Rohre (22) aufeinander folgender Reihen um den halben Abstand a zwischen den Mittelachsen (27) der Rohre (22) versetzt angeordnet sind.
3. Schachtkühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da die Rohre (22) einen quadratischen Querschnitt aufweisen, wobei eine der Kanten (23) der Rohre (22) vertikal nach oben ausgerichtet ist, so da die Fluchtlinien (24, 25) entlang der Seitenflächen (26, 27) der Rohre (22) in Winkeln von 45" verlaufen.
4. Schachtkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da die Abstände zwischen horizontal und vertikal einander gegenüberstehenden Kanten (23, 29, 30, 31) der Rohre (22) jeweils 50 bis 80 %, insbesondere 60 bis 70 %, der Seitenlände der Rohre (22) entsprechen.
5. Schachtkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mehrere übereinander angeordnete Rohrbündel (21), wobei jeweils die Abfuhrvorrichtung eines Rohrbündels (21) mit der Zufuhrvorrichtung der nächsthöheren verbunden ist.
6. Schachtkühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, da die Rohre (22) durch alle Rohrbündel (21) hindurch fluchtend angeordnet sind.
7. Schachtkühler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, da die beiden gegenüberliegenden Wände als Doppelwände, die durch Trennwände (36) in Kammem (37, 38, 39) unterteilt sind, wobei die unterste Kammer (37) einer der beiden Wände die Zufuhrvonichtung des untersten Rohrbündels (21) bildet, die oberste Kammer (39) einer der beiden Wände die Abfuhrvonichtung des obersten Rohrbündels (21) bildet, und die übrigen Kammem (38) jeweils die miteinander verbundenen Abfuhrvorrichtung und Zufuhrvon ichtung überanderliegender Rohrbündel (21) bilden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da die Trennwände (36) einen äu eren dickeren Abschnitt (42), an dem sie befestigt sind, und einen inneren dünnen Abschnitt (44) aufweisen.
9. Schachtkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, da sich oberhalb der Kühleinheit (2) schräg zur Vertikalen der Stabrost (10) erstreckt, wobei der Abstand der Roststäbe (11) das 0,25 bis 0,4fache des mittleren Abstandes der Fluchtlinien (24, 25) beträgt.
Description:
Schachtkühler Die Erfindung betrifft einen Schachtkühler gemä dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der zur Kühlung von kömigem oder rieselfähigem Schüttgut eingesetzt wird. In derartigen Schachtkühlem, die auch Rückstaukühler oder Kontaktstaukühler genannt werden, wird das Schüttgut gekühlt, indem es langsam an im Inneren des Schachtkühlers angeordneten Kühlflächen vorbeigleitet. Diese Schachtkühler weisen übereinander angeordnet eine Zufuhreinheit, eine Kühleinheit und eine Abzugeinheit auf. Als Kühiflächen dienen beispielsweise Rohre, die sich im Inneren der Kühleinheit zwischen zwei gegenüberliegenden Wänden erstrecken und durch die ein Kühlmittel, wie Luft oder Wasser, geleitet wird.

Üblicherweise eingesetzte Schachtkühler weisen glatte Seitenwände auf. Die Rohre können zur Erhöhung der Kühlflächen durch Bleche miteinander verbunden sein oder als Rippenrohre ausgeführt sein.

Ein Problem dieser Schachtkühler ist, da die glatten Seitenwände den Strömungsverlauf des Schüttgutes beeinträchtigen können. Es besteht die Gefahr eines erhöhten Abflusses des Schüttgutes vor den Seitenwänden an den Rändem der Kühleinheit.

Bei der Abkühlung des Schüttgutes von höherer Temperatur besteht zusätzlich die Gefahr von Verstopfungen in der Kühleinheit. Verstopfungen können entstehen, wenn zu grobes Material in die Kühleinheit gelangt. Die Gefahr ist bei hohen Temperaturen besonders gro , da eine feine Absiebung des Grobmaterials kaum durchzuführen ist. Verstopfungen können auch aufgrund thermischer Einwirkungen auf die Seitenwände und die die Rohre verbindenden Bleche, die zu Verzug der Seitenwände und der Bleche führen, entstehen. An den Seitenwände sind Verwerfungen und Verbeulungen zu beobachten. Dies führt zu Verengungen und Erweiterungen des Querschnittes der Strömungskanäle, durch die das Schüttgut an den Kühiflächen entlanggleitet, und damit zur Behinderung oder zu einer unzulässigen Beschleunigung des Abflusses des Schüttgutes. Insbesondere führen die thermischen Einwirkungen zu Verstopfungen der Kühleinheit, die nur nach Entleerung und teilweiser Demontage der Kühleinheit enffemt werden

können. Eine teure Abhilfe für den Verzug der Seitenwände ist es, sie auszumauem oder doppelwandig mit eigener Kühlung auszuführen.

Aus der DE 28 09 927 A1 ist ein Schachtkühler bekannt, in dessen Innenraum eine Anzahl von mit gegenseitigem Abstand angeordneten, ein Kühlmedium führenden Kühlkanälen angeordnet ist. Die im allgemeinen etwa vertikal ausgerichteten Kühlkanäle sind so zickzackförmig oder winklig profiliert, da die zwischen benachbarten Kühlkanälen vorhandenen Gutdurchlaufzonen eine mehrfach vom geradlinig-vertikalen Verlauf abweichende Achse besitzen. Die an einer Schachtwand anzuordnenen Kühlkanäle können in der Weise vereinfacht werden, da die Schachtwand gleichzeitig als Wand des Kühlkanals ausgenutzt wird.

Dadurch wird der Abfluss vor der Seitenwand verbessert, die Schachtwand gekühlt und die Gefahr des Verzuges verringert. Die Enffemung von Verstopfungen ist jedoch durch die geringe Zugänglichkeit der Gutdurchlaufzonen zwischen den profilierten Kühlkanäle erschwert. Die Herstellung von profilierten Kühlkanälen sowie mit profilierten Kühlkanälen versehenen Schachtwänden ist sehr aufwendig.

Ein gattungsgemä er Schachtkühler ist aus der DE 20 10 601 B2 bekannt. In den Kühlerschächten, von denen mehrere hintereinander angeordnet sein können, befinden sich versetzt angeordnete Querkanäle mit einem näherungsweise rautenförmigen Querschnitt, wobei die längere Querschnittsachse vertikal steht.

Die Kanäle sind derart angeordnet, da der zwischen ihnen gebildete Strömungsweg für das zu kühlende Gut einen etwa konstant bleibenden Querschnitt besitzt. Die Kanäle sind an den Enden in den Seitenwänden der Schächte befestigt und stehen dort mit Zuführungs-, Verbindungs- oder Abführungskanälen in Verbindung. Eine Kühlung der parallel zu den Kanälen verlaufenden Wände der Kühlschächte ist nicht vorgesehen und durch die Anordnung mehrere Kühlschächte hintereinander erschwert. Beim Abkühlen von Schüttgut von hohen Temperaturen können sich diese Wände verziehen und zur Verstopfung der Kühlschächte und damit zu langen Ausfallzeiten führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schachtkühler gemä dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu entwickeln, der geeignet ist, Schüttgut, beispielsweise Sand,

gleichmä ig, auch von hohen Temperaturen abzukühlen, dessen Ausfallzeiten durch Verstopfung wesentlich verringert sind und der kostengünstig herstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Statt parallel zu den Rohren verlaufenden Seitenwänden weist die Kühleinheit des erfindungsgemä en Schachtkühlers Seitenbleiche auf, die an den seitlich äu eren Rohren auf den oberen Rundungen oder Kanten der Rohre oder an den äu eren seitlichen Flächen, Rundungen oder Kanten befestigt sind und sich über die gesamte Länge der Rohre zwischen der Vorder- und der Rückwand erstrecken.

Die Seitenbleche sind so auf den Rohren angebracht, da sie die schräg zur Vertikalen entlang der Rohre verlaufenden Fluchtlinien verlängem oder parallel zu ihnen verlaufen. Die Höhe der Seitenbleche, d. h. ihre Erstreckung parallel zu den Fluchtlinien, beträgt das 1,2 bis 5-fache, insbesondere das 1,5 bis 4fache der Distanz zweier Rohrreihen entlang der Fluchtlinien. Diese Distanz wird im folgenden mit ,,bus bezeichnet und entspricht dem in der Beschreibung erwähnten Abstand b der parallelen Fluchtlinien. Die Distanz b ist in den Figuren 4 und 7 eingezeichnet.

Für ein Schüttgut, dessen Schüttwinkel grö er oder gleich dem Winkel der Fluchtlinien zur Horizontalen ist, genügt eine Höhe der Seitenbleche, die der Distanz b zweier Rohrreihen entlang der Fluchtlinien zuzüglich eines Sicherheitsbetrages entspricht.

Für ein Schüttgut, dessen Schüttwinkel kleiner als der Winkel der Fluchtlinien zur Horizontalen ist, werden Seitenbleche mit grö eren Höhen benötigt. Bei einer Anordnung der Seitenbleche auf einer oberen Kante oder Rundung der seitlich äu eren Rohre werden mit fallendem Schüttwinkel zunehmende Höhen eingesetzt.

Bei einen Schüttwinkel von 0" ergibt sich eine Höhe vom Doppelten der Distanz b zuzüglich des Sicherheitsbetrages. Bei einer Anordnung der Seitenbleche an einer äu eren seitlichen Fläche, Rundung oder Kante der seitlich äu eren Rohre wird ihre Höhe zusätzlich um einen Betrag, der mit fallendem Schüttwinkel ansteigt, vergrö ert. Für einen Schüttwinkel von 0° ergibt sich eine Vergrö erung der Höhe um die Distanz zwischen der oberen und der seitlichen Anordnung der

Seitenbleche, die im folgenden Distanz I genannt wird und in Figur 7 eingezeichnet ist.

Als zusätzlicher Sicherheitsbetrag für die Höhe der Seitenbleche können einige Milimeter genügen. Treten im Betrieb jedoch unbeabsichtigte oder, z. B. beim Entleeren, beabsichtigte Vibrationen auf, so werden Seitenbleche mit einer Höhe bis zu dem Betrag, der einem Schüttwinkel von 0° entspricht, zuzüglich des Sicherheitsbetrages von einigen Milimetem eingesetzt.

In den meisten Ausführungen des Schachtkühlers sind die Rohre so angeordnet, da die Distanz b zweier Rohrreihen entlang der Fluchtlinien in beiden Richtungen gleich ist. Für den Fall einer Anordnung der Rohre mit einer unterschiedlichen Distanz in verschiedene Richtungen wird als Ma zur Ermittlung der Höhe die mittlere Distanz und ein erhöhter Sicherheitsbetrag oder die Distanz der im Schüttgufflu vorgelagerten Rohrreihen genommen.

Die Seitenbleche eines erfindungsgemä en Schachtkühlers ersetzen die Seitenwände, indem sie verhindern, da das zwischen den Rohren flie ende Schüttgut seitlich aus der Kühleinheit austreten kann. An den seitlichen Rändem verlässt das Schüttgut die Spalte zwischen den beiden äu eren, versetzt zueinander angeordneten Rohren einer ersten und einer zweiten Reihe, trifft auf die oben oder seitlich auf den äu eren Rohren einer dritten Reihe befestigten Seitenbleche und bildet zu den Seitenblechen hin einen Schüttwinkel. Der Schüttwinkel ist von der Art und der Bewegung des Schüttgutes abhängig. Die Höhe der Seitenbleche ist, wie oben beschrieben, so gewählt, da der tiefste, äu ere Punkt des Schüttwinkels immer unterhalb der oberen, freien Kante der Seitenbleche liegt. Damit wird Gutaustritt aus der Kühleinheit verhindert. Nach dem Aufbau eines Schüttwinkels tritt das Schüttgut in die Spalte zwischen den äu eren, ebenfalls versetzt zueinander angeordneten Rohren der zweiten und der dritten Reihe ein. Nach Aufbau der Schüttwinkel findet ein gleichmä iger Abfluss des Schüttgutes auch an den äu eren Rohren der Kühleinheit statt, da die Querschnitte der Strömungskänäle an den Rändem denen im Innem der Kühleinheit entsprechen.

Der Einsatz von Seitenblechen gemä Anspruch 1 statt Seitenwänden führt zu einem einfachen Aufbau des erfindungsgemä en Schachtkühlers, der wesentlich kostengünstiger herzustellen ist als ein Schachtkühler mit ausgemauerten, doppelwandigen oder mit profilierten Kanälen versehenen Seitenwänden.

Ein erfindungsgemä er Schachtkühler ist besonders zur Abkühlung von Schüttgut von hohen Temperaturen geeignet. Es können Schüttgüter, wie Sand, mit Temperaturen von 100 bis 850"C, insbesondere von 400 bis 850"C, auf 20 bis 50"C abgekühlt werden. Dies wird durch die erfindungsgemä e Anordnung von Seitenblechen statt Seitenwänden, die Wärmedehnungsprobleme zwischen den Rohren und Seitenblechen vermeidet, ermöglicht. Die Beaufschlagung mit hei em Schüttgut ist bei den Seitenblechen geringer als bei glatten Seitenwänden. Die, z.

B. durch Schwei punkte oder Schwei nähte, eng mit den äu eren Rohren verbundenen Seitenbleche werden, wie Rippen, gut über die Rohre gekühlt.

Bei besonders hei em Schüttgut empfiehlt es sich, die Seitenwände seitlich an den äu eren Rohren zu befestigen. In den so gebildeten Taschen sammelt sich Schüttgut, das vor allem die oberen Seitenbleche vor direkter Wärmeeinwirkung durch das hei e, noch ungekühlte Schüttgut schützt. In diesem Fall sollten die Seitenbleche zur besseren Wärmeleitung mit durchgängigen Schwei nähten an den äu eren Rohren befestigt sein.

Bei einem erfindungsgemä en Schachtkühler wird verhindert, da bei hohen Guttemperaturen Temperaturunterschiede mit unterschiedlichen Ausdehnungen der Seitenbleche und der Rohre auftreten. Die Anordnung und die Form der Rohre wird nicht durch thermische Einwirkungen beeinträchtigt. Die Kanäle, durch die das Schüttgut an den Rohren vorbeiflie t, behalten gleichgro e Querschnitte, so da in der Kühleinheit keine Engpässe, die zu Verstopfungen führen können, auftreten.

Das Ersetzen der Seitenwände durch die Seitenbleche vermeidet eine Behinderung oder unzulässige Beschleunigung des Abflusses des Schüttgutes an den seitlichen Rändem der Kühleinheit durch unter Temperatureinwirkung auftretende Verwerfungen und Verbeulung der Seitenwände. Au erdem werden durch Wärmedehnung hervorgerufene Undichtigkeiten vermieden. Derartige Undichtigkeiten treten bei Schachtkühlem mit vier Wänden an den zum Ausgleich

von Wärmedehnungen losen Übergängen zwischen den Rohren und einer der Wände auf. Beim erfindungsgemä en Schachtkühler können die Rohre in den beiden gegenüberliegenden Wänden fest eingeschwei t werden. Als Ausgleich für Wärmedehnung können ein Loslager unter einer dieser Wände und entsprechende Vorrichtungen in den Zufuhr- und Abfuhrleitungen des Schachtkühlers dienen.

Ein erfindungsgemä er Schachtkühler ist daneben auch zur Abkühlung von Schüttgütem geringer Temperatur, beispielsweise zur Abkühlung von Zucker von 40 bis 70"C auf 20 bis 30"C, geeignet. Bei Nahrungs- oder Futtermitteln oder chemischen Produkten, bei den ein Verweilen eines geringen Teils des Schüttgutes im Schachtkühler unerwünscht ist, empfiehlt es sich, die Seitenbleche ohne Versatz auf den oberen Rundungen oder Kanten der äu eren Rohre anzubringen. Dies hat auch den Vorteil einer einfachen Entleerung des Schachtkühlers.

Durch die fluchtend oder parallel zu den Fluchtlinien angeordneten Seitenbleche werden die Strömungskanäle an den Rändem der Kühleinheit durch die Spalte zwischen den äu eren Rohren übereinanderliegender Reihen1 die den Spalten zwischen inneren Rohren entsprechen, gebildet. Beim erfindungsgemä en Schachtkühler gibt es daher an den Rändem keine Strömungskanäle, deren Querschnitte von den entsprechenden Querschnitten im Innem der Kühleinheit abweichen, und damit keinen besonderen Randeinflu auf die Gutbewegung. Im Gegensatz zur Beeinträchtigung des Strömungsverlaufes des abflie enden Schüttgutes, insbesondere zur Gefahr erhöhter Randgängigkeit, bei glatten Seitenwänden ermöglicht ein erfindungsgemä er Schachtkühler einen gleichmä igen Strömungsverlauf und damit eine gleichmä ige Kühlung. Er ist strömungstechnisch und wärmetechnisch günstig.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemä en Schachtkühlers ist, da durch die fluchtend oder parallel zu den Fluchtlinien angeordneten Seitenbleche auch die Verlängerungen der Strömungskanäle nach au en freibleiben und dadurch der Schachtkühler für Beobachtung und Messungen aber auch zur Reinigung, zum Beipiel zur Beseitung von groben Materials, von den Seiten her zugänglich ist.

Eine Anordnung der Rohre in aufeinanderfolgenden Reihen um den halben Abstand zwischen den Mittelachsen versetzt zueinander gemä Anspruch 2 ermöglicht bei einer Vielzahl von Querschnittsformen der Rohre eine dichte Anordnung der Rohre und damit eine gro e Kühlleistung des Schachtkühlers.

Insbesondere beim Abkühlen von hohen Temperaturen ist eine hohe Kühlleistung von Vorteil.

Beim Einsatz von Rohren mit einem quadratischen Querschnitt, wobei eine der Kanten der Rohre vertikal nach oben ausgerichtet ist, gemä Anspruch 3 ermöglicht im Vergleich zu Rohren mit einem runden oder abgerundeten rautenförmigen Querschnitt grö ere Kontakfflächen und damit eine grö ere Kühlleistung des Schachtkühlers. Da die Kühlflächen in einem Winkel von 45" zur Vertikalen angeordnet sind, ist ein Schachtkühler gemä Anspruch 3 besonders für Schüttgüter mit einem Schüttwinkel kleiner als 45" geeignet. Die Anordnung der Rohre gemä Anspruch 3 durch die Reihen hindurch fluchtend und gemä Anspruch 2 in aufeinanderfolgenden Reihen um den halben Abstand zwischen den Mittelachsen versetzt zueinander führt zwischen den Flächen der Rohre zu Strömungskanälen mit gleichen Querschnitten.

Ein Schachtkühler, bei dem die Abstände gemä Anspruch 4 zwischen einander horizontal oder vertikal gegenüberstehender Kanten der Rohre jeweils 50 bis 80%, insbesondere 60 bis 70% der Seitenlänge der Rohre entsprechen, sind besonders zur Abkühlung von Sand und ähnlichen Schüttguter von Temperaturen von 400 bis 850"C auf Temperaturen von 20 bis 50 "C geeignet.

Die Anordnung mehrere Rohrbündel übereinander und die Verbindung der Abfuhrvorrichtung eines Rohrbündels mit der Zufuhrvorrichung eines nächsthöheren Rohrbündels gemä Anspruch 5 ermöglicht die Führung des Kühlmittels im Gegenstrom zum durch die Kühleinheit flie enden Schüttgut.

Die Rohre auch durch die Rohrbündel hindurch gemä Anspruch 6 fluchtend anzuordnen, ermöglicht die Zugänglichkeit der gesamten inneren Kühleinheit durch mehrere Rohrbündel hindurch von den Seiten her.

Die Ausbildung der beiden gegenüberliegenden Wände gemä Anspruch 7 als Doppelwände, die durch Trennwände in die Zufuhr- und Abfuhrvorrichtungen der Rohrbündel bildende Kammem unterteilt sind, ermöglicht eine einfach Ausbildung und eine einfache Verbindung, nämlich als gemeinsame Kammer, übereinanderliegender Abfuhr- und Zufuhrvorrichtungen bei gleichzeitiger Kühlung dieser Wände und damit eine einfache Gegenstromführung von Kühlmittel und Schüttgut.

Die Ausbildung der Trennwände gemä Anspruch 8 mit einem äu eren dickeren Abschnitt, an dem sie befestigt sind, und einen inneren dünnen Abschnitt ermöglicht, die Rohrbündel dicht übereinander anzuordnen, und, im Fall einer Anordnung der Rohre gemä Anspruch 3 in Verbindung mit Anspruch 2, zwischen den Rohrbündeln genau eine Rohrreihe wegzulassen.

Ein Stabrost gemä Anspruch 9 ist besonders geeignet, grobes Material bei hohen Guttemperaturen zu entfemen. Da beim erfindungsgemä en Schachtkühler nicht mehr mit einem Verzug der Rohre oder der Seitenwände gerechnet werden mu , genügt ein Abstand der Roststäbe, der das 0,25 bis 0,4-fache des mittleren Abstandes der Fluchtlinien beträgt, um die Verstopfungsgefahr der Kühleinheit zu minimieren.

Die Erfindung wird anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Beispiele von Schachtkühlem weiter erläutert. Das erste Beispiel ist in den Figuren 1 bis 6 dargestellt. Figur 1 zeigt einen vertikalen Querschnitt parallel zur Breite des Schachtkühlers, senkrecht zum Verlauf der Rohre und Figur 2 einen in Figur 1 mit A-A gekennzeichneten, vertikalen Querschnitt parallel zur Länge des Schachtkühlers und damit parallel zum Verlauf der Rohre. In Figur 3 ist eine Vergrö erung der in Figur 1 markierten Ansicht W, einem Teil eines Stabrostes und einer Prallplatte in der Zufuhreinheit, in Figur 4 eine Vergrö erung eines in Figur 1 markierten Ausschnittes X, Rohre mit Seitenblechen an einem der seitlichen Ränder, in Figur 5 eine Vergrö erung eines in Figur 2 markierten Ausschnitts Y, einem Teil einer als Doppelwand ausgebildeten Vorderwand mit Trennwänden, und in Figur 6 eine Vergö erung eines in Figur 2 markierten

Ausschnittes Z, einem Ausziehboden, dargestellt. Figur 7 zeigt anhand einer der Figur 4 entsprechenden Darstellung eine altemative Anordnung der Seitenbleche des zweiten Beispiels.

Ein erfindungsgemä er Schachtkühler weist übereinander angeordnet eine Zufuhreinheit 1, eine Kühleinheit 2 und eine Abzugeinheit 3 auf. Seine Form entspricht in etwa der eines aufgerichteten Quaders, wobei, wie bereits erwähnt, der vertikale Querschnitt der Figur 1 parallel zur Breite und der vertikale Querschnitt der Figur 2 parallel zur Länge des Schachtkühlers verläuft.

Die Zufuhreinheit 1 wird durch eine quaderförmige Haube 4 mit abgeflachten oberen Längskanten 5, 6 gebildet. In die Haube 4 ragen von oben zwei, entlang der Breite des Schachtkühlers nebeneinander angeordnete Zufuhrrohre 7.

Wie in Figur 1 zu sehen, erstreckt sich ausgehend von einer der oberen Längskanten 5, 6 der Haube 4, hier der linken Längskante 5, diagonal durch die Haube 4 zum unteren Ende einer der Längswände 8, 9 der Haube 4, hier der rechten Längswand 9, ein Stabrost 10. Der Stabrost 10 kann auch an einer der Längswände 8, 9 beginnen und enden. Er verläuft in einem Winkel von 30 bis 60C zur Vertikalen durch die Haube 4, in diesem Fall in einem Winkel von 45 ".

Der Stabrost 10 besteht aus parallel zueinander angeordneten Stäben 11, deren Querschnitte die Form gleichseitiger Dreiecke haben. Mit dem Stabrost 10 sind selbstverständlich auch die Stäbe 11 in einem Winkel von 45C zur Vertikalen angeordnet und zwar so, da eine der Seitenflächen im Winkel von 45 ° zur Vertikalen verläuft.

Unterhalb der Öffnungen der Zufuhrrohre 7 und oberhalb des Stabrostes 10 erstreckt sich parallel zur Längsseite des Schachtkühlers und ebenfalls in einem Winkel von 30 bis 60 ° zur Vertikalen, hier in einem Winkel von 45 ", senkrecht zum Stabrost 10, eine Prallplatte 13.

In der rechten Längswand 9 weist die Haube 4 direkt oberhalb des unteren Ende des Stabrostes 10 eine sich über die gesamte Länge der Haube 4 erstreckene

Öffnung 14 zur Entfernung des vom Stabrost 10 zurückgehaltenen groben Gutes auf. Die Öffnung 14 ist mit einer Klappe 15, vor der au en an der Längswand 9 ein Abdeckgehäuse 16 mit einer Bodenöffnung 17 angebracht ist, versehen.

Die Zufuhreinheit 1 weist au erdem einen Füllstandsmesser 18, der im unteren Bereich der linken Längswand 8 in das Innere der Haube 4 ragt, auf.

Die Kühleinheit 2 weist zwei gegenüberliegende Wände, die Vorderwand 19 und die Rückwand 20, und mehrere, in diesem Beispiel acht, übereinander angeordnete Rohrbündel 21 auf.

Rohre 22 der Rohrbündel 21 verlaufen horizontal zwischen der Vorderwand 19 und der Rückwand 20. Sie sind mit einer Rundung oder Kante vertikal nach oben ausgerichtet. Die Rohre 22 sind in mehreren, in diesem Beispiel in sieben, übereinanderliegenden Reihen, und zwar in aufeinander folgenden Reihen versetzt zueinander, angeordnet. Dabei sind die Rohre 22 so angeordnet, da sie durch die Reihen hindurch schräg zur Vertikalen fluchten.

Die Rohre 22 weisen einen quadratischen Querschnitt mit abgerundeten Kanten auf, wobei eine der Kanten 23 der Rohre 22 vertikal nach oben ausgerichtet ist, so da parallele Fluchtlinien 24, 25 entlang der Seitenflächen 26, 27 der Rohre 22 im Winkel von 45 ° verlaufen. Rohre 22 aufeinanderfolgender Reihen sind um den halben Abstand a zwischen den Mittelachsen 28 der Rohre 22 einer Reihe versetzt angeordnet. Der Abstand b jeweils zwischen den parallen Fluchtlinien 24, 25 ist gleich gro . Die Abstände zwischen den horizontal und vertikal einander gegenüberstehenden Kanten 23 und 29, 30 und 31 sind gleich und betragen 50 bis 80 %, insbesondere 60 bis 70 %, der Seitenlänge der Rohre 22.

Die Kühleinheit 2 weist statt Seitenwänden an den seitlich äu eren Rohren 22 auf deren oberen Kanten 23 Seitenbleche 32 auf, die sich über die gesamte Länge der Kühleinheit 2 zwischen der Vorderwand 19 und der Rückwand 20 erstrecken. Die Seitenbleche 32 sind jeweils durch zwei Schwei nähte 33 auf den Rohren 22 befestigt. Bis auf einen geringen Versatz durch eine der Schwei nähte 33

veriängem die Seitenbleche 32 die schräg zur Vertikalen verlaufenden Fluchtlinien 25 nach au en.

Die Höhe der Seitenbleche 32 beträgt das 1,5 bis 4-fache, insbesondere das 2- bis 3-fache, der Distanz b der Rohre 22 entlang der Fluchtlininien 24. Hier beträgt die Höhe der Seitenbleche das 2,5-fache der Distanz b der Rohre 22 entlang der Fluchtlinie 24, d.h. des Abstandes b zwischen den Fluchtlinien 24 und 25. Bis auf die Seitenbleche 32 sind die Seiten der Kühleinheit 2 im Bereich der Rohrbündel 21 offen.

Die Rohre 22 sind durch alle Rohrbündel 21 hindurch fluchtend angeordnet. Dazu ist die Kühleinheit 2 so ausgelegt, da die einzelnen Reihen der Rohrbündel 21 eine ungerade Zahl von Rohren 22 aufweist, wobei die äu eren Rohre 22 einer Reihe mit Seitenblechen 32 versehen sind und die äu eren Rohre 22 der darüber- und daruntertiegenden Reihe nach innen versetzt angeordnet sind und keine Seitenbleche 32 aufweisen. Die Rohrbündel 21 weisen eine ungerade Anzahl von Reihen auf, wobei ein Rohrbündel 21 oben mit einer Reihe mit äu eren Rohren 22 mit Seitenblechen 32 beginnt und unten mit einer solchen endet. Zwischen zwei Rohrbündeln 21 ist genau eine Reihe mit nach innen versetzten äu eren Rohren 22 weggelassen.

Die Rohre 22 eines Rohrbündels 21 sind an der Vorderwand 19 oder an der Rückwand 20 mit einer Zufuhrvorrichtung und an der gegenüberliegenden Wand mit einer Abfuhrvorrichtung verbunden. Dabei ist jeweils die Abfuhrvorrichtung eines unteren Rohrbündels 21 mit der Zufuhrvorrichtung des nächsthöheren Rohrbündels 21 verbunden, so da das Kühlmittel von zickzackförmig, von unten nach oben und damit im Gegenstrom zum Schüttgut durch die Rohrbündel 21 geführt wird.

Die Vorderwand 19 und die Rückwand 20 sind als Doppelwände mit einer inneren Wand 34, in die die Rohre 22 münden, und mit einer äu eren Wand 35 ausgebildet und durch Trennwände 36 in Kammem 37, 38, 39 unterteilt. Dabei bildet die unterste Kammer 37 einer der beiden Wände, hier der Rückwand 20, die Zufuhrvorrichtung des untersten Rohrbündels 21 und die oberste Kammer 39 einer

der beiden Wänden, hier ebenfalls der Rückwand 20, die Abfuhrvorrichtung des obersten Rohrbündels 21 und die übrigen Kammem 38 jeweils die mit einander verbundenen Abfuhrvorrichtungen und Zufuhrvorrichtung übereinanderliegender Rohrbündel 21. An die Kammer 37 ist eine Zufuhrleitung 40 und an die Kammer 39 eine Abfuhrleitung 41 angeschlossen.

Die Trennwände 36 weisen einen äu eren dickeren Abschnitt 42, an dem sie an der äu eren Wand 35 durch mehrere Schrauben 43 befestigt sind, und einen inneren, dünneren Abschnitt 44, der sich bis zur inneren Wand 34 erstreckt und zwischen den Öffnungen für die Rohre 22 zweier übereinanderliegender Rohrbündel 21 an der inneren Wand 34 abschlie t. Die Breite des äu eren Abschnitts 42 beträgt etwa 60 % der Gesamtbreite der Trennwand 36. Im Inneren Abschnitt 44 befinden sich einige nicht dargestellte Bohrungen, die ein Entleeren der Kühleinheit 2 ermöglichen. Zwischen der äu eren Wand 35 und der Trennwand 36 befindet sich eine Dichtungsplatte 45. Zur Stabilisierung können die äu eren Wände 35 au en mit horizontal verlaufenden Flachstäben versehen sein.

Die Vorderwand 19 und die Rückwand 20 ragen oberhalb und unterhalb der Rohrbündel 21 etwas über diese hinaus. In diesen Bereichen sind die Seiten der Kühleinheit 2 mit Seitenblechen 46 und 47 versehen.

Die Kühleinheit 2 kann mehrere, beispielsweise drei, bei Sicht von vome auf den Schachtkühler nebeneinander angeordnete Rohrpakete, wobei ein Paket aus übereinanderliegenen Rohrbündeln 21 besteht, aufweisen. Die Vorderwand 19 und die Rückwand 20 sind in diesem Fall mit zusätzlichen, beispielsweise zwei, zwischen den Rohrpaketen verlaufenden Längstrennwänden versehen, wobei die entsprechend Wand mehrere, beispielsweise drei, Zufuhrleitungen 40 und ebensoviele Abfuhrleitungen 41 aufweist.

Die Abzugeinheit 3 weist einen die Kühleinheit 2 nach unten begrenzenden Ausziehboden 48 und anschlie end an den Ausziehboden 48 ein Gehäuse 49, in dem sich Austragschnecke 50 befindet, auf. Das Gehäuse 49 hat parallel zur Breite des Schachtkühlers einen V-förmigen Querschnitt und erstreckt sich über die gesamte Länge des Schachtkühler und damit parallel zu den Rohren 22 der

Kühleinheit 2. Die Austragschnecke 50 befindet sich am Boden des Gehäuses 48 und füllt im wesentlichen die durch den V-förmigen Querschnitt erzeugte Verengung aus. Am hinteren Ende des Gehäuses 48 befindet sich unterhalb der Austragschnecke 50 ein Austragtrichter 51.

Der Ausziehboden 48 weist einen ersten Rahmen 52 mit schrägen Führungsblechen 53 an seinen seitlichen Rändem und mit um 1800 gedrehten, parallel zur Breitseite des Schachtkühlers verlaufenden U-Profilen 54, einen unterhalb des ersten Rahmens 52 angeordneten, zweiten Rahmen 55 mit parallel zur Breitseite des Schachtkühlers verlaufenden, flachen Profilen 56 gleicher Anzahl wie die U-Profile 54 und eine am zweiten Rahmen 55 befestigte Verschiebeeinrichtung 57. Die flachen Profile 56 des zweiten Rahmens 55 sind mit in Abständen zueinander angeordneten, zungenförmigen Einbuchtungen 58 versehen, wobei die Distanz aus Abstand der Profile 56 und Tiefe der Einbuchtungen 58 der inneren Breite der U-Profile 54 entspricht.

Ein erfindungsgemä er Schachtkühler weist beispielsweise einen Kühleinheit 2 mit einer Länge von 2 m, einer Breite von 1 m und einer Höhe von 1,5 m, auf. Die Seitenlänge des Quadrates der Rohre 22 beträgt zum Beispiel 25 mm, der Abstand 1/2a der Mittelachsen 27 der Rohre 22 übereinanderliegender Reihen ebenfalls 25 mm, der Abstand b der Fluchtlinien 24 und 25 10 mm und der Abstand der Roststäbe 11 3 mm. Damit beträgt der Abstand der Roststäbe 11 etwa das 0,33- fache des Abstandes der Fluchtlinien 24 und 25.

Die Höhe der Seitenbleche 32 wird in Abhängigkeit vom Winkel der Fluchtlinien 24, 25 zur Horizontalen, von ihrem Abstand b, vom Schüttwinkel des zu kühlenden Gutes und gegebenenfalls der Distanz 1 bestimmt. Bei einem Schüttwinkel des zu kühlenden Schüttgutes, beispielsweise des Sandes, von 33°, einem Verlauf der Fluchtlinien 24, 25 unter 45" zur Horizontalen, dem Abstand b der Fluchtlinien 24, 25 von 10 mm und der Anordnung der Seitenbleche 32 auf den oberen Kanten 23 der Rohre 22 könnte eine Höhe des Seitenbleches 23 von 12 mm zuzüglich 5 mm Sicherheitsbetrag, d. h. 17 mm ausreichen. Da der Schachtkühler dieses Beispiels Vibrationen unterworfen wird, wurde die Höhe der Seitenbleche 32 für einen Schüttwinkel von 0° auf das Doppelte des Abstandes b zuzüglich eines

Sicherheitsbetrages von 5 mm, d. h. auf 25 mm, ausgelegt. Damit beträgt die Höhe, wie weiter vome schon angegeben, das 2,Sfache des Abstandes b bzw. der Distanz b.

Der Abstand der Roststäbe kann das 0,25 bis 0,4-fache des, ggf. mittleren, Abstandes der Fluchtlinien 24, 25 betragen.

In Betrieb wird das 800 °C hei e, trockene Schüttgut, z. B. Sand, der Zufuhreinheit 1 durch die beiden Zufuhrohre 7 von oben zugeführt. Das Schüttgut fällt auf die Prallplatte 13, ruscht entlang der Prallplatte und fällt auf den Stabrost 10. Der Stabrost 10 hält grobes Gut zurück. Von Zeit zu Zeit wird das zur Öffnung 14 in der Zufuhreinheit 1 gerutschte oder beförderte grobe Gut bei geöffneter Klappe 15 durch die Öffnung 14 und die Bodenöffnung 17 abgezogen.

Das vom groben Gut befreite Schüttgut gelangt durch die 3 mm breiten Spalte zwischen den Stäben 11 des Stabrostes 10 auf die beiden Schüttkegel, die sich im oberen Bereich der Kühleinheit 2 und im unteren Bereich der Zufuhreinheit 1 gebildet haben. Die Höhe der Schüttkegel wird mit Hilfe einer Messung des Füllstandsmessers 18 durch Vergrö erung oder Verkleinerung der Öffnungen im Ausziehboden 48 durch die Einbuchtungen 58 in den Profilen 56 und ggf. die Spalte zwischen den Profilen 56 auf einen Sollwert geregelt.

Das Schüttgut flie t entlang der durch die Rohre 22 gebildeten Kühlflachen von oben nach unten durch die acht Rohrbündel 21 der Kühleinheit 2, wobei ein gleichmä iger Abflu des Schüttgutes durch die Seitenbleche 32 auch an den seitlichen Rändem der Kühleinheit 2 gewährleistet ist.

Das Schüttgut wird dabei durch das Kühlmittel, beispielsweise Wasser, das von unten nach oben durch die Rohrbündel 21 hin und her und damit im Gegenstrom zum Schüttgut geleitet wird, gleichmä ig auf 35C C abgekühlt. Es gelangt durch die Öffnungen im Ausziehboden 48 auf die Austragschnecke 50, wird zum Austragtrichter 51 gefördert und durch diesen abgezogen.

Ein zweiter erfindungsgemä er Schachtkühler weist eine altemative, in Figur 7 zu sehende Anordnung der Seitenbleche 32 auf. Die Anordnung der Seitenbleche 32 unterscheidet sich von der vorherbeschriebenen darin, da die Seitenbleche 32 an den äu eren Kanten 31 der äu eren Rohre 22 befestigt sind. Ihre Lage entspricht, verglichen mit der des ersten Beispiels, einer parallelen Verschiebung entlang der oberen Kanten 26 der Rohre 22 um die Distanz 1 nach au en und unten. Die Seitenflächen 32 sind ebenfalls durch Schwei nähte 33 an den äu eren Rohren 22 befestigt. Sie verlängem bis auf einen geringen Versatz durch die Schwei nähte 33 die Fluchtlinien 24.

Da in diesem Beispiel der Schachtkühler keinen grö eren Vibrationen unterworfen ist, wurde eine Höhe von 12 mm für auf der oberen Kante 23 der Rohre 22 angebrachte Seitenbleche 32 zuzüglich eines grö eren Sicherheitsbetrages von 13 mm angenommen und aufgrund der Verschiebung der Seitenbleche 32 entlang der oberen Kanten 26 der Rohre 22 um etwa eine Distanz I von 23 mm um 5 mm auf ebenfalls 30 mm vergrö ert. Damit beträgt die Höhe der Seitenbleche 32 das 3- fache des Abstandes b. Sollten grö ere Vibrationen auftreten, sollte die Höhe der Seitenbleche 32 43 mm (Auslegung für einen Schüttwinkel von 0°) zuzüglich eines Sicherheitsbetrages von 5 mm, d. h. 48 mm, betragen. Wie im ersten Beispiel wurde von Sand mit einem Schüttwinkel von 33° als Schüttgut ausgegangen und der Verlauf der Fuchtlinien 24, 25 im Winkel von 45" zur Horizontalen berücksichtigt.

Diese Anordnung der Seitenbleche 32 führt zur Bildung von Taschen, die sich im Betrieb mit Schüttgut füllen und eine Wärmeisolierschicht zwischen den Seitenblechen 32 und dem hei en Schüttgut bilden. Dies schützt vor allem die oberen Seitenbleche 32 vor einer grö eren Erwärmung. Dieser Schachtkühler ist besonders zur Kühlung sehr hei er Güter geeignet.