DE8701974U1

DE8701974U1 - Molded body made of ceramic material

Info

Publication number: DE8701974U1
Application number: DE8701974U
Authority: DE
Original assignee: Balcke Duerr AG
Current assignee: Balcke Duerr AG
Priority date: 1987-02-10
Filing date: 1987-02-10
Publication date: 1987-06-04

Description

Our reference: 27 646 Date: February 6, 1987

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Formkörper aus keramischem Material BESCHftTCEBÜirG
Molded body made of ceramic material

Die Erfindung betrifft einen Formkörper aus keramischem Material mit einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden, jeweils durch Zwischenwände getrennten Kanälen fur das Strömungsmedium, vorzugsweise zum Einsatz in regenerativen Gas-Gas-Wärmetauschern.The invention relates to a shaped body made of ceramic material with a plurality of channels for the flow medium running parallel to one another and separated by intermediate walls, preferably for use in regenerative gas-gas heat exchangers.

Formkörper der voranstehend beschriebenen Art zur regenerativen Wärmeübertragung in Wärmetauschern sind bekannt. Sie werden anstelle der früher üblichen Blechpackungen verwendet, die besonders korrosionsgefährdet waren. Durch die Verwendung keramischen Materials wird jegliche Korrosion vermieden, so daß die Formkörper auch beispielsweise bei regenerativen Luftvorwärmern eingesetzt werden können, wenn bei diesen am kalten Ende der Taupunkt der Rauchgase unterschritten werden sollte und die Rauchgase mit aggressiven Medien belastet sind.Formed bodies of the type described above for regenerative heat transfer in heat exchangers are known. They are used instead of the previously common sheet metal packings, which were particularly susceptible to corrosion. The use of ceramic material prevents any corrosion, so that the formed bodies can also be used, for example, in regenerative air preheaters if the dew point of the flue gases at the cold end is exceeded and the flue gases are contaminated with aggressive media.

Die bekannten Formkörper aus keramischem Material sind mit einer Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden, jeweils durch Zwischenwände getrennten Kanälen für das Strömungsmedium versehen, wobei diese Strömungskanäle einen dreieckigen oder viereckigen Querschnitt besitzen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei derartigen Formkörpern den Wärmeaustausch zu verbessern.The known molded bodies made of ceramic material are provided with a large number of channels for the flow medium that run parallel to one another and are separated by intermediate walls, whereby these flow channels have a triangular or square cross-section. The invention is based on the object of improving the heat exchange in such molded bodies.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Strömungskanäle ausgehend von einem Mehreck abwechselnd Erhöhungen und The solution to this problem by the invention is characterized in that the cross-section of the flow channels, starting from a polygon, has alternating elevations and

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Vertiefungen aufweist und daß diese Erhöhungen und Vertiefungen Jeweils benachbarter Strömungskanäle einander derart zugeordnet sind, daß unter Bildung einer im wesentlichen gleichbleibenden Stärke der Zwischenwand die Erhöhungen des einen Strömungskanals in die Vertiefungen des benachbarten Strömungskanals in der Art einer Verzahnung eingreifen.depressions and that these elevations and depressions of adjacent flow channels are assigned to one another in such a way that, while forming a substantially constant thickness of the intermediate wall, the elevations of one flow channel engage in the depressions of the adjacent flow channel in the manner of a toothing.

Durch diese erfindungsgemäQe Weiterbildung der bekannten Formkörper ergibt sich eine Vergrößerung der den Wärmeaustausch bewirkenden Oberfläche jedes Strömungskanals, ohne daß die Masse des Formkörpers verändert wird, weil die Vertiefungen und Erhöhungen die vom Strömungsmedium beaufschlagte Wandfläche der Strömungskanäle vergrößern. Da trotz dieser Erhöhungen und Vertiefungen die Wandstärke der zwischen den Strömungskanälen liegenden Zwischenwände Infolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung im wesentlichen gleichbleibend ausgeführt ist, ergibt sich darüber hinaus eine über den gesamten Formkörper gleichmäßige Speicherfähigkeit der keramischen Masse. Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung eine günstige und fehlerfreie Herstellung der Formkörper durch Extrudieren. Der Grund hierfür ist nicht nur in der gleichmäßigen Wandstärke der Zwischenwände zu sehen, sondern insbesondere darin, daß die bei der erfindungsgemäßen Formgebung durch Erhöhungen und Vertiefungen gewellte Form der Zwischenwände durch das unvermeidbare Schrumpfen nach dem Extrudiervorgang auftretende Verlagerungen der Zwischenwände erleichtert, ohne daß Risse im Formkörper entstehen, weil die Wellenform der Zwischenwände ein ausreichendes Nachgeben beim Schrumpfen ermöglicht.This inventive development of the known molded bodies results in an increase in the surface area of each flow channel that effects the heat exchange without changing the mass of the molded body, because the depressions and elevations increase the wall surface of the flow channels that is exposed to the flow medium. Since, despite these elevations and depressions, the wall thickness of the partition walls between the flow channels is essentially the same as a result of the inventive design, this also results in a uniform storage capacity of the ceramic mass over the entire molded body. Finally, the inventive design enables the molded bodies to be produced inexpensively and without errors by extrusion. The reason for this is not only the uniform wall thickness of the partition walls, but in particular the fact that the wavy shape of the partition walls in the inventive shaping, which is caused by elevations and depressions, facilitates displacement of the partition walls caused by the unavoidable shrinkage after the extrusion process, without cracks occurring in the molded body, because the wavy shape of the partition walls allows sufficient yielding during shrinkage.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Strömungsquerschnitt ausgehend von einem Sechseck mit sinusartigen Erhöhungen und Vertiefungen ausgebildet. Selbstver-In a preferred embodiment of the invention, the flow cross-section is formed from a hexagon with sinusoidal elevations and depressions.

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•>tändlich kann auch ein anderer Mehreckquerschnitt Ausgangspunkt für die Querschnittsform des einzelnen Strömungskaiiales sein. Außerdem können die Erhöhungen und Vertiefungen durch eine Mehrzahl ebener Flächen gebildet werden.•>Of course, another polygonal cross-section can also be the starting point for the cross-sectional shape of the individual flow channel. In addition, the elevations and depressions can be formed by a plurality of flat surfaces.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäQen Formkörpers dargestellt, und zwar zeigen:The drawing shows an embodiment of a molded body according to the invention, namely:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen quaderförmlgen Formstein mit einer Vielzahl von Strömungskanälen undFig. 1 a plan view of a cuboid-shaped block with a multitude of flow channels and

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Querschnitts eines Strömungskanals mit Teilen benachbarter Strömungskanäle.Fig. 2 is an enlarged view of the cross section of a flow channel with parts of adjacent flow channels.

Der in Fig.l in einer Draufsicht dargestellte Formkörper ist durch Extrudieren aus keramischem Material hergestellt und dient als Speichermasse in einem regenerativen Gas-Gas-Wärmetauscher. Zu diesem Zweck wird der Formkörper mit weiteren gleichartigen Formkörpern zur Gesamtspeichermasse des Wärmetauschers zusammengesetzt. Der Formkörper kann jedoch auch in Katalysatoren eingesetzt werden.The molded body shown in Fig. 1 in a top view is made from ceramic material by extrusion and serves as a storage mass in a regenerative gas-gas heat exchanger. For this purpose, the molded body is combined with other similar molded bodies to form the total storage mass of the heat exchanger. However, the molded body can also be used in catalysts.

Bei einer Verwendung des Formkörpers beispielsweise für die Wiederaufheizung von korrosiven Gasen im Rahmen einer Anlage zur Entschwefelung und Entstickung von Rauchgasen wird zur Herstellung des Formkörpers eine säurefeste Keramik verwendet. Eine solche keramische Heizfläche vermeldet Beschädigungen durch Angriff von Säure oder durch Temperaturwechsel und zeigt sich auch gegenüber Dampf beständig, mit dessen Hilfe die Wärmetauschfläche periodisch gereinigt wird.If the molded body is used, for example, for reheating corrosive gases in a system for desulfurization and denitrification of flue gases, an acid-resistant ceramic is used to manufacture the molded body. Such a ceramic heating surface reports damage caused by acid attack or temperature changes and is also resistant to steam, which is used to periodically clean the heat exchange surface.

As can be seen in particular in Fig.l, the form

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körpei eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Strömungskanälen 1 auf, die jeweils durch Zwischenwände 2 voneinander getrennt sind. Ein derartiger Strömungskanal 1 sowie Teile zweier benachbarter Strömungskanäle 1 und die hierzwischen liegenden Zwischenwände 2 sind in vergrößerter Darstellung in Fig.2 gezeichnet.The body has a plurality of flow channels 1 running parallel to one another, each of which is separated from one another by partition walls 2. Such a flow channel 1 as well as parts of two adjacent flow channels 1 and the partition walls 2 lying between them are shown in an enlarged view in Fig. 2.

Aus dieser vergrößerten Darstellung geht hervor, daß die Grundform des Querschnitts jedes Strömungskanals 1 ein Mehreck ist, das beim Ausführungsbeispiel durch ein Sechseck 3 gebildet wird, das mit gestrichelten Linien in Fig.2 eingezeichnet wurde. Diese Grundform des Mehrecks ist mit Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 überlagert, so daß sich ein wellenförmiger Verlauf des Querschnitts und damit auch der Zwischenwände 2 ergibt. Beim Ausführungsbeispiel sind die Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 sinusartig ausgebildet, so daß sich im Formkörper keine scharfkantigen Ecken ergeben.From this enlarged illustration it can be seen that the basic shape of the cross section of each flow channel 1 is a polygon, which in the exemplary embodiment is formed by a hexagon 3, which is drawn with dashed lines in Fig. 2. This basic shape of the polygon is superimposed with elevations 4 and depressions 5, so that a wave-shaped course of the cross section and thus also of the intermediate walls 2 is obtained. In the exemplary embodiment the elevations 4 and depressions 5 are formed sinusoidally, so that there are no sharp-edged corners in the molded body.

Trotz dieser Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 wird eine im wesentlichen gleichbleibende Wandstärke der Zwischenwände 2 erzielt, weil die Erhöhungen 4 und Vertiefungen 5 jeweils benachbarter Strömungskanäle 1 einander derart zugeordnet sind, daß die Erhöhungen 4 des einen Strömungskanals 1 in der Art einer Verzahnung in die Vertiefungen 5 des jeweils benachbarten Strömungskanals 1 eingreifen, wie dies im linken oberen Teil der Fig.2 zu erkennen ist. Neben einer im wesentlichen gleichbleibenden Wandstärke der Zwischenwände 2 zwischen den Strömungskanälen 1 ergibt sich hierdurch der Vorteil, daß im Bereich der zusammenstoßenden Zwischenwände 2 scharfkantige Übergänge und Materialanhäufungen der keramischen Masse vermieden werden.Despite these elevations 4 and depressions 5, a substantially constant wall thickness of the partition walls 2 is achieved because the elevations 4 and depressions 5 of adjacent flow channels 1 are assigned to one another in such a way that the elevations 4 of one flow channel 1 engage in the depressions 5 of the adjacent flow channel 1 in the manner of a toothing, as can be seen in the upper left part of Fig. 2. In addition to a substantially constant wall thickness of the partition walls 2 between the flow channels 1, this results in the advantage that sharp-edged transitions and accumulations of material in the ceramic mass are avoided in the area of the abutting partition walls 2.

Claims

* i Claims:

1. Shaped body made of ceramic material with a plurality of channels for the flow medium running parallel to one another and separated by partition walls, preferably for use in regenerative gas-gas heat exchangers, characterized in that

that the cross-section of the flow channels (1) has alternating elevations (4) and depressions (5) starting from a polygon and that these elevations (4) and depressions (5) of adjacent flow channels (1) are assigned to one another in such a way that the elevations (4) of one flow channel (1) engage in the depressions (5) of the adjacent flow channel (1) in the manner of a toothing, forming an essentially constant thickness of the intermediate wall (2).

2. Shaped body according to claim 1, characterized in that the flow channel cross-section is formed starting from a hexagon (3) with sinusoidal elevations (4) and depressions (5).

W/ph