CH705622A2 - Means for recovering heat from hot exhaust gases and heat transfer module for use in such a device. - Google Patents
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Abstract
Bei einer Einrichtung zur Wärmerückgewinnung werden heisse Abgase von einer Wärmequelle emittiert und einem Wärmeübertrager (2) zugeführt. Die in den Abgasen enthaltene Wärme wird teilweise an ein Wärmeträgerfluid übertragen. Der Wärmeübertrager (2) umfasst eine erste Kammer (3), in welche die heissen Abgase eingeleitet werden, sowie wenigstens ein Wärmeübertragungsmodul (4) mit einer zweiten Kammer und einer Anordnung von Wärmerohren (5). Um die Wärme der in die erste Kammer (3) eingeleiteten Abgase an das sich in der zweiten Kammer befindliche Wärmeträgerfluid zu übertragen, ist eine mit der ersten Kammer (3) in Verbindung stehende Absetzkammer (6) vorgesehen, in der sich Schmutzpartikel sammeln. Damit wird eine möglichst effiziente Wärmerückgewinnung und eine Abführung der Schmutzpartikel aus dem heissen Abgasstrom ermöglicht.In a device for heat recovery, hot exhaust gases are emitted by a heat source and fed to a heat exchanger (2). The heat contained in the exhaust gases is partially transferred to a heat transfer fluid. The heat exchanger (2) comprises a first chamber (3), into which the hot exhaust gases are introduced, and at least one heat transfer module (4) with a second chamber and an arrangement of heat pipes (5). In order to transfer the heat of the exhaust gases introduced into the first chamber (3) to the heat transfer fluid located in the second chamber, a settling chamber (6) communicating with the first chamber (3) is provided in which dirt particles collect. This enables the most efficient possible heat recovery and removal of dirt particles from the hot exhaust gas flow.
Description
[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wärmerückgewinnung aus heissen Abgasen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Wärmeübertragungsmodul zur Verwendung in einer solchen Einrichtung nach dem Obergriff des Anspruchs 13. Die Erfindung betrifft ferner eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Wärmeübertragungsmoduls nach dem Oberbegriff des Anspruchs 27. The invention relates to a device for heat recovery from hot exhaust gases according to the preamble of claim 1 and a heat transfer module for use in such a device according to the preamble of claim 13. The invention further relates to a cleaning device for cleaning a heat transfer module according to the preamble of the claim 27th
[0002] In vielen energieintensiven industriellen Prozessen, beispielsweise in einem Elektrostahlwerk mit einem Lichtbogenofen oder in Müllverbrennungsanlagen, entstehen heisse Abgase, die erhebliche Wärmemengen enthalten. In many energy-intensive industrial processes, for example in an electric steelworks with an electric arc furnace or in waste incineration plants, hot exhaust gases that contain significant amounts of heat.
[0003] Aus dem Stand der Technik sind bereits Wärmerückgewinnungseinrichtungen und -verfahren bekannt, mit denen die in den heissen Abgasen enthaltenen Energiemengen zumindest zum Teil zurückgewonnen und einem Energieumwandlungsprozess oder einem thermodynamischen Kreisprozess zugeführt werden können. Heat recovery devices and methods are already known from the prior art, with which the amount of energy contained in the hot exhaust gases recovered at least in part and an energy conversion process or a thermodynamic cycle can be supplied.
[0004] So ist beispielsweise aus der britischen Patentanmeldung GB 2 471 771-A eine Wärmerückgewinnungsanlage mit einem Wärmeübertrager bekannt, mit dem Wärmeenergie aus einem heissen Gasstrom zurückgewonnen werden kann, um damit Wasserdampf zu erzeugen, mit dem eine Dampfturbine betrieben wird. Der Wärmeübertrager umfasst dabei eine erste Kammer und eine zweite Kammer sowie eine Anordnung von Wärmerohren, die sich von der ersten Kammer in die zweite Kammer erstrecken, wobei die erste Kammer einen Wassereinlass sowie einen Dampfauslass enthält und die zweite Kammer einen Einlass für das heisse Gas und einen Gasauslass umfasst, wobei das heisse Gas die Anordnung der Wärmerohre in der zweiten Kammer umströmt und dadurch Wärme an diese Wärmerohre abgibt, welche an den sich in der ersten Kammer erstreckenden Abschnitt der Wärmerohre übertragen wird, um das sich in der ersten Kammer befindliche Wasser zu erhitzen und zu verdampfen. For example, from the British patent application GB 2 471 771-A, a heat recovery system with a heat exchanger is known, can be recovered with the heat energy from a hot gas stream to produce water vapor, with which a steam turbine is operated. The heat exchanger comprises a first chamber and a second chamber and an array of heat pipes extending from the first chamber into the second chamber, the first chamber containing a water inlet and a steam outlet and the second chamber having an inlet for the hot gas and a gas outlet, wherein the hot gas flows around the arrangement of the heat pipes in the second chamber and thereby gives heat to these heat pipes, which is transmitted to the extending in the first chamber portion of the heat pipes to the located in the first chamber water to heat and evaporate.
[0005] Da die heissen Abgase, welche dem Wärmeübertrager zugeführt werden, häufig Schmutzpartikel und/oder kondensierende Schmutzstoffe enthalten, die sich als Schmutzschicht («fouling») auf der Wärmeüberträgerfläche (Aussenfläche) der Wärmerohre ablagern können, vermindert sich die Wärmerückgewinnungseffizienz im laufenden Betrieb solcher Wärmerückgewinnungsanlagen. Insbesondere wenn die heissen Abgase feuchte Bestandteile enthalten und beim Abkühlen der Abgase Wasser oder andere Flüssigkeiten an der Aussenfläche der Wärmerohre kondensieren, können sich feste Schmutzpartikel aus dem Abgasstrom mit den kondensierten Flüssigkeiten vermischen und an der Aussenfläche der Wärmerohre festbacken. Die dadurch entstehende Schmutzschicht auf der Wärmeüberträgerfläche der Wärmerohre reduziert den Wärmeübergang beträchtlich und kann unter Umständen sogar zur Funktionsunfähigkeit des Wärmeübertragers führen. Since the hot exhaust gases which are supplied to the heat exchanger, often contain dirt particles and / or condensing contaminants that can be deposited as a fouling on the heat transfer surface (outer surface) of the heat pipes, the heat recovery efficiency decreases during operation such heat recovery systems. In particular, when the hot exhaust gases contain moist constituents and condense water or other liquids on the outer surface of the heat pipes during cooling of the exhaust gases, solid dirt particles from the exhaust stream can mix with the condensed liquids and cake on the outer surface of the heat pipes. The resulting dirt layer on the heat transfer surface of the heat pipes reduces the heat transfer considerably and may even lead to the inoperability of the heat exchanger.
[0006] Zur Erhöhung der Wärmerückgewinnungseffizienz sind daher aus dem Stand der Technik Reinigungsvorrichtungen zum Reinigen der Aussenfläche von Wärmerohren solcher Wärmerückgewinnungsanlagen bekannt. Die europäische Patentanmeldung EP 0 774 640 A1 beschreibt beispielsweise eine Vorrichtung zum Reinigen einer einem Rauchgasstrom aus einer Müllverbrennungsanlage ausgesetzten Aussenfläche einer Rohranordnung mit einem anderen Aussenfläche anliegenden und bezüglich der Rohranordnung bewegbaren Reinigungswerkzeug. Die Reinigungsvorrichtung umfasst einen längs der Aussenfläche der Rohranordnung bewegbaren Träger, an dem Reinigungswerkzeuge, welche beispielsweise als Reinigungsbürsten ausgebildet sein können, bewegbar sind. To increase the heat recovery efficiency cleaning devices for cleaning the outer surface of heat pipes of such heat recovery systems are therefore known from the prior art. European patent application EP 0 774 640 A1 describes, for example, a device for cleaning an outer surface of a pipe arrangement exposed to a flue gas stream from a waste incineration plant with a cleaning tool which bears against another outer surface and can be moved relative to the pipe arrangement. The cleaning device comprises a support which can be moved along the outer surface of the pipe arrangement and on which cleaning tools, which may be designed, for example, as cleaning brushes, are movable.
[0007] Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemässe Einrichtung zur Wärmerückgewinnung aus heissen und stark verschmutzten Abgasen so weiter zu bilden, dass eine möglichst effiziente Wärmerückgewinnung erfolgt und eine Abführung der Schmutzpartikel aus dem heissen Abgasstrom ermöglicht wird. Ferner soll ein energieeffizientes Wärmeübertragungsmodul zur Verwendung in einer solchen Wärmerückgewinnungseinrichtung aufgezeigt werden. Schliesslich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen eines Wärmeüberträgermoduls mit einer Anordnung von parallel zueinander angeordneten Wärmerohren aufzuzeigen, mit der eine möglichst einfache und wirksame Reinigung der Aussenfläche der Wärmerohre von Schmutzablagerungen ermöglicht wird. Proceeding from this, the present invention seeks to further develop a generic device for heat recovery from hot and heavily polluted exhaust gases, that the most efficient heat recovery takes place and a discharge of dirt particles from the hot exhaust gas flow is made possible. Furthermore, an energy-efficient heat transfer module for use in such a heat recovery device is to be shown. Finally, the invention has the object to show a cleaning device for cleaning a heat transfer module with an array of mutually parallel heat pipes, with the simplest possible and effective cleaning of the outer surface of the heat pipes of dirt deposits is made possible.
[0008] Diese Aufgaben werden mit einer Einrichtung zur Wärmerückgewinnung aus Abgasen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einem Wärmeüberträgermodul zur Verwendung in einer solchen Wärmerückgewinnungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Eine Reinigungsvorrichtung zur wirksamen und dauerhaften Reinigung eines Wärmeübertragungsmoduls für eine solche Wärmerückgewinnungseinrichtung ist dem Anspruch 27 zu entnehmen. Bevorzugte Ausführungsformen der Wärmerückgewinnungseinrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 aufgezeigt und die Ansprüche 14 bis 26 zeigen bevorzugte Ausführungsformen des Wärmeübertragungsmoduls auf. These objects are achieved with a device for heat recovery from exhaust gases with the features of claim 1 and with a heat transfer module for use in such a heat recovery device with the features of claim 13. A cleaning device for effective and permanent cleaning of a heat transfer module for such a heat recovery device can be found in claim 27. Preferred embodiments of the heat recovery device are set out in claims 2 to 12 and claims 14 to 26 show preferred embodiments of the heat transfer module.
[0009] Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>Schematische Darstellung einer Anlage zur Wärmerückgewinnung aus heissen Abgasen eines Lichtbogenofens und zur Weiterleitung der aus den heissen Abgasen entzogenen Wärme an einen thermodynamischen Kreisprozess; <tb>Fig. 2<sep>Detaildarstellung der Einrichtung zur Wärmerückgewinnung aus der Anlage von Fig. 1; <tb>Fig. 3<sep>Perspektivische Querschnitts-Darstellung der Einrichtung zur Wärmerückgewinnung von Fig. 2mit geöffneten Gehäusewänden; <tb>Fig. 4<sep>Perspektivische Darstellung eines Wärmeübertragungsmoduls der Wärmerückgewinnungseinrichtung von Fig. 3; <tb>Fig. 5<sep>Perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemässen Wärmerückgewinnungseinrichtung; <tb>Fig. 6<sep>Perspektivische Darstellung der Wärmerückgewinnungseinrichtung von Fig. 5 mit im Teilaufriss dargestelltem Gehäuse; <tb>Fig. 7<sep>Perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungsmoduls aus der Wärmerückgewinnungseinrichtung von Fig. 5; <tb>Fig. 8<sep>Perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Wärmeübertragungsmoduls zur Verwendung in der Wärmerückgewinnungseinrichtung von Fig. 5; <tb>Fig. 9<sep>Detaildarstellung der Reinigungsvorrichtung des Wärmeübertragungsmoduls von Fig. 7in einer ersten Ausführungsform; <tb>Fig. 10<sep>Detaildarstellung der Reinigungsvorrichtung des Wärmeübertragungsmoduls von Fig. 7in einer zweiten Ausführungsform; <tb>Fig. 11<sep>Detaildarstellung der Reinigungsvorrichtung des Wärmeübertragungsmoduls von Fig. 7in einer dritten Ausführungsform; <tb>Fig. 12<sep>Detaildarstellung der Reinigungsvorrichtung des Wärmeübertragungsmoduls von Fig. 7in einer vierten Ausführungsform; <tb>Fig. 13a bis Fig. 13c<sep>Weitere Ausführungsvarianten der Reinigungsvorrichtung zur Reinigung des Wärmeübertragungsmoduls; und <tb>Fig. 14a und Fig. 14b<sep>Verschiedene perspektivische Darstellungen einer weiteren Ausführungsvariante einer Reinigungsvorrichtung zur Verwendung in dem Wärmeübertragungsmodul.The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings. Show it: <Tb> FIG. 1 <sep> Schematic representation of a plant for heat recovery from hot exhaust gases of an electric arc furnace and for forwarding the extracted from the hot exhaust gases heat to a thermodynamic cycle; <Tb> FIG. 2 <sep> detailed representation of the device for heat recovery from the plant of Fig. 1; <Tb> FIG. FIG. 3 is a perspective cross-sectional view of the heat recovery device of FIG. 2 with the housing walls opened; FIG. <Tb> FIG. 4 <sep> Perspective view of a heat transfer module of the heat recovery device of Fig. 3; <Tb> FIG. 5 <sep> Perspective view of a further embodiment of a heat recovery device according to the invention; <Tb> FIG. 6 <sep> Perspective representation of the heat recovery device of Figure 5 with the housing shown in partial elevation. <Tb> FIG. 7 is a perspective view of a first embodiment of a heat transfer module from the heat recovery device of FIG. 5; <Tb> FIG. Fig. 8 is a perspective view of a second embodiment of a heat transfer module for use in the heat recovery device of Fig. 5; <Tb> FIG. 9 <sep> Detailed view of the cleaning device of the heat transfer module of Fig. 7 in a first embodiment; <Tb> FIG. 10 <sep> Detail view of the cleaning device of the heat transfer module of Fig. 7 in a second embodiment; <Tb> FIG. 11 <sep> Detailed view of the cleaning device of the heat transfer module of Fig. 7 in a third embodiment; <Tb> FIG. 12 <sep> Detail view of the cleaning device of the heat transfer module of Fig. 7 in a fourth embodiment; <Tb> FIG. 13a to 13c <sep> Further variants of the cleaning device for cleaning the heat transfer module; and <Tb> FIG. Figures 14a and 14b <sep> Various perspective views of a further embodiment of a cleaning device for use in the heat transfer module.
[0010] In Fig. 1 ist schematisch ein Prozess zur Wärmerückgewinnung aus den Abgasen eines Lichtbogenofens 40 gezeigt. Die heissen Abgase, die von dem Lichtbogenofen emittiert werden, werden über eine Abgasleitung 10 einem Wärmeübertrager 2 zugeführt. In dem Wärmeübertrager 2 wird ein Teil der in dem heissen Abgasstrom enthaltenen Wärme an ein Wärmeträgerfluid übertragen und das so erhitzte Wärmeträgerfluid wird mittels einer Pumpe 50 in einer Rohrleitung 51 einem thermodynamischen Kreisprozess 52 mit einem Wärmespeicher 53 zugeführt. Bei dem thermodynamischen Kreisprozess 52 kann es sich beispielsweise um einen «Organic Rankine Cycle» (ORC) handeln. Damit kann elektrische Energie erzeugt werden bzw. die aus dem heissen Abgasstrom gewonnene Wärme kann so über den thermodynamischen Kreisprozess 52 einer energieeffizienten Nutzung zugeführt werden, beispielsweise in einer Fernheizung, für eine Biomassetrocknung (beispielweise für eine Vortrocknung von Hackschnitzel etc.) oder für einen Kühlprozess. In Fig. 1, a process for heat recovery from the exhaust gases of an arc furnace 40 is shown schematically. The hot exhaust gases emitted by the electric arc furnace are supplied to a heat exchanger 2 via an exhaust pipe 10. In the heat exchanger 2, a portion of the heat contained in the hot exhaust gas stream is transferred to a heat transfer fluid and the thus heated heat transfer fluid is supplied by means of a pump 50 in a pipeline 51 to a thermodynamic cycle 52 with a heat storage 53. The thermodynamic cycle 52 may be, for example, an Organic Rankine Cycle (ORC). Thus, electrical energy can be generated or the heat recovered from the hot exhaust gas flow can be supplied via the thermodynamic cycle 52 energy-efficient use, for example in a district heating, for a biomass drying (for example, for a predrying of wood chips, etc.) or for a cooling process ,
[0011] Der in dem Wärmeübertrager 2 gekühlte Abgasstrom wird über eine weitere Abgasleitung 60 einem Quencher 70, einem Zyklon 80, einem Filter 90 und schliesslich einem Abgaskamin 100 zugeführt. The cooled in the heat exchanger 2 exhaust stream is fed via a further exhaust pipe 60 a quencher 70, a cyclone 80, a filter 90 and finally an exhaust stack 100.
[0012] Die Anlagenteile des Lichtbogenofens 40 werden mit herkömmlichen Wasserkühlsystemen lediglich zum Schutz der Bauteile gekühlt. Die Rücklauftemperatur kann dadurch maximiert werden und führt dadurch zu kleineren Volumenströmen und geringerem Pumpenergieverlust. Der Abgasstrom aus dem Lichtbogenofen 40 kann auf diese Weise so heiss als möglich belassen werden. Insbesondere ist keine zusätzliche Kühlung beim Abgaskrümmer und an den Abgasleitungen 10 vorgesehen. Die Abgasleitung 10 ist zweckmässig feuerfest ausgekleidet. Der von dem Lichtbogenofen 40 emittierte Abgasstrom weist typischerweise Temperaturen von ca. 1600 °C auf. In dem Wärmeübertrager 2 wird der Abgasstrom auf mindestens ca. 500° C abgekühlt. Damit wird sichergestellt, dass der Abgasstrom im nachgeschalteten Quencher 70 möglichst schnell durch den kritischen Temperaturbereich durchfahren kann und so die Bildung von Dioxin verhindert wird. Erforderlichenfalls kann nach dem Quencher 70 eine weitere Wärmeauskopplung aus dem Abgasstrom mittels eines weiteren Wärmeübertragers (welcher zeichnerisch in Fig. 1 nicht dargestellt ist) erfolgen. The equipment parts of the arc furnace 40 are cooled with conventional water cooling systems only to protect the components. The return temperature can be maximized thereby leading to smaller volume flows and less pump energy loss. The exhaust stream from the arc furnace 40 can be left as hot as possible in this way. In particular, no additional cooling is provided at the exhaust manifold and at the exhaust pipes 10. The exhaust pipe 10 is suitably lined fireproof. The exhaust stream emitted by the arc furnace 40 typically has temperatures of about 1600 ° C. In the heat exchanger 2, the exhaust gas stream is cooled to at least about 500 ° C. This ensures that the exhaust gas flow in the downstream quencher 70 can pass through the critical temperature range as quickly as possible and thus prevents the formation of dioxin. If necessary, after the quencher 70, a further heat extraction from the exhaust gas flow by means of a further heat exchanger (which is not shown in the drawing in Fig. 1) take place.
[0013] In Fig. 2 ist der Wärmeübertrager 2 und der nachgeschaltete Quencher 70 im Detail dargestellt. Der Wärmeübertrager 2 ist an die Abgasleitung 10 gekoppelt, über welche das von dem Lichtbogenofen 40 emittierte heisse Abgas in den Wärmeübertrager 2 geleitet wird. Im Inneren des Wärmeübertragers 2 wird ein Teil der in dem heissen Abgasstrom enthaltenen Wärme an ein Wärmeträgerfluid übertragen und das heisse Abgas wird dadurch gekühlt. Der abgekühlte Abgasstrom wird über die Abgasleitung 60 in den Quencher 70 geleitet. Wie aus Fig. 2ersichtlich umfasst der Wärmeübertrager 2 ein kastenförmiges Gehäuse 30 mit einem oberen Gehäusebereich 30a und einem unteren Gehäusebereich 30b sowie einem Gehäusedeckel 31. Im oberen Gehäusebereich 30a sind mehrere Wärmeübertragungsmodule 4 angeordnet. Die Wärmeübertragungsmodule 4 sind austauschbar in dem Wärmeübertrager 2 angeordnet und können von oben aus dem Wärmeübertrager 2 entnommen bzw. darin eingesetzt werden. Zum Einsetzen der Wärmeübertragungsmodule 4 sind in dem Gehäusedeckel 31 Öffnungen zum Einfügen der Wärmeübertragungsmodule 4 vorgesehen, durch welche die Wärmeübertragungsmodule 4 in den oberen Gehäusebereich 30a des Wärmeübertragers 2 eingehängt werden können. Jedes der Wärmeübertragungsmodule 4 verfügt an seiner Oberseite über einen Zulauf 23 und einen Ablauf 24 zur Zu- bzw. Abführung des Wärmeträgerfluids. Bei dem Wärmeträgerfluid kann es sich beispielsweise um Wasser oder ein Wärmeüberträgeröl, wie z.B. ein Silikonöl handeln. Zweckmässig kommen als Wärmeüberträgermedien synthetische, organische bzw. anorganische Flüssigkeiten mit einer hohen Verdampfungstemperatur in Betracht. In Fig. 2, the heat exchanger 2 and the downstream quencher 70 is shown in detail. The heat exchanger 2 is coupled to the exhaust pipe 10, via which the hot exhaust gas emitted by the arc furnace 40 is conducted into the heat exchanger 2. In the interior of the heat exchanger 2, part of the heat contained in the hot exhaust gas stream is transferred to a heat transfer fluid and the hot exhaust gas is thereby cooled. The cooled exhaust gas flow is conducted via the exhaust line 60 into the quencher 70. 2, the heat exchanger 2 comprises a box-shaped housing 30 with an upper housing area 30a and a lower housing area 30b and a housing cover 31. In the upper housing area 30a, a plurality of heat transfer modules 4 are arranged. The heat transfer modules 4 are arranged interchangeably in the heat exchanger 2 and can be taken from above from the heat exchanger 2 or inserted therein. For inserting the heat transfer modules 4, openings for inserting the heat transfer modules 4 are provided in the housing cover 31, through which the heat transfer modules 4 can be suspended in the upper housing portion 30 a of the heat exchanger 2. Each of the heat transfer modules 4 has on its upper side via an inlet 23 and a drain 24 for supply and discharge of the heat transfer fluid. The heat transfer fluid may be, for example, water or a heat transfer oil, such as e.g. a silicone oil act. Appropriately come as heat transfer media synthetic, organic or inorganic liquids with a high evaporation temperature into consideration.
[0014] Der Aufbau des Wärmeübertragers 2 geht aus der Darstellung der Fig. 3 im Detail hervor, welche den Wärmeübertrager von Fig. 2 im Querschnitt zeigt. Innerhalb des Gehäuses 30 ist der Wärmeübertrager 2 in mehrere Bereiche unterteilt, welche durch vertikale Trennwände 32, 33, 34, 35 voneinander abgegrenzt sind. Eine erste vertikale Wand 32 ist im Bereich der Eintrittsöffnung 11 vorgesehen, an der die Abgasleitung 10 angekoppelt ist. Die erste vertikale Wand 32 erstreckt sich vom Boden des unteren Gehäuseabschnitts 30b bis etwa zur oberen Hälfte des oberen Gehäuseabschnitts 30a. Parallel und im Abstand zur ersten Wand 32 ist eine zweite Wand 33 angeordnet, welche sich vom Gehäusedeckel 31 nach unten bis etwa zur halben Höhe des oberen Gehäuseabschnitts 30a erstreckt. Eine dritte vertikale Wand 34 ist im Abstand und parallel zur zweiten Wand 33 angeordnet und erstreckt sich - wie die erste Wand 32 - vom Boden des unteren Gehäuseabschnitts 30b bis etwa zur halben Höhe des oberen Gehäuseabschnitts 30a. Schliesslich ist eine vierte vertikale Wand 35 im Abstand zur dritten vertikalen Wand 34 und parallel zu dieser angeordnet. Diese vierte Wand 35 erstreckt sich wiederum, wie die zweite Wand 33, vom Gehäusedeckel 31 bis etwa zur halben Höhe des oberen Gehäuseabschnitts 30a. Durch die Anordnung der vertikalen Wände 32, 33, 34 und 35 wird in Strömungsrichtung des Abgasstroms ein zickzackförmiger Verlauf vorgegeben. Der Abgasstrom strömt dadurch von der Abgasleitung 10 in den oberen Gehäusebereich 30a des Wärmeübertragers 2 ein und von dort kaskadenartig an den vertikalen Wänden 32, 33, 34 und 35 vorbei in die Abgasleitung 60, welche an einer Auslassöffnung 13 im Gehäusedeckel 31 angeordnet ist und den Wärmeübertrager 2 mit dem Quencher 70 verbindet. The structure of the heat exchanger 2 is apparent from the illustration of FIG. 3 in detail, which shows the heat exchanger of Fig. 2 in cross section. Within the housing 30 of the heat exchanger 2 is divided into several areas, which are delimited from each other by vertical partitions 32, 33, 34, 35. A first vertical wall 32 is provided in the region of the inlet opening 11, to which the exhaust pipe 10 is coupled. The first vertical wall 32 extends from the bottom of the lower housing portion 30b to about the upper half of the upper housing portion 30a. Parallel and at a distance from the first wall 32, a second wall 33 is arranged, which extends from the housing cover 31 down to about half the height of the upper housing portion 30 a. A third vertical wall 34 is spaced apart and parallel to the second wall 33 and extends, like the first wall 32, from the bottom of the lower housing portion 30b to about half the height of the upper housing portion 30a. Finally, a fourth vertical wall 35 is spaced from and parallel to the third vertical wall 34. This fourth wall 35 in turn, like the second wall 33, extends from the housing cover 31 to approximately half the height of the upper housing section 30a. The arrangement of the vertical walls 32, 33, 34 and 35, a zigzag course is specified in the flow direction of the exhaust gas flow. The exhaust gas flow thereby flows from the exhaust pipe 10 in the upper housing portion 30a of the heat exchanger 2 and from there cascade on the vertical walls 32, 33, 34 and 35 over into the exhaust pipe 60, which is arranged at an outlet opening 13 in the housing cover 31 and the Heat exchanger 2 connects to the quencher 70.
[0015] Im Bereich zwischen den vertikalen Wänden 32 bis 35 sind, wie in Fig. 3 gezeigt, mehrere Wärmeübertragungsmodule 4 eingehängt. Die Wärmeübertragungsmodule 4 stehen dabei über dem Gehäusedeckel 31 ausserhalb des Gehäuses 30 geringfügig über und erstrecken sich im Inneren des Gehäuses 30 fast über die gesamte Höhe des oberen Gehäuseabschnitts 30a. Durch die Anordnung der vertikalen Wände 32, 33, 34 und 35 wird der durch die Abgasleitung 10 in den Wärmeübertrager 2 eingeleitete Abgasstrom kaskadenförmig so an den Wärmeübertragungsmodulen 4 vorbei geführt, dass eine möglichst grosse Oberfläche der Wärmeübertragungsmodule 4 von dem Abgasstrom umströmt wird. Auf diese Weise kann eine effiziente Wärmeübertragung von dem heissen Abgasstrom an die Wärmeübertragungsmodule 4 erfolgen. In the area between the vertical walls 32 to 35, as shown in Fig. 3, a plurality of heat transfer modules 4 are mounted. The heat transfer modules 4 are slightly above the housing cover 31 outside the housing 30 and extend in the interior of the housing 30 almost over the entire height of the upper housing portion 30a. Due to the arrangement of the vertical walls 32, 33, 34 and 35, the introduced through the exhaust pipe 10 into the heat exchanger 2 exhaust gas stream is cascaded over the heat transfer modules 4 over that the largest possible surface of the heat transfer modules 4 is flowed around by the exhaust gas stream. In this way, an efficient heat transfer from the hot exhaust gas flow to the heat transfer modules 4 can take place.
[0016] Die Wärmeübertragungsmodule 4 enthalten zur Aufnahme der Wärme aus dem heissen Abgasstrom jeweils eine Anordnung von mehreren parallel zueinander und gitterförmig angeordneter Wärmerohre 5, welche von dem heissen Abgasstrom umströmt werden. Die Anordnung der Wärmerohre 5 und die Ausgestaltung der Wärmeübertragungsmodule 4 ist im Einzelnen in Fig. 4 dargestellt. Im oberen Bereich umfasst jedes Wärmeübertragungsmodul 4 eine Kammer 8 mit Seitenwänden 14, 14 ́ einem in Fig. 4aus Gründen der Übersichtlichkeit im Aufriss dargestellten Kammerdeckel 12 und einem Kammerboden 20, der mit Öffnungen 21 versehen ist (Fig. 6). Durch jede Öffnung 21 des Kammerbodens 20 ist ein Wärmerohr 5 geführt. Der obere Teilabschnitt 5a jedes Wärmerohrs 5 erstreckt sich in das Innere der Kammer 8 und der verbleibende untere Teilabschnitt 5b ragt durch die Öffnungen 21 aus der Kammer 8 heraus. Am oberen und am unteren Ende ist jedes Wärmerohr 5 stirnseitig fluiddicht verschlossen. Alle Wärmerohre 5 sind gerade ausgebildet, weisen also keine Krümmungen oder Abzweige auf. Zweckmässig ist jedes Wärmerohr 5 als schwerkraftgetriebenes Thermosiphon-Rohr mit einem darin befindlichen Arbeitsmedium ausgebildet. Die Wärmerohre 5 können hierfür beispielsweise als Kupferrohr ausgebildet sein, in dem sich Wasser als Arbeitsmedium befindet. Solche Thermosiphon-Rohre, welche auch als Zwei-Phasen-Thermosiphons bekannt sind, die in sich geschlossen sind, eignen sich bestens zum Transport grosser Wärmemengen auf kleiner Querschnittsfläche. The heat transfer modules 4 contain for receiving the heat from the hot exhaust stream each having an arrangement of a plurality of mutually parallel and grid-shaped arranged heat pipes 5, which are flowed around by the hot exhaust gas stream. The arrangement of the heat pipes 5 and the configuration of the heat transfer modules 4 is shown in detail in FIG. 4. In the upper region, each heat transfer module 4 comprises a chamber 8 with side walls 14, 14, a chamber lid 12 shown in elevation in FIG. 4 for clarity, and a chamber bottom 20 provided with openings 21 (FIG. 6). Through each opening 21 of the chamber bottom 20, a heat pipe 5 is guided. The upper portion 5a of each heat pipe 5 extends into the interior of the chamber 8 and the remaining lower portion 5b protrudes through the openings 21 out of the chamber 8. At the top and at the bottom of each heat pipe 5 is sealed fluid-tight frontally. All heat pipes 5 are straight, so they have no bends or branches. Expediently, each heat pipe 5 is designed as a gravity-driven thermosyphon tube with a working medium located therein. The heat pipes 5 can be designed for this purpose, for example, as a copper tube, in which water is as a working medium. Such thermosyphon pipes, which are also known as two-phase thermosyphon, which are self-contained, are ideally suited for the transport of large amounts of heat on a small cross-sectional area.
[0017] Jedes der in das Gehäuse 30 eingehängten Wärmeübertragungsmodule 4 bildet eine Zwei-Kammer-Anordnung aus, wobei eine erste Kammer 3 durch das Innere des Gehäuses 30 gebildet ist, in welche der Abgasstrom durch die Abgasleitung 10 geleitet wird. Die zweite Kammer wird jeweils durch die Kammer 8 des jeweiligen Wärmeübertragungsmoduls 4 gebildet, in der sich das Wärmeträgerfluid befindet. Die erste Kammer 3 ist dabei von der zweiten Kammer 8 jeweils durch den Kammerboden 20 jedes Wärmeübertragungsmoduls 4 getrennt. In die erste Kammer 3 wird der heisse Abgasstrom eingeleitet und die Wärme des heissen Abgasstroms wird teilweise an den sich in der ersten Kammer 3 befindlichen Abschnitt 5b der Wärmerohre 5 übertragen. Die Wärmerohre 5 leiten die Wärme an ihren oberen Teilabschnitt 5a weiter, der sich in der zweiten Kammer 8 befindet, wo sich auch das Wärmeträgerfluid befindet. Das Wärmeträgerfluid umströmt in der zweiten Kammer 8 den oberen Teilabschnitt 5a der Wärmerohre 5, wodurch die Wärme von der ersten Kammer 3 über die Wärmerohre 5 auf das Wärmeträgerfluid in der zweiten Kammer 8 übertragen wird. Each of the suspended in the housing 30 heat transfer modules 4 forms a two-chamber arrangement, wherein a first chamber 3 is formed by the interior of the housing 30, in which the exhaust gas stream is passed through the exhaust pipe 10. The second chamber is formed in each case by the chamber 8 of the respective heat transfer module 4, in which the heat transfer fluid is located. The first chamber 3 is separated from the second chamber 8 in each case by the chamber bottom 20 of each heat transfer module 4. Into the first chamber 3, the hot exhaust gas flow is introduced and the heat of the hot exhaust gas flow is partially transmitted to the located in the first chamber 3 section 5 b of the heat pipes 5. The heat pipes 5 pass on the heat to their upper portion 5a further, which is located in the second chamber 8, where the heat transfer fluid is located. The heat transfer fluid flows around in the second chamber 8, the upper portion 5a of the heat pipes 5, whereby the heat is transferred from the first chamber 3 via the heat pipes 5 to the heat transfer fluid in the second chamber 8.
[0018] Der untere Gehäuseabschnitt 30b des Wärmeübertragers 2 als Absetzkammer 6 ausgebildet. Die Absetzkammer 6 ist unterhalb der Wärmeübertragungsmodule 4 angeordnet und dafür vorgesehen, Schmutzpartikel zu sammeln, die aus dem in das Gehäuse 30 eingeleiteten Abgasstrom herabfallen oder sich an der Aussenfläche der Wärmerohre 5 angelagert haben und von dort zum Boden abfallen. Die Schmutzpartikel, die sich in der Absetzkammer 6 gesammelt haben, können auf diese Weise abgeführt werden. Je nach Feuchtigkeit des Abgasstroms kann es zu starker Kondensation an den Wärmeüberträgerflächen der Wärmerohre 5 kommen. Das sich bildende Kondensat trägt dazu bei, Ablagerungen an Wärmeüberträgerfläche der Wärmerohre 5 abzuwaschen. Das Gemisch aus Kondensat und Ablagerungen wird ebenfalls in der Absetzkammer 6 gesammelt. In einem der Absetzkammer 6 nachgeschalteten Absetzbecken (welches hier zeichnerisch nicht dargestellt ist) können grössere Schmutzpartikel und grobe Verunreinigungen vom Kondensat abgetrennt werden. In dem Kondensat gelöste Schmutzstoffe werden zweckmässig einer Kondensataufbereitungsanlage zugeführt, um die gelösten Stoffe aus dem Kondensat zu entfernen. Falls der Abgasstrom nur trockene Abgase enthält, können Waschdüsen eingesetzt werden, um Schmutzablagerungen an den Wärmeüberträgerflächen der Wärmerohre 5 abzuwaschen. Auch bei dieser Ausführungsvariante fliesst das Gemisch aus Waschflüssigkeit und abgelösten Schmutzpartikeln in die Absetzkammer 6 unterhalb der Wärmeübertragungsmodule 4. The lower housing portion 30b of the heat exchanger 2 is formed as a settling chamber 6. The settling chamber 6 is arranged below the heat transfer modules 4 and provided for collecting dirt particles, which fall from the introduced into the housing 30 exhaust stream or have attached to the outer surface of the heat pipes 5 and fall from there to the ground. The dirt particles that have accumulated in the settling chamber 6 can be removed in this way. Depending on the moisture of the exhaust gas stream, strong condensation may occur on the heat transfer surfaces of the heat pipes 5. The forming condensate helps to wash away deposits on the heat transfer surface of the heat pipes 5. The mixture of condensate and deposits is also collected in the settling chamber 6. In one of the settling chamber 6 downstream settling tank (which is not shown here in the drawing) larger dirt particles and coarse impurities can be separated from the condensate. In the condensate dissolved contaminants are suitably fed to a condensate treatment plant to remove the dissolved substances from the condensate. If the exhaust stream contains only dry exhaust gases, washing nozzles can be used to wash off dirt deposits on the heat transfer surfaces of the heat pipes 5. Also in this embodiment variant, the mixture of washing liquid and detached dirt particles flows into the settling chamber 6 below the heat transfer modules 4.
[0019] Zur Entfernung von Schmutzablagerungen an den Wärmeüberträgerflächen der Wärmerohre 5 umfasst jedes Wärmeübertragungsmodul 4 eine Reinigungsvorrichtung 7 zum Entfernen von Schmutzpartikel. In den Fig. 7bis 14 sind verschiedene Ausführungsbeispiele und Detaildarstellungen der Reinigungsvorrichtung 7 gezeigt. To remove dirt deposits on the heat transfer surfaces of the heat pipes 5, each heat transfer module 4 comprises a cleaning device 7 for removing dirt particles. Various exemplary embodiments and detailed illustrations of the cleaning device 7 are shown in FIGS.
[0020] Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragungsmoduls 4 mit einer Reinigungsvorrichtung 7 umfasst die Reinigungsvorrichtung 7 ein Rahmenteil 22, welches sich beidseitig an den Seitenwänden 14 ́ der Kammer 8 nach unten hin (in Richtung der Absetzkammer 6) und über die gesamte Länge der Wärmerohre 5 erstreckt. Das Rahmenteil 22 weist zwei Führungsschienen 36 auf, welche jeweils an den Seitenwänden 14 ́ der Kammer 8 angeordnet sind und parallel zu den Wärmerohren 5 verlaufen und sich ebenfalls über die gesamte Länge der Wärmerohre 5 erstrecken. Die Führungsschienen 36 dienen zur Führung einer Abstreiferplatte 25, welche unterhalb des Bodens 20 der Kammer 8 und parallel zu diesem verlaufend angeordnet ist. In der Abstreiferplatte 25 sind Öffnungen 26 vorgesehen, durch welche die Wärmerohre 5 geführt sind. Die Abstreiferplatte 25 ist längs der Führungsschienen 36 und über die gesamte Länge des aus der Kammer 8 herausragenden Abschnitts 5b der Wärmerohre 5 verschiebbar. Zum Verschieben der Abstreiferplatte 25 ist ein Antrieb 27 an dem Rahmenteil 22 angeordnet, mit dem die Abstreiferplatte 25 längs der Führungsschienen 36 verschiebbar ist. In the embodiment of a heat transfer module 4 shown in Fig. 7 with a cleaning device 7, the cleaning device 7 comprises a frame part 22, which on both sides of the side walls 14 of the chamber 8 downwards (in the direction of the settling chamber 6) and on the entire length of the heat pipes 5 extends. The frame part 22 has two guide rails 36, which are respectively arranged on the side walls 14 of the chamber 8 and extend parallel to the heat pipes 5 and also extend over the entire length of the heat pipes 5. The guide rails 36 serve to guide a stripper plate 25, which is arranged below the bottom 20 of the chamber 8 and extending parallel to this. In the stripper plate 25 openings 26 are provided through which the heat pipes 5 are guided. The stripper plate 25 is slidable along the guide rails 36 and over the entire length of the protruding from the chamber 8 portion 5 b of the heat pipes 5. To move the scraper plate 25, a drive 27 is arranged on the frame part 22, with which the scraper plate 25 along the guide rails 36 is displaceable.
[0021] Fig. 9 zeigt einen Detailausschnitt der Abstreiferplatte 25 und eines durch eine der Öffnungen 26 geführten Wärmerohrs 5 im Schnitt. Wie aus der Detailansicht der Fig. 9zu erkennen, ist der Durchmesser der Öffnung 26 etwas grösser als der Durchmesser des Wärmerohrs 5. Im Bereich der Öffnung 26 ist eine Ausnehmung 37 in der Abstreiferplatte 25 vorgesehen. Die Ausnehmung 37 dient zur Aufnahme einer ringförmigen Abstreiferscheibe 27, welche schwimmend in der Ausnehmung 37 und zwischen dem die Ausnehmung 37 begrenzenden oberen Abschnitt 25a und dem unterem Abschnitt 25b der Abstreiferplatte 25 gelagert ist. Die Abstreiferscheibe 27 weist einen Innendurchmesser auf, welcher in etwa dem Aussendurchmesser des durchgeführten Wärmerohrs 5 entspricht. Dadurch liegt die Innenfläche der Abstreiferscheibe 27 eng und formschlüssig an dem Aussenumfang des Wärmerohrs 5 an. In radialer Richtung ist die Abstreiferscheibe 27 innerhalb der Ausnehmung 37 mit Spiel beweglich. Zum Entfernen von Schmutzablagerungen auf der Aussenfläche der Wärmerohre 5 wird die Abstreiferplatte 25 längs der Wärmerohre 5 mittels des Antriebs 27 in einer Abstreifrichtung’ (ausgehend von der Kammer 8 in Richtung der Absetzkammer 6) verschoben. Dabei werden Schmutzablagerungen auf der Aussenfläche der Wärmerohre 5 durch Reibung der eng an der Aussenfläche der Wärmerohre 5 anliegenden Abstreiferscheiben 27 abgeschabt. Durch die beschriebene Anordnung mit der schwimmend in der Ausnehmung 37 gelagerten Abstreiferscheibe 27 wird verhindert, dass es bei einer Bewegung der Abstreiferplatte 25 längs der Wärmerohre 5 zu Verkantungen oder Verklemmungen kommen kann und es werden Ungenauigkeiten und Fertigungstoleranzen sowie durch Temperaturdifferenzen hervorgerufene Verwerfungen oder Verlegungen der Wärmerohre 5 ausgeglichen, wenn sich die Abstreiferplatte 25 gegenüber den Wärmerohren 5 bewegt. Fig. 9 shows a detail of the Abstreiferplatte 25 and guided through one of the openings 26 heat pipe 5 in section. As can be seen from the detail view of FIG. 9, the diameter of the opening 26 is slightly larger than the diameter of the heat pipe 5. In the region of the opening 26, a recess 37 is provided in the stripper plate 25. The recess 37 serves to receive an annular scraper disc 27, which is floatingly mounted in the recess 37 and between the recess 37 limiting upper portion 25a and the lower portion 25b of the stripper plate 25. The scraper disc 27 has an inner diameter which corresponds approximately to the outer diameter of the heat pipe 5 performed. As a result, the inner surface of the scraper disk 27 engages closely and positively on the outer circumference of the heat pipe 5. In the radial direction, the scraper disk 27 is movable within the recess 37 with play. To remove dirt deposits on the outer surface of the heat pipes 5, the stripper plate 25 is displaced along the heat pipes 5 by means of the drive 27 in a stripping direction (starting from the chamber 8 in the direction of the settling chamber 6). In this case, dirt deposits on the outer surface of the heat pipes 5 are scraped off by friction of the wiper disks 27 resting close to the outer surface of the heat pipes 5. By the described arrangement with the floating in the recess 37 mounted scraper disk 27 prevents it during a movement of the stripper plate 25 along the heat pipes 5 can lead to jamming or jamming and there will be inaccuracies and manufacturing tolerances caused by temperature differences or distortions of the heat pipes 5 balanced when the stripper plate 25 moves relative to the heat pipes 5.
[0022] In Fig. 10 ist eine alternative Ausführungsform für die Ausbildung eines in der Abstreiferplatte 25 schwimmend gelagerten Abstreiferteils gezeigt. Anders als bei der Ausführungsform von Fig. 9 handelt es sich bei dem Abstreiferteil 29 um einen Ringwulst aus Blech, der in der Ausnehmung 37 mit Spiel und schwimmend gelagert angeordnet ist. Der Ringwulst ist in axialer Richtung zusammendrückbar und kann sich auf diese Weise bei einer Bewegung der Abstreiferplatte 25 gegenüber dem Wärmerohr 5 an dessen Form und Position anpassen. Der Innendurchmesser des Ringwulsts entspricht dabei ebenfalls in etwa dem Aussendurchmesser des Wärmerohrs 5, so dass der Ringwulst eng und formschlüssig am Aussenumfang des Wärmerohrs 5 anliegt. In Fig. 10, an alternative embodiment for the formation of a scraper plate 25 floating scraper part is shown. Unlike the embodiment of FIG. 9, the wiper member 29 is a sheet metal torus which is disposed in the recess 37 with clearance and floating. The annular bead is compressible in the axial direction and can be adapted in this way during a movement of the stripper plate 25 relative to the heat pipe 5 in its shape and position. The inner diameter of the annular bead also corresponds approximately to the outer diameter of the heat pipe 5, so that the annular bead rests closely and positively on the outer circumference of the heat pipe 5.
[0023] Eine dritte Ausführungsvariante für ein in der Ausnehmung 37 schwimmend gelagertes Abstreiferteil 28 ist der Fig. 11 zu entnehmen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Abstreiferteil 28 als Abstreiferbürste ausgebildet, deren Borsten 28 ́ formschlüssig am Aussenumfang des Wärmerohrs 5 anliegen. Der ringförmige Bürstenkern 28 ́ ́ ist wiederum schwimmend mit Spiel in der Ausnehmung 37 der Abstreiferplatte 25 gelagert, so dass sich die Lage der Abstreiferbürste 28 an die Form und Position des Wärmerohrs 5, dessen Aussenumfang sie umgibt, bei einer Bewegung der Abstreiferplatte 25 längs des Wärmerohrs 5 anpassen kann. A third embodiment for a floating in the recess 37 scraper part 28 is shown in FIG. 11. In this embodiment, the wiper member 28 is formed as a wiper brush, the bristles 28 lie positively against the outer periphery of the heat pipe 5. The annular brush core 28 is in turn mounted floatingly with play in the recess 37 of the stripper plate 25, so that the position of the stripper brush 28 to the shape and position of the heat pipe 5, the outer circumference surrounds it, during a movement of the stripper plate 25 along the Heat pipe 5 can adjust.
[0024] Eine weitere Ausführungsform eines Wärmeübertragungsmoduls 4 mit einer Reinigungsvorrichtung 7 zum Entfernen von Schmutzpartikeln, die sich auf der Aussenfläche der Wärmerohre 5 angelagert haben, ist in Fig. 8dargestellt. In dieser Ausführungsform ist ebenfalls ein an beiden Seitenwänden 14 ́ der Kammer 8 angeordnetes Rahmenteil 22 mit Führungsschienen 36 vorgesehen. Anders als bei der Ausführungsform von Fig. 7erstreckt sich das Rahmenteil 22 zu beiden Seiten der Kammer 8 jedoch nicht über die gesamte Länge der Wärmerohre 5, sondern nur über den oberen Teilbereich. An dem Rahmenteil 22 ist wiederum ein Antrieb 27 angeordnet. Die Reinigungsvorrichtung 7 umfasst neben dem Rahmenteil 22 und dem daran angeordneten Antrieb 27 eine Mehrzahl von Abstreiferspiralen 30, wobei um jedes Wärmerohr 5 eine Abstreiferspirale 30 gewickelt ist. Jede Abstreiferspirale 30 ist mittels des Antriebs 27 gegenüber dem Wärmerohr 5, um das die jeweilige Abstreiferspirale 30 gewickelt ist, axial verschiebbar bzw. verdrehbar. Bei einer Verdrehung der Abstreiferspiralen 30 gegenüber dem jeweiligen Wärmerohr bewegen sich die Spiralabschnitte der eng an dem jeweiligen Wärmerohr 5 anliegenden Abstreiferspirale 30 in axialer Richtung, wodurch Schmutzpartikel, die sich auf der Aussenfläche des Wärmerohrs 5 abgelagert haben, abgeschabt werden. Um eine vollständige Reinigung der Wärmerohre 5 über den gesamten aus der Kammer 8 herausragenden Abschnitt 5b zu erreichen, sind die Abstreiferspiralen 30 in axialer Richtung gegenüber den Wärmerohren 5 über wenigstens eine Windungshöhe einer Abstreiferspirale 30 verschiebbar. Diese Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung 7 mit Abstreiferspiralen 30 eignet sich insbesondere zum Abstreifen von harten, porösen und/oder trockenen Anhaftungen an der Aussenfläche der Wärmerohre 5. A further embodiment of a heat transfer module 4 with a cleaning device 7 for removing dirt particles, which have accumulated on the outer surface of the heat pipes 5, is shown in Fig. 8dargestellt. In this embodiment, a arranged on both side walls 14 of the chamber 8 frame part 22 is also provided with guide rails 36. Unlike the embodiment of FIG. 7, however, the frame part 22 on both sides of the chamber 8 does not extend over the entire length of the heat pipes 5, but only over the upper portion. On the frame part 22, in turn, a drive 27 is arranged. The cleaning device 7 comprises in addition to the frame part 22 and the drive 27 disposed thereon, a plurality of Abstreiferspiralen 30, wherein around each heat pipe 5 a Abstreiferspirale 30 is wound. Each Abstreiferspirale 30 is axially displaceable or rotatable by means of the drive 27 relative to the heat pipe 5, around which the respective Abstreiferspirale 30 is wound. With a rotation of the Abstreiferspiralen 30 relative to the respective heat pipe, the spiral portions of the voltage applied to the respective heat pipe 5 Abstreiferspirale 30 move in the axial direction, whereby dirt particles that have been deposited on the outer surface of the heat pipe 5, scraped. In order to achieve a complete cleaning of the heat pipes 5 over the entire protruding from the chamber 8 section 5b, the Abstreiferspiralen 30 in the axial direction relative to the heat pipes 5 over at least one winding height of a Abstreiferspirale 30 are displaced. This embodiment of the cleaning device 7 with Abstreiferspiralen 30 is particularly suitable for stripping hard, porous and / or dry adhesions on the outer surface of the heat pipes fifth
[0025] In Fig. 12 ist die Ausführungsform der Reinigungsvorrichtung 7 mit Abstreiferspiralen 30 in einer Detailansicht gezeigt, wobei ein Abschnitt eines Wärmerohrs 5 mit einer darum gewickelten und eng anliegenden Abstreiferspirale 30 dargestellt ist. In Fig. 12, the embodiment of the cleaning device 7 is shown with Abstreiferspiralen 30 in a detailed view, wherein a portion of a heat pipe 5 is shown with a wrapped and closely fitting Abstreiferspirale 30.
[0026] In Fig. 13 sind verschiedene Ausführungsvarianten der Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 7 mit Abstreiferspiralen 30 oder mit Abstreiferringen 30 ́ dargestellt. In der Ausführungsvariante der Fig. 13a sind statt einer Abstreiferspirale 30 mehrere im axialen Abstand zueinander angeordnete Abstreiferringe 30 ́ am Aussenumfang der Wärmerohre 5 angeordnet. Die Abstreiferringe 30 ́ sind durch parallel zum Wärmerohr 5 verlaufende Haltestangen 38 miteinander verbunden. Die Haltestangen 38 mit den daran befestigten Abstreiferringen 30 ́ sind in Längsrichtung durch den Antrieb 27 gegenüber dem Wärmerohr 5 verschiebbar. Beim Verschieben der eng am Aussenumfang des Wärmerohrs 5 anliegenden Abstreiferringe 30 ́ werden Schmutzablagerungen auf der Aussenfläche des Wärmerohrs 5 abgeschabt. Zweckmässig ist die Anordnung aus den Haltestangen 38 und den daran befestigten Abstreiferringen 30 ́ über eine Höhe gegenüber dem Wärmerohr 5 verschiebbar, welche wenigstens dem Abstand von zwei benachbarten Abstreiferringen 30 ́ entspricht, um die gesamte Länge des aus der Kammer 8 herausragenden Abschnitts 5b des Wärmerohrs 5 reinigen zu können. In Fig. 13 various embodiments of the embodiment of a cleaning device 7 with Abstreiferspiralen 30 or Abstreiferringen 30 are shown. In the embodiment of FIG. 13a, instead of a wiper spiral 30, a plurality of wiper rings 30 arranged at an axial distance from each other are arranged on the outer circumference of the heat pipes 5. The Abstreiferringe 30 are connected by parallel to the heat pipe 5 extending support rods 38 with each other. The support rods 38 with the Abstreiferringen 30 attached thereto are longitudinally displaceable by the drive 27 relative to the heat pipe 5. When moving the close to the outer periphery of the heat pipe 5 adjacent Abstreiferringe 30 dirt deposits on the outer surface of the heat pipe 5 are scraped. Conveniently, the assembly of the support rods 38 and the scraper rings 30 attached thereto is slidable over a height opposite the heat pipe 5 which is at least equal to the distance of two adjacent scraper rings 30, around the entire length of the heat pipe protruding from the chamber 8b 5 to be able to clean.
[0027] In Fig. 13b und Fig. 13c sind Ausführungsvarianten einer Reinigungsvorrichtung 7 mit Abstreiferspiralen 30 gezeigt, bei denen die Abstreiferspiralen 30 jeweils durch eine parallel zum Wärmerohr 5 angeordnete Haltestange 38 stabilisiert sind. Bei der Ausführungsvariante der Fig. 13b erstreckt sich die Haltestange 38 dabei über die gesamte Länge der Abstreiferspirale 30 (in axialer Richtung). In Fig. 13b and Fig. 13c variants of a cleaning device 7 with Abstreiferspiralen 30 are shown, in which the Abstreiferspiralen 30 are each stabilized by a parallel to the heat pipe 5 arranged holding rod 38. In the embodiment of Fig. 13b, the support rod 38 extends over the entire length of the Abstreiferspirale 30 (in the axial direction).
[0028] Bei der Ausführungsvariante der Fig. 13csind statt einer über die gesamte Länge der Abstreiferspirale 30 angeordnete Haltestange 38 mehrere Haltestangenabschnitte 38 ́ vorgesehen, welche radial und axial versetzt am Aussenumfang der Abstreiferspirale 30 angeordnet sind und der Versteifung der Abstreiferspirale 30 dienen. In the embodiment of FIG. 13c, instead of a holding rod 38 arranged over the entire length of the wiper spiral 30, a plurality of holding rod sections 38 are provided, which are arranged radially and axially offset on the outer circumference of the wiper spiral 30 and serve to stiffen the wiper spiral 30.
[0029] Eine weitere Ausführungsform einer Reinigungsvorrichtung 7 zum Reinigen eines Wärmeübertragungsmoduls 4 mit einem schwimmend in der Abstreiferplatte 25 gelagerten Abstreiferteil 27 ist in Fig. 14a bzw. 14b gezeigt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 9 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein als Ring ausgebildetes Abstreiferteil 27 in einer Ausnehmung 37 der Abstreiferplatte 25 beweglich gelagert. Das Abstreiferteil 27 ist dabei ringförmig oder ringsegmentförmig ausgebildet mit konisch sich nach oben verjüngendem Innen- und Aussenumfang. Die Ausnehmung 37, in der das Abstreiferteil schwimmend gelagert ist, ist in ihrem oberen Bereich 37 ́ ebenfalls mit einem konisch sich nach oben hin verjüngenden Innenumfang versehen. Im unteren Bereich 37» ist die Ausnehmung 37 kreisrund ausgebildet. Another embodiment of a cleaning device 7 for cleaning a heat transfer module 4 with a floating in the stripper plate 25 mounted scraper part 27 is shown in Fig. 14a and 14b. As in the exemplary embodiment of FIG. 9, a wiper part 27 designed as a ring is also movably mounted in a recess 37 of the wiper plate 25 in this exemplary embodiment as well. The wiper part 27 is annular or annular segment-shaped with a conically tapering inner and outer circumference. The recess 37, in which the wiper member is mounted floating, is also provided in its upper portion 37 with a conically tapered upwards inner circumference. In the lower region 37 », the recess 37 is circular.
[0030] Durch die konische Ausbildung des Aussenumfangs des ring- oder ringsegmentförmigen Abstreiferteils 27 kann sich die Form des Abstreiferteils 27 bei einer Bewegung der Abstreiferplatte 25 gegenüber dem Wärmerohr 5 an die Abmessungen und die Form des Wärmerohrs 5 anpassen, um einen möglichst guten Formschluss zwischen dem Innenumfang des Abstreiferteils 25 und dem Aussenumfang des Wärmerohrs 5 zu gewährleisten. Bei einer Bewegung der Abstreiferplatte 25 in Abstreifrichtung R (in Fig. 14a mit dem nach unten weisenden Pfeil gekennzeichnet, d.h. auf die Absetzkammer 6 zu gerichtet) bewirkt die konische Ausbildung des ringförmigen Abstreiferteils 27, dass das Abstreiferteil 27 zunächst in den oberen Abschnitt 37 ́ der Ausnehmung geschoben wird und sich dann in radialer Richtung nach innen zusammenzieht und dadurch den Durchmesser des Innenumfangs verkleinert. Dadurch wird der Innenumfang des Abstreiferteils 27 an den Aussenumfang des Wärmerohrs 5 gepresst, so dass ein guter Formschluss mit dem Aussenumfang des Wärmerohrs gewährleistet wird. Auf diese Weise können auch Verkrustungen, die stark an der Aussenfläche des Wärmerohrs 5 anhaften, mittels des Abstreiferteils 27 abgeschabt werden. Wird die Abstreiferplatte 25 durch den Antrieb 27 wieder von ihrer unteren Stellung entgegen der Abstreifrichtung in ihre Ausgangsstellung nach oben (d.h. in Richtung der Kammer 8) verschoben, öffnet sich das ringförmige Abstreiferteil 27, da dieses zunächst in den unteren kreisförmigen Bereich 37 ́ ́ der Ausnehmung 37 fällt und sich dann wieder auf den ursprünglichen Durchmesser erweitert, weil das ringförmige Abstreiferteil 27 in dem unteren Bereich 37 ́ ́ der Ausnehmung 37 nicht zusammengedrückt wird. Beim Hochziehen der Abstreiferplatte 25 in Richtung der Kammer 8 wird das Abstreiferteil 27 daher nicht gegen den Aussenumfang des Wärmerohrs 5 gepresst, wodurch sich der Reibwiderstand beim Zurückschieben der Abstreiferplatte 25 entgegen der Abstreifrichtung verringert. Due to the conical design of the outer circumference of the annular or annular segment-shaped scraper part 27, the shape of the scraper part 27 can be adapted to the dimensions and shape of the heat pipe 5 in a movement of the stripper plate 25 relative to the heat pipe 5 in order to ensure a good fit between to ensure the inner circumference of the scraper part 25 and the outer circumference of the heat pipe 5. During a movement of the stripper plate 25 in the stripping direction R (in Fig. 14a with the arrow pointing downward, ie directed to the settling chamber 6) causes the conical design of the annular scraper member 27 that the scraper member 27 first in the upper portion 37th the recess is pushed and then contracts inward in the radial direction and thereby reduces the diameter of the inner circumference. As a result, the inner circumference of the wiper part 27 is pressed against the outer circumference of the heat pipe 5, so that a good positive engagement with the outer circumference of the heat pipe is ensured. In this way, encrustations that strongly adhere to the outer surface of the heat pipe 5 can be scraped off by means of the wiper part 27. If the stripper plate 25 is moved by the drive 27 back from its lower position against the stripping in its initial position upwards (ie in the direction of the chamber 8), the annular scraper part 27 opens, since this first in the lower circular portion 37 of Recess 37 falls and then expanded again to the original diameter, because the annular scraper part 27 is not compressed in the lower portion 37 of the recess 37. When pulling the scraper plate 25 in the direction of the chamber 8, the scraper part 27 is therefore not pressed against the outer periphery of the heat pipe 5, whereby the frictional resistance when pushing back the scraper plate 25 is reduced against the stripping.
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