[0001] Die Erfindung betrifft einen Kühler für die Koks-Trockenkühlung, der in seinem Oberteil
eine sich bis in den Bereich unterhalb der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium
erstreckende Vorkammer aufweist.
[0002] Für die Koka-Trockenkühlung sind bereits seit längerer Zeit Kühlerkonstruktionen
bekannt, bei denen der Abzug des gasförmigen Kühlmediums aus dem oberen Teil des Kühlers
über einen im Mauerwerk der Kühlerauskleidung eingelassenen Ringkanal erfolgt. Die
Nachteile dieser Ausführungsform sind vor allem darin zu sehen, dass für die Ausmauerung
des Ringkanals in der Kühleraus - kleidung eine Vielzahl komplizierter Steinformen
erforderlich sind und dass insgesamt gesehen für eine derartige Ausführungsform auseerordentlich
viel feuerfestes Auskleidungsmaterial erforderlich ist. Ausserdem traten bedingt durch
die unterschiedliche Wärmedehnung zwischen dem inneren und dem äusseren Mantel des
Kühlers beim Kaltfahren desselben fast immer Schäden an der feuerfesten Auskleidung
auf, die sich bei dieser Ausführungsform kaum oder nur unter grössten Schwierigkeiten
und mit einem erheblichen Aufwand an Zeit und Material reparieren lassen.
[0003] Es ist deshalb auch schon vorgeschlagen worden, den Kühler mit einem als sogenannte
Vorkammer dienenden ringförmigen Einbau zu versehen, der von oben frei in das Innere
des Kühlers bis in den Bereich unterhalb der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium
hineinragt. Eine derartige Ausführungsform ist beispielsweise in Fig. 1 der DE-OS
27 00 783 abgebildet. Dabei bildet der von oben in den Kühler eingefüllte heisse Koks
beim Auslaufen aus dem ringförmigen Einbau eine Aufböschung, durch die ein geschlossener
Ringraum zwischen der Kühlerrinnenseite und der Auseenseite des ringförmigen Einbaus
entsteht. Da sich in diesem Bereich auch der Anschluss der Abzugsleitung für das gasförmige
Kühlmedium befindet, können die aus dem zu kühlenden Koks entweichenden heissen Gase
über den Ringraum in die Abzugsleitung gelangen. Obwohl mit dieser Ausführungsform
bereits eine gewisse Vereinfachung und Verbesserung gegenüber der weiter oben beschriebenen
Konstruktion erreicht wird, ist auch die noch nicht völlig frei von Nachteilen.
[0004] Der Erfrindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die zuletzt beschriebene Ausführungsform
eines Kühlers für die Koks-Trokkenkühlung konstruktiv zu verbessern, wobei insbesondere
folgende Punkte berücksichtigt werden sollen :
1.) Leichtere und sicherere Konstruktion mit einem geringeren Bedarf an feuerfestem
Material.
2.) Herabsetzung der durch Wärmedehnung bedingten Reparaturanfälligkeit, insbesondere
beim Heiss- und Kaltverfahren des Kühlers.
3.) Gute Verteilung des aus dem zu kühlenden Koks austretenden Gasstromes und damit
günstige Beinflussung der Strömungeverhältnisse im Kühler allgemein.
[0005] Der der Lösung dieser Aufgabe dienende Kühler ist erfindungsgemäss durch folgende
Konstruktionsmerkmale gekennzeichnet :
a) Die Vorkammer weist im Bereich der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium
eine Verjüngung auf,
b) an der Aussenseite der Vorkammer sind am unteren Ende über den gesamten Umfang
gleichmässig verteilt Stege angebracht, die die Vorkammer mit dem Kühlermantel verbinden
und
c) zwischen dem Oberteil und dem Unterteil des Kühlers sowie zwischen der Vorkammer
und dem Oberteil des Kühlern sind Gleitfugen vorgesehen.
[0006] Die Vorkammer sowie der Oberteil und der Unterteil des Kühlers können dabei in an
sich bekannter Weise auf einer gemeinsamen Mittelpunktsachse liegen. Es ist aber auch
möglich, dass der Oberteil des Kühlers im Bezug auf die Vorkammer und den Unterteil
des Kühlere exzentrisch angeordnet ist, wobei die Mittelpunkteachse des Oberteiles
in Richtung auf den Abzugsstutzen versetzt ist. Diese Ausführungsform bietet, wie
weiter unten gezeigt werden wird, zusätzliche Vorteile.
[0007] Weitere Einzelheiten der erfindungsgemässen Konstruktion sollen nachfolgend an Hand
der Abbildungen erläutert werden. Diese zeigen dabei nur jenen Teil des Kühlere, der
für die Erläuterung der erfindungswesentlichen Konstruktionsmerkmale erforderlich
ist. Nicht dargestellt sind dagegen das obere Ende des Kühlers mit der Aufgabevorrichtung
für den zu kühlenden Koks sowie das untere Ende des Kühlers mit der Abzugsvorrichtung
für den gekühlten Koks sowie dem Gaseintrittsstutzen. Es wird jedoch davon ausgegangen,
dass es sich um einen Kühler handelt, bei dem in an sich bekannter Weise der von oben
aufgegebene zu kühlende Koks mit einem im Gegenstrom von unten nach oben aufsteigenden
gasförmigen Kühlmedium behandelt wird. Selbstverständlich bestehen bezüglich der in
der Abbildung nicht dargestellten Teile des Kühlers unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten.
Die Erfindung ist hierbei jedoch an keine spezielle Ausführungsform gebunden.
[0008] Die Abbildungen stellen hierbei im einzelnen folgendes dar :
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Kühlers, bei dem die Vorkammer
sowie der Oberteil und der Unterteil des Kühlers auf einer gemeinsamen Mittelpunktsachse
liegen,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Kühlers, bei dem der Oberteil
im Bezug auf die Vorkammer und den Unterteil exzentrisch angeordnet ist und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A - A' der Fig. 2, wobei jedoch nur die eine
Hälfte des Schnittes abgebildet ist.
[0009] Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist der zwischen der Vorkammer 1 und dem Oberteil
8 des Kühlers befindliche Ringraum 3 im Bezug auf die Mittelpunktsachst des Kühlere
konzentrisch angeordnet. Wie aus der Abbildung zu ersehen ist, weist die Vorkammer
1 im Bereich des Abzugsstutzens 2 für das gasförmige Kühlmedium eine konische Verjüngung
auf, wodurch der freie Querschnitt des Ringraumes 3 entsprechend vergrössert wird.
Dies ist deshalb von Bedeutung, weil sich in dem Ringraum 3 die - aus dem Unterteil
4 des Kühlers aufsteigenden heissen Gase sammeln, bevor sie über den Abzugsstutzen
2 in die nicht dargestellte Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium gelangen.
Der Mantel 5 der Vorkammer 1 wird aus feuerfestem Material gebildet und weist an seiner
Aussenseite im unteren Teil die Stege 6 auf, die ebenfalls aus feuerfestem Material
bestehen. Diese sind gleichmässig über den gesamten Umfang der Vorkammer 1 verteilt
und verbinden die Vorkammer 1 mit dem Kühlermantel 7 des Unterteiles 4 des Kühlern.
Die Stege 6 haben dabei eine doppelte Funktion : Zum einen dienen sie der Abstützung
der Vorkammer 1 und zum anderen wird durch sie eine Vergleichmässigung der Strömung
der aus dem Unterteil 4 des Kühlers aufsteigenden heissen Gase erreicht, so dass sich
diese besser über den gesamten Querschnitt des Ringraumes 3 verteilen.
[0010] Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfidnungegemässen Konstruktion ist darin zu
sehen, dass zwischen dem Oberteil 8 und dem Unterteil 4 des Kühlers die Gleitfuge
9 sowie zwischen der Vorkammer 1 und dem Oberteil 8 des Kühlers die Gleitfuge 10 vorgesehen
ist. Das heisst, der Kühler besitzt in diesem Falle nicht über die gesamte Höhe den
gleichen äusseren Durchmesser. Vielmehr ist hier der äussere Durchmesser des Unterteiles
4 dem inneren Durchmesser des Oberteils 8 angepasst, so dass beim Aufheizen des Kühlers
der Unterteil 4 an der Gleitfuge 9 entlang frei in den Oberteil 8 hineinwachsen kann.
Da ausserdem zwischen der Vorkammer 1 und dem Oberteil 8 noch die Gleitfuge 10 vorgesehen
ist, braucht der Oberteil 8 seine Position nicht im entsprechenden Masse zu verändern
wie der Unterteil 4. Analog sind die Verhältnisse natürlich auch bei einer Abkühlung,
wenn der Unterteil 4 und damit auch die Vorkammer 1 einer Schrumpfung unterworfen
werden. Die Ausbildung der Gleit- fugen kann dabei in der von Winderhitzerkonstruktionen
bekannten Art und Weise erfolgen.
[0011] Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform stimmt weitgehend mit der Ausführungsform
in Fig. 1 überein, wobei übereinstimmende Bezugs zeichen selbstverständlich die gleiche
Bedeutung haben. Allerdings ist bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der
Oberteil 8 des Kühlers exzentrisch angeordnet, wobei die Mittelpunktsachse des Oberteiles
8 gegenüber der Mittelpunktsachse der Vorkammer und des Unterteiles 4 etwas in Richtung
auf den Abzugsstutzen 2 versetzt ist. Durch diese exzentrische Anordnung des Oberteiles
8 wird der freie Querschnitt im Ringraum 3 zum Abzugsstutzen 2 hin vergrössert. Dadurch
wird die gleichmässige Verteilung der aufsteigenden Gase auf die einzelnen Schlitze
zwischen den Stegen 6 noch weiter verbessert. Weiterhin zeigt die Konstruktion in
Fig. 2 eine andere Ausführungaform der Stege 6 als in Fig. 1. Die Stege 6 sind in
diesem Falle weiter nach oben gezogen und liegen ausserdem auf dem Kühlermantel 7
auf. Durch diese Ausführungsform der Stege 6 kann eine noch bessere Abstützung der
Vorkammer 1 erreicht werden.
[0012] Fig. 3 zeigt echliesslich einen Schnitt entlang der Linie A -A' in Fig. 2, wobei
allerdings wegen der gegebenen Symmetrie nur die eine Hälfte des Schnittes dargestellt
ist. Man erkennt auf dieser Abbildung ganz eindeutig die exzentrische Anordnung des
Oberteiles 8 sowie den kreisförmigen Grundriss sowohl des Kühlers als auch der Vorkammer.
Selbstverstãndlich atimmen auch hier die Bezugszeichen mit denen der übrigen Abbildungen
überein.
[0013] Die Wirkungsweise des in den Abbildungen dargestellten Kühlen ist im Prinzip bereits
weiter oben erläutert worden. Das heisst, es wird auch hier der zu kühlende Koks von
oben in den Kühler eingefüllt, wobei er zunächst in die Vorkammer 1 gelangt. Beim
Auslaufen aus derselben bildet der Koks eine Aufböschung, die den Ringraum 3 nach
unten hin abschliesst. In diesem sammeln sich die aus dem Koks aufsteigenden heissen
Gase, wobei - wie bereits festgestellt wurde - die Stege 6 für eine möglichst gleichmassige
Gasverteilung sorgen. Der Abzug der Gase aus dem Ringraum 3 erfolgt über den Abzugsstutzen
2, an den sich die nicht mehr dargestellte Abzugsleitung anschliesst. Uber diese Leitung
werden die heissen Gase zunächst einer geeigneten Wärmerückgewinnungseinrichtung zugeführt,
um danach im abgekühlten Zustande erneut als Kühlmedium in den Unterteil des Kühlers
eingeleitet zu werden.
[0014] Die schraffierten Flächen in den Abbildungen stellen jeweils die Teile dar, welche
aus deuerfestem Material sind. Es hat sich gezeigt, dass bei Anwendung der erfindungsgemässen
Konstruktion etwa 30 % des bisher üblichen Bedarfes an feuerfestem Material eingespart
werden können. Durch die erfindungsgemässe Anordnung der Gleitfugen 9 und 10 wird
ausserdem die durch Spannungs-und Dehnungsrisse im feuerfesten Material bedingte Reperaturanfälligkeit
des Kühlers stark herabgesetzt. Sollten trotzdem wider Erwarten Schäden am feuerfesten
Material auftreten, so lassen sich dieselben wegen der verhältnismässig einfachen
Konstruktion des Kühlers sowie auf Grund der Tatsache, dass nur eine relativ geringen
Anzahl von Steinformen für die Kühlerauskleidung benötigt werden, verhältnismässig
leicht und mit einem relativ geringen Kostenaufwand beheben.
1.) Kühler für die Koks-Trockenkühlung, der in seinem Oberteil eine sich bis in den
Bereich unterhalb der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium erstreckende Vorkammer
aufweist, gekennzeichnet durch folgende Konstruktionsmerkmale :
a) Die Vorkammer (1) weist im Bereich der Abzugsleitung für das gasförmige Kühlmedium
eine Verjüngung auf,
b) an der Aussenseite der Vorkammer (1) sind am unteren Ende über den gesamten Umfang
gleichmãssig verteilt Stege (6) angebracht, die die Vorkammer (1) mit dem Kühlermantel
(7) verbinden und
c) zwischen dem Oberteil (8) und dem Unterteil (4) des Kühlers sowie zwischen der
Vorkammer (1) und dem Oberteil (8) des Kühlers sind Gleitfugen (9, 10) vorgesehen.
2.) Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorkammer (1) sowie der
Oberteil (8) und der Unterteil (4) des Kühlere auf einer gemeinsamen Mittelpunktsachse
liegen.
3.) Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberteil (8) des Kühlers
im Bezug auf die Vorkammer (1) und den Unterteil (4) des Kühlers exzentrisch angeordnet
ist, wobei die Mittelpunkteachse des Oberteiles (8) in Richtung auf den Abzugastutzen
(2) versetzt ist.