EP1135652B1 - Regenerative nachverbrennungsvorrichtung - Google Patents

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EP1135652B1
EP1135652B1 EP00977409A EP00977409A EP1135652B1 EP 1135652 B1 EP1135652 B1 EP 1135652B1 EP 00977409 A EP00977409 A EP 00977409A EP 00977409 A EP00977409 A EP 00977409A EP 1135652 B1 EP1135652 B1 EP 1135652B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
burn
segments
out rotary
segment
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00977409A
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English (en)
French (fr)
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EP1135652A1 (de
Inventor
Walter PÖTZL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
Original Assignee
Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG filed Critical Eisenmann Anlagenbau GmbH and Co KG
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Publication of EP1135652B1 publication Critical patent/EP1135652B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
    • F23G7/066—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator
    • F23G7/068—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator using regenerative heat recovery means

Definitions

  • the burn-out rotary valve has one segment more than the heat exchanger room, the burn-out rotary valve just as many open and down, so on segments participating in exhaust gas purification have such the heat exchanger room.
  • the "transition area” becomes the transition between the Segment arrangement, as it has the heat exchanger room, and the segment arrangement in the burn-out rotary valve is created.
  • the transfer room is at his Bottom with the closed sector an area available, under which the closed down Segment of the burn-out rotary valve are "parked” can if in no segment of the heat exchanger room thermal regeneration is to take place.
  • the burn-out rotary valve is a medium one Has pipe section, the interior of a Opening in its outer surface with the closed down Segment of the burn-out rotary valve communicates.
  • the hot one used for thermal regeneration Gas is in this case through the middle pipe section fed to or from the burnout rotary valve dissipated.
  • the middle pipe section of the burn-out rotary valve can closed at the bottom and coaxial at the top middle pipe section of the component above communicating with the terminal. This means that for thermal regeneration hot gas used the burnout rotary valve fed from above or discharged from this upwards becomes.
  • the middle piece of pipe of the burn-out rotary valve closed at the top and below with a coaxial middle piece of pipe the underlying component is connected, that communicates with the port.
  • thermal regeneration used hot gas through the burn-out rotary valve to lead is that the locked down Segment of the burn-out rotary valve in its outer surface has an opening over which it is connected to a stationary ring channel surrounding the burn-out rotary valve communicates with the connection communicated.
  • the thermal regeneration is supplied serving hot gas to the burn-out rotary valve or its removal from the burn-out rotary valve in the radial direction, which in turn turns out to be the case geometrical reasons is preferable.
  • the regenerative afterburning device is in Figure 1 overall identified with the reference numeral 1.
  • Their basic structure and their basic Functionality are - unless otherwise stated below is said - in EP 0 548 630 A1 or EP 0 719 984 A2 described, to which express reference is made.
  • an inlet 3 for the exhaust air to be cleaned via an inlet line 4 is supplied.
  • This gas enters an inlet plenum 30 and flows axially in this, relative to the axis of the housing 2, upwards.
  • compensators 40 which absorb different thermal expansions, that happens Gas in a rotary distributor 5, which by means of a in Figure 1 drive, not shown, in continuous or gradual rotary movement can be offset.
  • the rotary distributor 5 provides one depending on its rotational position Connection between inlet 3 and one or more Segments from a variety of pie-shaped segments in a located in the central area of the housing 2 Distribution room 6 ago.
  • the gases pass through on the way from Rotary distributor 5 to the different segments of the distribution room 6 additionally a burn-out rotary valve 31, also gradually in a manner not shown can be twisted, as well as a stationary Transfer room 41; the exact construction and function of Burn-out rotary valve 31 and transfer room 41 continue explained in more detail below.
  • a heat exchanger space 7 which in a corresponding Number of segments is divided, each with a corresponding segment of the distribution space below 6 communicate.
  • the segments of the heat exchanger room 7 are filled with heat exchanger material.
  • a combustion chamber 8 in which opens a burner 9.
  • the afterburning device 1 After this rough overview of the design of the afterburning device 1 are the present Connection main components of it, namely the rotary valve 5, the burn-out rotary valve 31, the Transfer room 41 and the associated inner and outer Lines explained in more detail.
  • the heat exchanger room 7 by radially extending partitions in eleven the same large segments is divided into two adjacent partitions so include an angle of about 32.7 ° each.
  • the distribution space 6 below is in the same Segmented in ways, thus also contains eleven equal large segments that have openings 25 (see FIG. 2) in the partition 42 between the heat exchanger space 7 and the distribution space 6 with the corresponding segments of the heat exchanger room 7 communicate.
  • the transfer space 41 is covered by an upper plate 44, a lower plate 45 and a cylindrical surface 46 limited.
  • Upper plate 44, lower plate 45 and cylinder surface 46 are only shown schematically in FIG dashed outline shown to look inside to release the transfer room 41.
  • the top plate 44 of the top view shown in FIG Transfer room 41 is with eleven equal, pie-shaped Openings 47 provided between them strip-shaped spaces 50 lie. Any breakthrough 47 communicates with an overlying segment of the Distribution room 6 via an opening 26 in the partition 43. In the middle of the plate 44 is a circular Opening 27.
  • the lower plate 45 of the transfer space shown in FIG. 5 41 is divided into twelve sectors each enclosing an angle of 30 °. Of these twelve sectors are eleven with a corresponding one Pie-shaped opening 48 provided between which are strip-shaped spaces 51. The twelfth Sector 49 is closed. Located in the middle of the plate 45 there is a circular opening 28.
  • Ten of the eleven partitions 49 run in the axial direction from the stripe-shaped spaces 50 of the upper Plate 44 to corresponding strip-shaped spaces 51 of the lower plate 45.
  • the twelfth partition 49 extends from the remaining strip-shaped Gap 50 of the top plate 44 to the center line of the closed sector 41 of the lower plate 45, as can be seen in FIG. 3. Since, as mentioned, the openings 47 of the upper plate 44 one Include a larger angle than the openings 48 of the lower plate 45, the partitions 49 run to for the most part are not in an axial plane but employed obliquely against the axis of the transfer space 45.
  • the partitions extend in the radial direction 49 of the transfer space 41 from its lateral surface 46 up to a middle pipe section 65, which the circular Opening 28 in the lower plate 45 with the circular Opening 27 in the top plate 44 connects and so an axial passage through the transfer room 41 creates.
  • the purpose of the transfer room 41 is at its lower Plate 45 not only eleven pie-shaped openings 48 to provide, which with the corresponding eleven segments of the air distribution space 6 of the heat exchanger space 7 communicate, but beyond to create a closed sector area 41, the It makes sense in interaction with the one described below Burn-out rotary valve 31 will open up.
  • the burnout rotary valve 31 is shown in FIGS. 4, 7 and 8. It is from an upper plate 52, a lower plate 53 and a cylinder surface 54 limited. Upper plate 52, lower plate 53 and cylinder surface 54 are again only dashed in FIG shown in their outlines to give insight into to grant the inside of the burn-out rotary 31.
  • the upper plate 52 of the burn-out rotary valve shown in FIG. 8 31 contains twelve pieces of cake of equal size Breakthroughs 55, so each an angle enclose by 30 ° and through strip-shaped spaces 56 are separated. In the middle the upper one Plate 52 has a circular opening 57.
  • the lower plate 53 of the burn-out rotary valve shown in FIG. 7 31 is in 12 equal sized sectors divided, of which 11 with pie-shaped openings 58 are provided.
  • the pie-shaped Openings 58 are through strip-shaped spaces 59 separated from each other.
  • the twelfth sector 60 of the lower plate 53 is closed.
  • a circular opening 61 In the middle the lower plate 53 of the burnout rotary valve 31 a circular opening 61.
  • the pipe section 62 of the burn-out rotary valve 31 protrudes a radial opening 64 with the interior of the segment in connection, which is closed at the bottom.
  • Rotary distributor 5 is in a manner known per se educated. Depending on its rotary position, it sets one Connection between inlet plenum 30 and certain Segments in the burnout rotary valve 31 and thus also certain segments of the transfer room 41, the distribution room 6 and the heat exchanger room 7 ago. Moreover it connects certain other segments of the burn-out rotary valve 31, which is generally the former Segments are diametrically opposed, and so are others Segments of the heat exchanger room 7, the distribution room 6 and the transfer room 41 with an outlet 10 (cf. Figure 1) for purified gas.
  • the rotary distributor has 5 different openings, their mouths in the upper end of the rotary distributor 5 are shown schematically in FIG. 9.
  • the Direction of rotation of the rotary distributor 5 is by the arrow 32 marked.
  • the breakthrough for the one to be cleaned Exhaust air is the breakthrough with the reference number 33 for the purge air with the reference number 34 and the breakthrough for the cleaned air with the reference symbol 35 marked. Between the different breakthroughs 33, 34, 35 remain closed, pie-shaped Areas 36, 37, 38 of the upper end face of the Rotary distributor 5, each enclosing an angle of 30 °.
  • the middle pipe section 65 of the transfer chamber 41 (cf. Figures 1 to 3) is coaxial from a piece of pipe 66 extended, which extends in the axial direction extends the distribution space 6. From this branches at a right angle from another pipe section 67, which radially crosses the distribution space 6, the jacket penetrates the housing 2 and on a gas connection 68 ends. As FIG. 1 shows, the gas connection 68 is over a line 69, in which a fan 70 is located, with a Inlet 71 connected to the upper portion of the housing 2, the leads to the combustion chamber 8.
  • a line leads from the cleaned gas outlet 10 72 via a blower 73 to the one in the drawing more fireplace shown, possibly over other Between treatment stations. Branches from line 72, in the flow direction behind the blower 73, a line 74 from which is connected to the purge air inlet 11.
  • the regenerative afterburning device described 1 works as follows:
  • the rotary distributor 5 rotates below the burn-out rotary valve 31 in the usual way either continuously or step by step from segment to segment, being sequential the exhaust gas to be cleaned according to the position of the Breakthrough 33 in the rotary distributor 5 in the corresponding Segments of the burnout rotary valve 31, the transfer room 41, the distribution room 6 and the heat exchanger room 7 are guided into the combustion chamber 8.
  • the gases are afterburned there in a known manner and then through those segments of the heat exchanger space 7, the distribution space 6, the transfer space 41 and of the burn-out rotary valve 31, which is connected to the Breakthrough 34 of the rotary distributor 5 communicate.
  • the Outlet 10 drawn in by blower 73, via line 72 to the fireplace.
  • a portion of the purified gases are passed through line 74 returned to the purge air inlet 11 and from there via a angled conduit 12, initially through the inlet plenum 30 and then axially in the middle through the compensators 40 is passed through, not on one in the drawing shown way into that segment of the rotary distributor 5 introduced, which the purge air opening 34th equivalent.
  • This air continues to flow to a segment of the Transfer room 41, the distribution room 6 and the heat exchanger room 7. That in this segment of the heat exchanger room 7 contained heat exchanger material is by the Remaining exhaust gas flowing through cleaned clean air which frees the segment of the heat exchanger room in question 7 has previously flowed into the combustion chamber 8 and is re-burned there.
  • the described "normal function" clearly differs the regenerative afterburning device 1 in no way from that of known afterburners. A little difference is that the effective free flow cross-section for the gases always then something is reduced when one of the breakthroughs 33, 34, 35 of the rotary distributor 5 through the closed Sector 60 covered segment of the burn-out rotary valve 31 overlaps. Since the flow cross-sections also in this case are still sufficiently large no further effects on the cleaning of the exhaust gases.
  • This segment is now from normal flow excluded by exhaust gas to be cleaned or by clean gas. Instead, the segment of the Heat exchanger room 7 hot gas from the combustion chamber 8 sucked and flows over the corresponding segments of the Distribution room 6, the transfer room 41 and after segment of the burn-out rotary valve closed at the bottom 31 in the interior of the middle pipe section 62 of the burn-out rotary valve 31, from there over the middle pipe section 65 of the transfer chamber 41, the pipe sections 66 and 67 in Distribution room 6 to gas outlet 68. Via line 69 these gases become inlet through the blower 70 71 and thus returned to the combustion chamber 8, where afterburning takes place.
  • the burn-out rotary valve is cleaned of impurities 31 returned to its "parking position", in which be down through the sector 60 closed segment below the closed Sector 41 of the transfer room 41 stands.
  • the flow direction of the gas which is the thermal Regeneration of the heat exchanger material in the heat exchanger room 7 causes, compared to that shown in Figure 1 Order can also be reversed.
  • the afterburner 1 is unchanged from FIG. 1. Instead of that thermal regeneration gas from the combustion chamber 8 to suck directly into the heat exchanger space 7 it the combustion chamber 8 via a side outlet 14 taken.
  • the hot combustion gas is over a Line 15 in which a control valve 16 and a blower 17 lie, fed to the gas connection 68.
  • the combustion chamber is at the right temperature 8 leaving hot gas fresh air supplied by the Outside atmosphere via a further control flap 18 in the line 15 is introduced.
  • Figure 12 shows an axial section through a second Embodiment of a regenerative afterburning device, which is very similar to that of Figure 1 is. Corresponding parts are therefore with the same reference numerals as indicated in Figure 1 plus 100.
  • the regenerative afterburning device 101 of FIG 12 differs from that of Figure 1 only in the way that for thermal regeneration used gas in the area of the burnout rotary valve 131 to be led. While in the embodiment of Figure 1, as explained above, that segment of the burn-out rotary valve 31, which is down through sector 60 is closed, radially inwards to the middle pipe section 62 was open, in the embodiment of Figure 12 no connection in this direction like this especially the partial enlargement of FIG can be seen. Instead, the segment in question open radially to the outside; the cylindrical surface 154 of the Burn-out rotary valve 131 therefore has at this point an opening 121.
  • the burnout rotary valve 31 is from surrounded by an annular channel 122, which is rigid with the housing 102 or the partition plate 143 on the underside of the distribution space 106 is attached.
  • a piece of pipe 167 connects the ring channel 122 with the gas connection 168 on the outside of the housing 102.
  • thermal afterburning device 101 of Figure 12 This gas flow can in the thermal afterburning device 101 of Figure 12 reversed in the same way as shown in Figure 10 for the first described Embodiment of a thermal afterburning device 1 is shown. This is shown in Figure 14.
  • the thermal afterburning device can also 102, similar to that discussed above Figure 11, used for thermal regeneration Air taken directly from the outside atmosphere and over a blower 120 and a burner 119 to the gas inlet 168 are fed. This is shown in Figure 15.
  • FIGS. 16 and 17 A third exemplary embodiment is shown in FIGS. 16 and 17 a thermal post-combustion device shown which is again very similar to the exemplary embodiment of Figure 1. Corresponding parts are therefore provided with the same reference number, plus 200. Again the only difference is the management of the thermal regeneration gas used in the area of Burn-out rotary valve 131. While in the first described Embodiment of the interior of the middle Pipe section 62 of the burn-out rotary valve 31 with the overlying middle pipe section 65 of the transfer room 41 communicated, is in the embodiment of Figures 16 and 17, the middle pipe section 262 of the burn-out rotary valve 231 closed up and down open.
  • Gas port 268 is in the same manner as in FIGS Figures 1 and 12 via a blower 270 in a line 269 lies with the upper inlet 271 of the thermal afterburning device 201 connected.
  • Figure 18 shows a guide for thermal regeneration used gas corresponding to that in Figures 10 and 14 described above;
  • Figure 19 shows the use of those taken from the outside atmosphere and heated air in a separate burner 219, corresponding to Figures 11 and 15, to which reference becomes.

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Description

Die Erfindung betrifft eine regenerative Nachverbrennungsvorrichtung, welche in einem Gehäuse von oben nach unten umfaßt:
  • a) eine Verbrennungskammer;
  • b) einen Wärmetauscherraum, der in mehrere mit Wärmetauschermaterial gefüllte Segmente unterteilt ist;
  • c) einen Drehverteiler, der entsprechend seiner Drehstellung herstellt:
  • ca) eine Verbindung zwischen einem Einlaß für zu reinigendes Abgas und mindestens einem ersten Segment des Wärmetauscherraumes;
  • cb) eine Verbindung zwischen mindestens einem zweiten Segment des Wärmetauscherraumes und einem Auslaß für gereinigtes Gas,
    • wobei eine Einrichtung zur thermischen Regeneration des Wärmetauschermaterials vorgesehen ist, mit welcher heißes, reines Gas durch ausgewählte Segmente des Wärmetauscherraumes so lange geführt werden kann, bis sich die an dem Wärmetauschermaterial angelagerten Verunreinigungen von diesem lösen. Regenerative Nachverbrennungsvorrichtungen dienen der Reinigung verunreinigter Abgase aus industriellen Prozessen. Zur Einsparung von Energie bei der thermischen Nachverbrennung werden die zu reinigenden Abgase durch Wärmetauschermaterialien hindurchgeführt. Da die zu reinigenden Abgase häufig Verunreinigungen, insbesondere auch organische Verunreinigungen in Form kondensierbarer Substanzen, z.B. Teerprodukte, oder Stäube enthalten, setzen sich die Oberflächen der Wärmetauschermaterialien im Laufe des Betriebes mit diesen Verunreinigungen zu. Zur Regeneration muß das Wärmetauschermaterial periodisch auf eine Temperatur erhitzt werden, bei welcher sich die an der Oberfläche angelagerten Verunreinigungen lösen und ausgetragen werden können. Unter "angelagerten" Verunreinigungen werden im vorliegenden Zusammenhang alle Verunreinigungen verstanden, die sich mechanisch, chemisch, absorptiv, adsorptiv oder durch Kondensationsprozesse an dem Wärmetauschermaterial anlagern und durch einen thermischen Prozeß in Verbindung mit Strömung wieder abgetragen werden können.Dies geschieht bei den bekannten thermischen Nachverbrennungsvorrichtungen dadurch, daß ihre normale Funktion, in welcher die Abgase gereinigt werden, unterbrochen wird. Heiße Gase, die beispielsweise aus der Verbrennungskammer stammen können, werden durch die einzelnen Segmente des Wärmetauschermaterials geleitet, bis diese sich von oben nach unten auf die erforderliche Temperatur erhitzt haben, so daß alle Bereiche des Wärmetauschermaterials in diesen Segmenten von Verunreinigungen befreit werden. Nachteilig bei diesen bekannten regenerativen Nachverbrennungsvorrichtungen ist, daß der Normalbetrieb zur Regeneration ausgesetzt werden muß. Wenn also eine kontinuierliche Reinigungsfunktion sichergestellt werden soll, muß für die Stillstandszeiten der einen regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung eine zweite, hierzu parallel liegende Nachverbrennungsvorrichtung vorgesehen sein. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine regenerative Nachverbrennungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß mit ihr ein kontinuierlicher Reinigungsbetrieb auch während der thermischen Regeneration des Wärmetauschermaterials möglich ist.Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung zur thermischen Regeneration umfaßt:
  • d) einen Burn-Out-Drehschieber, der oberhalb des Drehverteilers angeordnet ist und durch Trennwände getrennte Segmente aufweist, wobei
  • da) mindestens eines der Segmente des Burn-Out-Drehschiebers nach oben offen und zum Drehverteiler hin verschlossen ist und mit einem Auslaß in Verbindung steht, während
  • db) die anderen Segmente des Burn-Out-Drehschiebers nach oben und unten offen sind;
  • e) eine Antriebseinrichtung, mit welcher der Burn-Outschieber so unterhalb des Wärmetauscherraums verdreht werden kann, daß sein nach unten geschlossenes Segment wahlweise in Kommunikation mit jedem Segment des Wärmetauscherraums gebracht werden kann.
    • Bei einer erfindungsgemäßen Nachverbrennungsvorrichtung wird also die Gasströmung vom Drehverteiler in den mit Wärmetauschermaterial gefüllten, segmentierten Wärmetauscherraum durch ein zusätzliches Element gesteuert, den "Burn-Out-Drehschieber". Durch diesen ändert sich an der grundsätzlichen Funktionsweise im Blick auf die Abgasreinigung gegenüber dem Stande der Technik nichts; der einzige Unterschied besteht in einem gegenüber dem Stand der Technik etwas verlängerten Strömungsweg vom Drehverteiler in den Wärmetauscherraum. Allerdings ist es bei der erfindungsgemäßen Nachverbrennungsvorrichtung möglich, ein einzelnes Segment oder einzelne Segmente des Wärmetauscherraumes aus dem Abgasreinigungsbetrieb herauszunehmen. Hierzu wird der Burn-Out-Drehschieber so verdreht, daß sein nach unten verschlossenes Segment mit demjenigen Segment bzw. denjenigen Segmenten des Wärmetauscherraumes kommuniziert, welches bzw. welche thermisch regeneriert werden soll(en). Dieses wird bzw. diese werden nunmehr nicht mehr periodisch von zugeführter, kühler Abluft gekühlt. Es erwärmt bzw. sie erwärmen sich nunmehr von oben bis unten durch das zur thermischen Regeneration eingesetzte heiße Gas, das entweder aus der Verbrennungskammer der regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung über die fraglichen, zu regenerierenden Segmente des Wärmetauscherraumes und das nach unten verschlossene Segment des Burn-Out-Schiebers zum Auslaß oder in der umgekehrten Richtung geführt wird. In jedem Falle werden die Gase, welche die zu regenerierenden Segmente des Wärmetauscherraumes und das nach unten verschlossene Segment des Burn-Out-Schiebers durchströmen, letztendlich (wieder) in die Verbrennungskammer geleitet, wo die Verunreinigungen, die sich während des Regenerationsprozesses von dem Wärmetauschermaterial gelöst haben, verbrennen. Dieser Vorgang kann für jedes Segment des Wärmetauscherraumes nach Bedarf separat durchgeführt werden.
    Wenn die Zahl der Segmente des Wärmetauscherraumes mit der Zahl der Segmente des Burn-Out-Drehschiebers übereinstimmt, bedeutet dies, daß stets eines der Segmente des Wärmetauscherraumes nicht an der Abgasreinigung teilnehmen kann. Dies wird bei derjenigen besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vermieden, bei welcher der Wärmetauscherraum in n Segmente unterteilt ist und
  • a) der Burn-Out-Drehschieber in (n+1) Segmente unterteilt ist, von denen n nach oben und unten offen und eines nach oben offen und nach unten geschlossen ist;
  • b) im Strömungsweg zwischen dem Burn-Out-Drehschieber und dem Wärmetauscherraum ein Überleitraum vorgesehen ist, der
  • ba) an seiner Oberseite in n Sektoren unterteilt ist, die jeweils einen Winkel von 360°/n einschließen und eine Durchtrittsöffnung aufweisen, die mit einem der n Segmente des Wärmetauscherraums kommuniziert;
  • bb) an seiner Unterseite in (n+1) Sektoren unterteilt ist, die jeweils einen Winkel von 360°/(n+1) einschließen, wobei n dieser Sektoren eine Durchtrittsöffnung aufweisen, die je nach Drehstellung des Burn-Out-Drehschiebers mit jedem von dessen (n+1) Segmenten kommunizieren kann, während ein Sektor geschlossen ist und in einer bestimmten Drehstellung des Burn-Out-Drehschiebers über dessen nach unten verschlossenem Segment steht;
  • bc) n Trennwände aufweist, die zum Teil schräg so von der Oberseite zur Unterseite des Überleitraumes verlaufen, daß dieser in n Segmente unterteilt ist, die an der Ober- und Unterseite jeweils eine Durchtrittsöffnung aufweisen, wobei mindestens eines dieser Segmente an seiner Unterseite mindestens teilweise durch den geschlossenen Sektor begrenzt ist.
    • Dadurch, daß bei dieser Ausführungsform der Erfindung der Burn-Out-Drehschieber ein Segment mehr aufweist als der Wärmetauscherraum, kann der Burn-Out-Drehschieber ebensoviele nach oben und unten offene, also an der Abgasreinigung teilnehmende Segmente aufweisen wie der Wärmetauscherraum. Durch den Kunstgriff des sog. "Überleitungsraumes" wird der Übergang zwischen der Segmentanordnung, wie sie der Wärmetauscherraum aufweist, und der Segmentanordnung, die im Burn-Out-Drehschieber vorliegt, geschaffen. Der Überleitraum stellt an seiner Unterseite mit dem geschlossenen Sektor eine Fläche zur Verfügung, unter welcher das nach unten verschlossene Segment des Burn-Out-Drehschiebers "geparkt" werden kann, wenn in keinem Segment des Wärmetauscherraumes eine thermische Regeneration erfolgen soll.
    Zweckmäßig ist, wenn der Burn-Out-Drehschieber ein mittleres Rohrstück aufweist, dessen Innenraum über eine Öffnung in seiner Mantelfläche mit dem nach unten verschlossenen Segment des Burn-Out-Drehschiebers kommuniziert. Das zur thermischen Regeneration verwendete heiße Gas wird in diesem Falle über das mittlere Rohrstück dem Burn-Out-Drehschieber zugeführt oder aus diesem abgeführt.
    Das mittlere Rohrstück des Burn-Out-Drehschiebers kann nach unten geschlossen sein und oben mit einem koaxialen mittleren Rohrstück des darüberliegenden Bauelementes in Verbindung stehen, das mit dem Anschluß kommuniziert. Dies bedeutet, daß das zur thermischen Regeneration verwendete heiße Gas dem Burn-Out-Drehschieber von oben zugeführt bzw. aus diesem nach oben abgeführt wird.
    Alternativ ist es auch möglich, daß das mittlere Rohrstück des Burn-Out-Drehschiebers nach oben geschlossen ist und unten mit einem koaxialen mittleren Rohrstück des darunterliegenden Bauelementes in Verbindung steht, das mit dem Anschluß kommuniziert.
    Welche der beiden zuletzt geschilderten Ausführungsformen der Erfindung eingesetzt wird, entscheidet sich nach den geometrischen Verhältnissen des Einzelfalles.
    Eine weitere Möglichkeit, das zur thermischen Regeneration verwendete heiße Gas durch den Burn-Out-Drehschieber zu führen, besteht darin, daß das nach unten verschlossene Segment des Burn-Out-Drehschiebers in seiner Mantelfläche eine Öffnung aufweist, über die es mit einem stationären, den Burn-Out-Drehschieber umgebenden Ringkanal kommuniziert, der seinerseits mit dem Anschluß kommuniziert. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Zuführung des der thermischen Regeneration dienenden heißen Gases zu dem Burn-Out-Drehschieber bzw. dessen Abführung aus dem Burn-Out-Drehschieber in radialer Richtung, was in Einzelfällen wiederum aus geometrischen Gründen vorzuziehen ist.
    Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen
    Figur 1
    einen schematischen vertikalen Schnitt durch eine regenerative Nachverbrennungsvorrichtung mit den wichtigsten zu deren Betrieb erforderlichen peripheren Einrichtungen;
    Figur 2
    eine Teilvergrößerung aus Figur 1;
    Figur 3
    schematisch eine isometrische Ansicht des Überleitraumes der Nachverbrennungsvorrichtung von Figur 1;
    Figur 4
    schematisch eine isometrische Ansicht des Burn-Out-Drehschiebers der Nachverbrennungsvorrichtung von Figur 1;
    Figur 5
    die Draufsicht auf die untere Platte des Überleitraumes von Figur 3;
    Figur 6
    die Draufsicht auf die obere Platte des Überleitraumes von Figur 3;
    Figur 7
    die Draufsicht auf die untere Platte des BurnOut-Drehschiebers von Figur 4;
    Figur 8
    die Draufsicht auf die obere Platte des BurnOüt-Schiebers von Figur 4;
    Figur 9
    die Draufsicht auf den Drehschieber der Nachverbrennungsvorrichtung von Figur 1;
    Figuren 10 und 11
    die Nachverbrennungsvorrichtung von Figur 1, jedoch jeweils mit anderen Führungen des zur thermischen Regeneration verwendeten Gases;
    Figur 12
    eine alternative Ausführungsform einer regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung mit peripheren Einrichtungen entsprechend der Figur 1;
    Figur 13
    eine Teilvergrößerung aus Figur 12;
    Figuren 14 und 15
    die Nachverbrennungsvorrichtung von Figur 12, jedoch jeweils mit anderen Führungen des zur thermischen Nachverbrennung verwendeten Gases;
    Figur 16
    eine dritte Ausführungsform einer regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung mit den wichtigsten peripheren Einrichtungen;
    Figur 17
    eine Teilvergrößerung aus Figur 1;
    Figuren 18 und 19
    die Nachverbrennungsvorrichtung von Figur 16, jedoch jeweils mit anderen Führungen des zur thermischen Regeneration verwendeten Gases.
    Die regenerative Nachverbrennungsvorrichtung ist in Figur 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Ihr grundsätzlicher Aufbau und ihre grundsätzliche Funktionsweise sind - soweit nachfolgend nichts anderes gesagt ist - in der EP 0 548 630 A1 oder der EP 0 719 984 A2 beschrieben, worauf ausdrücklich verwiesen wird.
    Im unteren Bereich des Gehäuses 2 der regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung 1 befindet sich ein Einlaß 3 für die zu reinigende Abluft, die über eine Einlaßleitung 4 zugeführt wird. Dieses Gas gelangt in ein Einlaßplenum 30 und strömt in diesem axial, bezogen auf die Achse des Gehäuses 2, nach oben. Durch Kompensatoren 40, welche unterschiedliche Wärmedehnungen aufnehmen, gelangt das Gas in einen Drehverteiler 5, der mittels eines in Figur 1 nicht dargestellten Antriebs in kontinuierliche oder schrittweise Drehbewegung versetzt werden kann.
    Der Drehverteiler 5 stellt je nach seiner Drehstellung eine Verbindung zwischen dem Einlaß 3 und einem oder mehreren Segmenten aus einer Vielzahl tortenstückförmiger Segmente in einem im mittleren Bereich des Gehäuses 2 befindlichen Verteilraum 6 her. Die Gase durchtreten auf dem Weg vom Drehverteiler 5 zu den verschiedenen Segmenten des Verteilraumes 6 zusätzlich einen Burn-Out-Drehschieber 31, der ebenfalls in nicht dargestellter Weise schrittweise verdreht werden kann, sowie einen stationären Überleitraum 41; die genaue Bauweise und Funktion von Burn-Out-Drehschieber 31 und Überleitraum 41 werden weiter unten näher erläutert.
    Oberhalb des Verteilraumes 6 befindet sich im Gehäuse 2 ein Wärmetauscherraum 7, der in eine entsprechende Anzahl von Segmenten unterteilt ist, die jeweils mit einem entsprechenden Segment des darunterliegenden Verteilraumes 6 kommunizieren. Die Segmente des Wärmetauscherraumes 7 sind mit Wärmetauschermaterial angefüllt.
    Über dem Wärmetauscherraum 7 befindet sich im obersten Bereich des Gehäuses 2 eine Verbrennungskammer 8, in welche ein Brenner 9 mündet.
    Nach diesem groben Überblick über die Bauweise der Nachverbrennungsvorrichtung 1 werden die im vorliegenden Zusammenhang wichtigsten Komponenten hiervon, nämlich der Drehschieber 5, der Burn-Out-Drehschieber 31, der Überleitraum 41 sowie die zugehörigen inneren und äusseren Leitungen näher erläutert. Zu Beschreibungszwecken wird dabei ein Ausführungsbeispiel der Nachverbrennungsvorrichtung 1 gewählt, bei welchem der Wärmetauscherraum 7 durch radial verlaufende Trennwände in elf gleich große Segmente unterteilt ist, zwei benachbarte Trennwände also jeweils einen Winkel von etwa 32,7° einschließen. Der darunter liegende Verteilraum 6 ist in der gleichen Weise segmentiert, enthält also ebenfalls elf gleich große Segmente, die über Öffnungen 25 (vgl. Figur 2) in der Trennwand 42 zwischen Wärmetauscherraum 7 und Verteilraum 6 mit den entsprechenden Segmenten des Wärmetauscherraumes 7 kommunizieren.
    Die den Verteilraum 6 nach unten abschließende Trennwand 43 ist im mittleren Bereich jeden Segments mit einer Öffnung 26 vgl. Figur 2) versehen. Unter diesen Öffnungen 26 ist der in Figur 3 dargestellte Überleitraum 41 befestigt. Zu dessen näherer Beschreibung wird nunmehr auf die Figuren 3, 5 und 6 Bezug genommen.
    Der Überleitraum 41 wird durch eine obere Platte 44, eine untere Platte 45 und eine Zylindermantelfläche 46 begrenzt. Obere Platte 44, untere Platte 45 und Zylindermantelfläche 46 sind in Figur 3 nur schematisch mit gestrichelten Umrissen gezeigt, um den Blick ins Innere des Überleitraumes 41 freizugeben.
    Die in Figur 6 in Draufsicht gezeigte obere Platte 44 des Überleitraumes 41 ist mit elf gleich großen, tortenstückförmigen Durchbrechungen 47 versehen, zwischen denen streifenförmige Zwischenräume 50 liegen. Jede Durchbrechung 47 kommuniziert mit einem darüberliegenden Segment des Verteilerraumes 6 über eine Öffnung 26 in der Trennwand 43. In der Mitte der Platte 44 befindet sich eine kreisrunde Öffnung 27.
    Die in Figur 5 dargestellte untere Platte 45 des Überleitraumes 41 dagegen ist in zwölf Sektoren unterteilt, die jeweils einen Winkel von 30° einschließen. Von diesen zwölf Sektoren sind elf mit einer entsprechenden tortenstückförmigen Durchbrechung 48 versehen, zwischen denen streifenförmige Zwischenräume 51 liegen. Der zwölfte Sektor 49 ist verschlossen. In der Mitte der Platte 45 befindet sich eine kreisrunde Öffnung 28.
    Zwischen den elf Durchbrechungen 47 in der oberen Platte 44 und den elf Durchbrechungen 48 in der unteren Platte 45 des Überleitraums 41 werden nunmehr durch elf Trennwände 49 elf segmentartige Verbindungen in folgender Weise geschaffen:
    Zehn der elf Trennwände 49 verlaufen in axialer Richtung von den streifenförmigen Zwischenräumen 50 der oberen Platte 44 zu entsprechenden streifenförmigen Zwischenräumen 51 der unteren Platte 45. Die zwölfte Trennwand 49 erstreckt sich von dem verbleibenden streifenförmigen Zwischenraum 50 der oberen Platte 44 bis in die Mittellinie des geschlossenen Sektors 41 der unteren Platte 45, wie dies der Figur 3 zu entnehmen ist. Da, wie erwähnt, die Durchbrechungen 47 der oberen Platte 44 einen größeren Winkel einschließen als die Durchbrechungen 48 der unteren Platte 45, verlaufen die Trennwände 49 zum größten Teil nicht in einer Axialebene sondern sind schräg gegen die Achse des Überleitraumes 45 angestellt.
    In radialer Richtung erstrecken sich die Trennwände 49 des Überleitraumes 41 von dessen Mantelfläche 46 bis zu einem mittleren Rohrstück 65, welches die kreisrunde Öffnung 28 in der unteren Platte 45 mit der kreisrunden Öffnung 27 in der oberen Platte 44 verbindet und so einen axialen Durchgang durch den Überleitraum 41 schafft.
    Sinn des Überleitraumes 41 ist es, an seiner unteren Platte 45 nicht nur elf tortenstückförmige Durchbrechungen 48 bereitzustellen, welche mit den entsprechenden elf Segmenten des Luftverteilraumes 6 des Wärmetauscherraumes 7 kommunizieren, sondern darüber hinaus eine geschlossene Sektorfläche 41 zu schaffen, deren Sinn sich im Zusammenspiel mit dem nachfolgend beschriebenen Burn-Out-Drehschieber 31 erschließen wird.
    Der Burn-Out-Drehschieber 31 ist in den Figuren 4, 7 und 8 dargestellt. Er ist von einer oberen Platte 52, einer unteren Platte 53 und einer Zylindermantelfläche 54 begrenzt. Obere Platte 52, untere Platte 53 und Zylindermantelfläche 54 sind erneut in Figur 4 nur gestrichelt in ihren Umrissen gezeigt, um Einblick in das Innere des Burn-Out-Drehschriebers 31 zu gewähren.
    Die obere, in Figur 8 dargestellte Platte 52 des Burn-Out-Drehschiebers 31 enthält zwölf gleich große, tortenstückförmige Durchbrüche 55, die also jeweils einen Winkel von 30° einschließen und durch streifenförmige Zwischenräume 56 getrennt sind. In der Mitte weist die obere Platte 52 eine kreisförmige Öffnung 57 auf.
    Die untere, in Figur 7 dargestellte Platte 53 des Burn-Out-Drehschiebers 31 ist in 12 gleichgroße Sektoren eingeteilt, von denen 11 mit tortenstückförmigen Durchbrechungen 58 versehen sind. Die tortenstückförmigen Durchbrechungen 58 sind durch streifenförmige Zwischenräume 59 voneinander getrennt. Der zwölfte Sektor 60 der unteren Platte 53 ist geschlossen. In der Mitte weist die untere Platte 53 des Burn-Out-Drehschiebers 31 eine kreisförmige Durchbrechung 61 auf.
    Wie der Figur 4 zu entnehmen ist, erstreckt sich axial von der kreisförmigen Öffnung 57 in der oberen Platte 52 bis zur kreisförmigen Öffnung 61 in der unteren Platte 53 ein mittleres Rohrstück 62. Zwischen dem Rohrstück 62 und der Zylindermantelfläche 54 verlaufen radial zwölf Trennwände 63, die sich axial jeweils von den streifenförmigen Zwischenräumen 56 der oberen Platte 52 zu den streifenförmigen Zwischenräumen 59 der unteren Platte 53 bzw. zu den Rändern des geschlossenen Sektors 60 erstrecken. Auf diese Weise entstehen in dem Burn-Out-Drehschieber 31 zwölf Segmente, von denen eines nach unten durch den geschlossenen Sektor 60 abgedeckt ist, von denen die verbleibenden elf jedoch von oben nach unten durchgängig sind.
    Das Rohrstück 62 des Burn-Out-Drehschiebers 31 steht über eine radiale Öffnung 64 mit dem Innenraum des Segmentes in Verbindung, welches nach unten verschlossen ist.
    Der unterhalb des Burn-Out-Drehschiebers 31 angeordnete Drehverteiler 5 ist in an und für sich bekannter Weise ausgebildet. Er stellt je nach seiner Drehstellung eine Verbindung zwischen dem Einlaßplenum 30 und bestimmten Segmenten im Burn-Out-Drehschieber 31 und damit auch bestimmten Segmenten des Überleitraumes 41, des Verteilraumes 6 und des Wärmetauscherraums 7 her. Außerdem verbindet er bestimmte weitere Segmente des Burn-Out-Drehschiebers 31, welche im allgemeinen den erstgenannten Segmenten diametral gegenüberliegen, und damit auch weitere Segmente des Wärmetauscherraumes 7, des Verteilerraumes 6 und des Überleitraumes 41 mit einem Auslaß 10 (vgl. Figur 1) für gereinigtes Gas. Schließlich stellt der Drehverteiler 5 über den Burn-Out-Drehschieber 31 und den Überleitraum 41 eine Verbindung zwischen demjenigen Segment des Verteilraumes 6 und damit des Wärmetauscherraumes 7 mit einem Spüllufteinlaß 11 (vgl. Figur 1) her, das in Drehrichtung des Drehverteilers 5 gesehen denjenigen Segmenten vorauseilt, welche mit dem Auslaß 10 kommunizieren.
    Um die geschilderten Verbindungen herstellen zu können, weist der Drehverteiler 5 verschiedene Durchbrüche auf, deren Mündungen in die obere Stirnseite des Drehverteilers 5 schematisch in Figur 9 dargestellt sind. Die Drehrichtung des Drehverteilers 5 ist durch den Pfeil 32 gekennzeichnet. Der Durchbruch für die zu reinigende Abluft ist mit dem Bezugszeichen 33, der Durchbruch für die Spülluft mit dem Bezugszeichen 34 und der Durchbruch für die gereinigte Luft mit dem Bezugszeichen 35 gekennzeichnet. Zwischen den verschiedenen Durchbrüchen 33, 34, 35 verbleiben geschlossene, tortenstückförmige Bereiche 36, 37, 38 der oberen Stirnfläche des Drehverteilers 5, die jeweils einen Winkel von 30° einschließen.
    Das mittlere Rohrstück 65 des Überleitraumes 41 (vergleiche Figuren 1 bis 3) wird koaxial von einem Rohrstück 66 verlängert, welches sich in axialer Richtung durch den Verteilraum 6 hindurcherstreckt. Von diesem zweigt unter rechtem Winkel ein weiteres Rohrstück 67 ab, welches den Verteilerraum 6 radial durchquert, den Mantel des Gehäuses 2 durchstößt und an einem Gasanschluß 68 endet. Wie Figur 1 zeigt, ist der Gasanschluß 68 über eine Leitung 69, in der ein Gebläse 70 liegt, mit einem Einlaß 71 am oberen Bereich des Gehäuses 2 verbunden, der zur Verbrennungskammer 8 führt.
    Vom Auslaß 10 für gereinigtes Gas führt eine Leitung 72 über ein Gebläse 73 zu dem in der Zeichnung nicht mehr dargestellten Kamin, gegebenenfalls über weitere Zwischenbehandlungsstationen. Von der Leitung 72 zweigt, in Strömungsrichtung hinter dem Gebläse 73, eine Leitung 74 ab, die mit dem Spüllufteinlaß 11 verbunden ist.
    Die beschriebene regenerative Nachverbrennungsvorrichtung 1 funktioniert wie folgt:
    Unter "Normalbetrieb" soll nachfolgend diejenige Betriebsart verstanden werden, in der in bekannter Weise die über die Leitung 4 zugeführten, verunreinigten Abgase in der Verbrennungskammer 8 nachverbrannt und nach erfolgtem Wärmetausch in den verschiedenen Segmenten des Wärmetauscherraumes 7 über den Gasauslaß 10 und die Leitung 72 zum Kamin abgeführt werden. In diesem "Normalbetrieb" befindet sich der Burn-Out-Drehschieber 31 in einer solchen Relativposition unterhalb des Überleitraumes 41, daß sein unten durch den Sektor 60 verschlossene Segment unterhalb der geschlossenen Sektorfläche 49 des Überleitraumes 41 zu liegen kommt. In dieser Position kommuniziert also das nach unten geschlossene Segment des Burn-Out-Drehschiebers 31 weder axial nach unten noch axial nach oben. Über die Öffnung 64, den Innenraum des Rohrstückes 62 des Burn-Out-Schiebers 31, den Innenraum des Rohrstückes 65 des Überleitraumes 41 sowie über die Rohrstücke 66 und 67 im Verteilraum 6 strömt also keinerlei Gas nach außen zum oder vom Gasanschluß 68.
    Der Drehverteiler 5 dreht sich unterhalb des Burn-Out-Drehschiebers 31 in gewohnter Weise entweder kontinuierlich oder schrittweise von Segment zu Segment, wobei sequentiell das zu reinigende Abgas entsprechend der Position des Durchbruches 33 im Drehverteiler 5 in die entsprechenden Segmente des Burn-Out-Drehschiebers 31, des Überleit-Raumes 41, des Verteilraumes 6 und des Wärmetauscherraumes 7 in die Verbrennungskammer 8 geführt werden. Die Gase werden dort in bekannter Weise nachverbrannt und sodann durch diejenigen Segmente des Wärmetauscherraumes 7, des Verteilraumes 6, des Überleitraumes 41 und des Burn-Out-Drehschiebers 31 zurückgeleitet, die mit dem Durchbruch 34 des Drehverteilers 5 kommunizieren. Von dort gelangen die nunmehr gereinigten Abgase über den Auslaß 10, vom Gebläse 73 angesaugt, über die Leitung 72 zum Kamin.
    Ein Teil der gereinigten Gase wird über die Leitung 74 zum Spüllufteinlaß 11 zurückgeleitet und von dort über eine gewinkelte Leitung 12, die zunächst durch das Einlaßplenum 30 und sodann mittig axial durch die Kompensatoren 40 hindurchgeführt ist, auf einem in der Zeichnung nicht dargestellten Weg in dasjenige Segment des Drehverteilers 5 eingebracht, welches dem Spülluft-Durchbruch 34 entspricht. Diese Luft strömt weiter zu einem Segment des Überleitraumes 41, des Verteilerraumes 6 und des Wärmetauscherraumes 7. Das in diesem Segment des Wärmetauscherraumes 7 enthaltene Wärmetauschermaterial wird durch die durchströmende gereinigte Reinluft von Resten des Abgases befreit, welches das fragliche Segment des Wärmetauscherraumes 7 zuvor durchströmt hat, tritt in die Verbrennungskammer 8 aus und wird dort erneut nachverbrannt.
    Ersichtlich unterscheidet sich die beschriebene "Normalfunktion" der regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung 1 in keiner Weise von derjenigen bekannter Nachverbrennungseinrichtungen. Ein kleiner Unterschied liegt darin, daß der effektive freie Strömungsquerschnitt für die Gase immer dann etwas verringert ist, wenn einer der Durchbrüche 33, 34, 35 des Drehverteilers 5 das durch den geschlossenen Sektor 60 abgedeckte Segment des Burn-Out-Drehschiebers 31 überlappt. Da auch in diesem Falle die Strömungsquerschnitte noch ausreichend groß sind, ergeben sich keine weiteren Auswirkungen auf die Reinigung der Abgase.
    Unter "Regenerationsbetrieb" soll nachfolgend diejenige Betriebsart verstanden werden, in welcher - neben der weiter durchgeführten Reinigung von Abgasen - zusätzlich ein bestimmtes Segment innerhalb des Wärmetauscherraumes 7 thermisch regeneriert wird. Hierzu wird der Burn-Out-Drehschieber 31 aus der beschriebenen Position, in welcher das nach unten geschlossene Segment unterhalb des Sektorbereichs 41 des Überleitraumes 41 "geparkt" ist, unterhalb diejenige Öffnung 48 des Überleitraumes 41 gefahren, die mit dem zu regenerierenden Segment des Wärmetauscherraumes 7 kommuniziert.
    Dieses Segment ist nunmehr von der normalen Durchströmung durch zu reinigendes Abgas bzw. durch Reingas ausgeschlossen. Statt dessen wird durch das fragliche Segment des Wärmetauscherraumes 7 heißes Gas aus der Verbrennungskammer 8 gesaugt und strömt über die entsprechenden Segmente des Verteilraumes 6, des Überleitraumes 41 und das nach unten verschlossene Segment des Burn-Out-Drehschiebers 31 in den Innenraum des mittleren Rohrstückes 62 des Burn-Out-Drehschiebers 31, von dort über das mittlere Rohrstück 65 des Überleitraumes 41, die Rohrstücke 66 und 67 im Verteilerraum 6 zum Gasauslaß 68. Über die Leitung 69 werden diese Gase mit Hilfe des Gebläses 70 zum Einlaß 71 und damit in die Verbrennungskammer 8 zurückgeführt, wo eine Nachverbrennung stattfindet.
    Der geschilderte Kreislauf der Luft über das zu regenerierende Segment des Wärmetauscherraumes 7 wird so lange durchgeführt, bis sich von dem Wärmetauschermaterial dieses Segments alle Verunreinigungen gelöst haben. Danach kann - je nach Wunsch - der Burn-Out-Drehschieber 31 unter eine andere Durchbrechung 48 des Überleitraumes 41 gedreht werden, welche einem anderen zu regenerierenden Segment des Wärmetauscherraumes 7 zugeordnet ist. Auf diese Weise können nacheinander alle Segmente des Wärmetauscherraumes 7 thermisch regeneriert werden, ohne den Reinigungsbetrieb der regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung 1 zu unterbrechen; letzterer läuft parallel weiter, allerdings wegen des nicht am Reinigungsprozeß teilnehmenden gerade in Regeneration befindlichen Segmentes des Wärmetauscherraumes 7 mit etwas verringerter Leistung.
    Sind alle Segmente des Wärmetauscherraumes 7 auf diese Weise von Verunreinigungen gereinigt, wird der Burn-Out-Drehschieber 31 wieder in seine "Parkposition" zurückgefahren, in welcher sein nach unten durch den Sektor 60 verschlossenes Segment unterhalb des geschlossenen Sektors 41 des Überleitraumes 41 steht.
    Die Strömungsrichtung des Gases, welches die thermische Regeneration des Wärmetauschermaterials im Wärmetauscherraum 7 bewirkt, kann gegenüber der in Figur 1 gezeigten Anordnung auch umgekehrt werden. Dies ist schematisch in Figur 10 gezeigt. Die Nachverbrennungsvorrichtung 1 ist gegenüber Figur 1 unverändert. Statt jedoch das der thermischen Regeneration dienende Gas aus der Verbrennungskammer 8 direkt in den Wärmetauscherraum 7 zu saugen, wird es der Verbrennungskammer 8 über einen seitlichen Auslaß 14 entnommen. Das heiße Verbrennungsgas wird über eine Leitung 15, in der eine Regelklappe 16 und ein Gebläse 17 liegen, dem Gasanschluß 68 zugeleitet. Zur Einstellung der richtigen Temperatur wird dem die Verbrennungskammer 8 verlassenden heißen Gas Frischluft zugeführt, die von der Außenatmosphäre über eine weitere Regelklappe 18 in die Leitung 15 eingebracht wird.
    Der weitere Weg dieses Gases vom Gasanschluß 68 erfolgt nunmehr entgegengesetzt zu dem Strömungsverlauf, der oben anhand der Figur 1 erläutert wurde. Die Segmente des Wärmetauscherraumes 7 werden dabei anders als beim Ausführungsbeispiel von Figur 1 von unten nach oben durchströmt. Dies hat den Vorteil, daß die heißen Gase zunächst die von der Verbrennungskammer 8 abgewandten, unteren Bereiche des Wärmetauschermaterials erreichen. Auf diese Weise läßt sich eine homogene, zur Ablösung der Verunreinigungen erforderliche Temperatur in dem Wärmetauschermaterial leichter und schneller erreichen. Die oben aus dem Wärmetauscherraum 7 austretenden Gase, welche mit vom Wärmetauschermaterial abgelösten Verunreinigungen befrachtet sind, werden gemeinsam mit dem Abgas, welches sich im normalen Reinigungsprozeß befindet, in der Verbrennungskammer 8 nachverbrannt.
    Während bei den in den Figuren 1 und 10 dargestellten Ausführungsbeispielen das zur thermischen Regeneration des Wärmetauschermaterials herangezogene Gas in der Verbrennungskammer 8 erhitzt wurde, wird bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 11 zur Erhitzung dieses Gases ein gesonderter Brenner 19 eingesetzt, dem mit Hilfe eines Gebläses 20 über eine Leitung 21 Frischluft zugeführt wird. Der weitere Weg des so erhitzten Gases vom Gasanschluß 68 aus innerhalb der regenerativen Nachverbrennungseinrichtung 1, die im übrigen mit derjenigen der Figuren 1 und 10 übereinstimmt, ist derselbe wie in Figur 10.
    Figur 12 zeigt einen Axialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung, welches demjenigen von Figur 1 sehr ähnlich ist. Entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen wie in Figur 1 zuzüglich 100 gekennzeichnet.
    Die regenerative Nachverbrennungsvorrichtung 101 von Figur 12 unterscheidet sich von derjenigen der Figur 1 ausschließlich in der Art, wie das zur thermischen Regeneration verwendete Gas im Bereich des Burn-Out-Drehschiebers 131 geführt wird. Während beim Ausführungsbeispiel von Figur 1, wie oben erläutert, dasjenige Segment des Burn-Out-Drehschiebers 31, welches nach unten durch den Sektor 60 verschlossen ist, radial nach innen zum mittleren Rohrstück 62 geöffnet war, besteht beim Ausführungsbeispiel von Figur 12 in dieser Richtung keine Verbindung, wie dies besonders auch der Teilvergrößerung von Figur 13 zu entnehmen ist. Stattdessen ist das fragliche Segment radial nach außen offen; die Zylindermantelfläche 154 des Burn-Out-Drehschiebers 131 besitzt also an dieser Stelle eine Öffnung 121. Der Burn-Out-Drehschieber 31 ist von einem Ringkanal 122 umgeben, der starr mit dem Gehäuse 102 bzw. der Trennplatte 143 an der Unterseite des Verteilraumes 106 befestigt ist. Ein Rohrstück 167 verbindet den Ringkanal 122 mit dem Gasanschluß 168 an der Außenseite des Gehäuses 102.
    Diese konstruktive Änderung führt zu einer geringfügigen Modifikation des Strömungsweges der zur thermischen Regeneration verwendeten heißen Luft. Bei der in Figur 12 gewählten Anordnung der peripheren Einrichtungen, die derjenigen von Figur 1 entspricht, strömt dieses Gas aus dem nach unten verschlossenen Segment des Burn-Out-Drehschiebers 31 radial nach außen in den Ringkanal 122 und von dort über das Rohrstück 167, den Gasanschluß 168 in der oben schon beschriebenen Weise zur Leitung 169 und über das Gebläse 170 zum Gaseinlaß 171.
    Diese Gasführung kann bei der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 101 von Figur 12 in derselben Weise umgekehrt werden, wie dies in Figur 10 für das zuerst beschriebene Ausführungsbeispiel einer thermischen Nachverbrennungseinrichtung 1 dargestellt ist. Dies ist in Figur 14 gezeigt. Selbstverständlich kann auch bei der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 102, ähnlich wie in der oben diskutierten Figur 11, die zur thermischen Regeneration verwendete Luft direkt der Außenatmosphäre entnommen und über ein Gebläse 120 sowie einen Brenner 119 dem Gaseinlaß 168 zugeführt werden. Dies ist in Figur 15 dargestellt.
    In den Figuren 16 und 17 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer thermischen Nachverbrennungsvorrichtung gezeigt, welches erneut große Ähnlichkeit mit dem Ausführungsbeispiel von Figur 1 aufweist. Entsprechende Teile sind daher mit demselben Bezugszeichen, zuzüglich 200, versehen. Wieder ist der einzige Unterschied die Führung des zur thermischen Regeneration verwendeten Gases im Bereich des Burn-Out-Drehschiebers 131. Während in dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel der Innenraum des mittleren Rohrstückes 62 des Burn-Out-Drehschiebers 31 mit dem darüberliegenden mittleren Rohrstück 65 des Überleitraumes 41 kommunizierte, ist beim Ausführungsbeispiel der Figuren 16 und 17 das mittlere Rohrstück 262 des Burn-Out-Drehschiebers 231 nach oben verschlossen und nach unten geöffnet. Es kommuniziert hier mit einer Rohrleitung 229, die koaxial zum Gehäuse 2 und bereichsweise auch koaxial zur Spülluftleitung 212 durch die Kompensatoren 240 bis zur Unterseite des Gehäuses 202 verläuft. Dort zweigt unter rechtem Winkel eine Leitung 267 ab, die radial nach außen zu einem Gasanschluß 268 führt.
    Der Gasanschluß 268 ist in derselben Weise wie in den Figuren 1 und 12 über ein Gebläse 270, das in einer Leitung 269 liegt, mit dem oberen Einlaß 271 der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung 201 verbunden.
    Figur 18 zeigt eine Führung des zur thermischen Regeneration verwendeten Gases entsprechend derjenigen in den oben beschriebenen Figuren 10 und 14; Figur 19 zeigt den Einsatz von aus der Außenatmosphäre entnommener und in einem gesonderten Brenner 219 erhitzter Luft, entsprechend den Figuren 11 und 15, worauf Bezug genommen wird.

    Claims (6)

    1. Regenerative Nachverbrennungsvorrichtung, welche in einem Gehäuse von oben nach unten umfaßt:
      a) eine Verbrennungskammer;
      b) einen Wärmetauscherraum, der in mehrere mit Wärmetauschermaterial gefüllte Segmente unterteilt ist;
      c) einen Drehverteiler, der entsprechend seiner Drehstellung herstellt:
      ca) eine Verbindung zwischen einem Einlaß für zu reinigendes Abgas mit mindestens einem ersten Segment des Wärmetauscherraumes;
      cb) eine Verbindung zwischen mindestens einem zweiten Segment des Wärmetauscherraumes und einem Auslaß für gereinigtes Gas;
      wobei eine Einrichtung zur thermischen Regeneration des Wärmetauschermaterials vorgesehen ist, mit welcher heißes, reines Gas durch ausgewählte Segmente des Wärmetauscherraumes so lange geführt werden kann, bis sich die an dem Wärmetauschermaterial angelagerten Verunreinigungen von diesem lösen;
      dadurch gekennzeichnet, daß
      die Einrichtung zur thermischen Regeneration umfaßt:
      d) einen Burn-Out-Drehschieber (31; 131; 231), der oberhalb des Drehverteilers (5; 105; 205) angeordnet ist und durch Trennwände (63) getrennte Segmente aufweist, wobei
      da) mindestens eines der Segmente des Burn-Out-Drehschiebers (31; 131; 231) oben offen und zum Drehverteiler (5; 105; 205) hin verschlossen ist und mit einem Auslaß (68; 168; 268) in Verbindung steht, während
      db) die anderen Segmente des Burn-Out-Drehschiebers (31; 131; 231) nach oben und unten offen sind;
      e) eine Antriebseinrichtung, mit welcher der Burn-Out-Drehschieber (31; 131; 231) so unterhalb des Wärmetauscherraums (7; 107; 207) verdreht werden kann, daß sein nach unten geschlossenes Segment wahlweise in Kommunikation mit jedem Segment des Wärmetauscherraums (7; 107; 207) gebracht werden kann.
    2. Regenerative Nachverbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Wärmetauscherraum in n Segmente unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
      a) der Burn-Out-Drehschieber (31; 131; 231) in (n+1) Segmente unterteilt ist, von denen n nach oben und unten offen und eines nach oben offen und nach unten geschlossen ist;
      b) im Strömungsweg zwischen dem Burn-Out-Drehschieber (31; 131; 231) und dem Wärmetauscherraum (7; 107; 207) ein Überleitraum (41; 141; 241) vorgesehen ist, der
      ba) an seiner Oberseite in n Sektoren unterteilt ist, die jeweils einen Winkel von 360°/n einschließen und eine Durchtrittsöffnung (47) aufweisen, die mit einem der n Segmente des Wärmetauscherraumes (7; 107; 207) kommuniziert;
      bb) an seiner Unterseite in (n+1) Sektoren unterteilt ist, die jeweils einen Winkel von 360°/(n+1) einschließen, wobei n dieser Sektoren eine Durchtrittsöffnung (48) aufweisen, die je nach Drehstellung des Burn-Out-Drehschiebers (31; 131; 231) mit jedem von dessen (n+1) Segmenten kommunizieren kann, während ein Sektor geschlossen ist und in einer bestimmten Drehstellung des Burn-Out-Drehschiebers (31; 131; 231) über dessen nach unten verschlossenem Segment steht;
      bc) n Trennwände (49) aufweist, die zum Teil schräg so von der Oberseite zur Unterseite des Überleitraumes (41; 141; 241) verlaufen, daß dieser in n Segmente unterteilt ist, die an der Ober- und Unterseite jeweils eine Durchtrittsöffnung (47, 48) aufweisen, wobei mindestens eines dieser Segmente an seiner Unterseite mindestens teilweise durch den geschlossenen Sektor begrenzt ist.
    3. Regenerative Nachverbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Burn-Out-Drehschieber (31; 231) ein mittleres Rohrstück (62; 262) aufweist, dessen Innenraum über eine Öffnung (64) in seiner Mantelfläche mit dem nach unten verschlossenen Segment des Burn-Out-Drehschiebers (31; 231) kommuniziert.
    4. Regenerative Nachverbrennungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Rohrstück (65) des Burn-Out-Drehschiebers (31) nach unten geschlossen ist und oben mit einem koaxialen mittleren Rohrstück (66) des darüberliegenden Bauelements (41) in Verbindung steht, das mit dem Anschluß (68) kommuniziert.
    5. Regenerative Nachverbrennungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mittlere Rohrstück (265) des Burn-Out-Drehschiebers (231) nach oben geschlossen ist und unten mit einem koaxialen mittleren Rohrstück (266) des darunterliegenden Bauelementes (205) in Verbindung steht, das mit dem Anschluß (268) kommuniziert.
    6. Regenerative Nachverbrennungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nach unten verschlossene Segment des Burn-Out-Drehschiebers (131) in seiner Mantelfläche eine Öffnung (121) aufweist, über die es mit einem stationären, den Burn-Out-Drehschieber (131) umgebenden Ringkanal (122) kommuniziert, der seinerseits mit dem Anschluß (168) in Verbindung steht.
    EP00977409A 1999-10-06 2000-09-21 Regenerative nachverbrennungsvorrichtung Expired - Lifetime EP1135652B1 (de)

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