DE202020106431U1

DE202020106431U1 - Heat exchanger module and heat exchanger

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Publication number: DE202020106431U1
Application number: DE202020106431.2U
Authority: DE
Original assignee: RWG RUHR WASSERWIRTSCHAFTS GmbH; RWG RUHR-WASSERWIRTSCHAFTS-GESELLSCHAFT MBH
Current assignee: RWG RUHR WASSERWIRTSCHAFTS GmbH; RWG RUHR-WASSERWIRTSCHAFTS-GESELLSCHAFT MBH
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2030-11-11

Abstract

Wärmetauschermodul (M) für einen Wärmetauscher zur Wärmeübertragung von einem ersten fließfähigen Medium (a), z. B. Faulschlamm oder Wasser, an ein zweites fließfähiges Medium (b), z. B. Rohschlamm, mit einem Modulkörper (K), der eine Länge (L) und vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt mit Breite (B) und Höhe (H) aufweist,
wobei der Modulkörper (K) jeweils einen oder mehrere erste Kanäle (1a) für das erste Medium (a) und einen oder mehrere zweite Kanäle (1b) für das zweite Medium (b) aufweist,
wobei über die Breite (B) des Moduls (M) bzw. Modulkörpers (K) einerseits einer oder mehrere erste Kanäle (1a) und andererseits einer oder mehrere zweite Kanäle (1b) abwechselnd und vorzugsweise jeweils paarweise nebeneinander und parallel zueinander angeordnet sind,
wobei sich sowohl der oder die ersten Kanäle (1a) als auch der oder die zweiten Kanäle (1b) über die gesamte Höhe (H) des Modulkörpers (K) erstrecken und bevorzugt jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen,
wobei der oder die ersten Kanäle (1a) und der oder die zweiten Kanäle (1b) an ihren Kopfenden jeweils in einem gemeinsamen Kopfstück (4) enden oder in ein gemeinsames Kopfstück (4) münden,
wobei jedes Kopfstück (4) auf seiner Oberseite und/oder Unterseite jeweils zumindest eine Eintrittsöffnung (2) und/oder eine Austrittsöffnung (3) aufweist, mit der das Modul (M) an ein Kopfstück (4) eines darunter bzw. darüber angeordneten Moduls (M) anschließbar ist, so dass das jeweilige Medium in das darunter oder darüber angeordnete Modul geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kopfstücke jeweils eine stirnseitige Wartungsöffnung (7) aufweisen, die sich im Wesentlichen über die gesamte Breite des Modulkörpers (K) erstreckt und die mit einer Abschlussplatte (8) lösbar verschlossen bzw. verschließbar ist.

Heat exchanger module (M) for a heat exchanger for heat transfer from a first flowable medium (a), e.g. B. digested sludge or water, to a second flowable medium (b), z. B. raw sludge, with a module body (K) which has a length (L) and preferably a rectangular cross-section with width (B) and height (H),
the module body (K) each having one or more first channels (1a) for the first medium (a) and one or more second channels (1b) for the second medium (b),
wherein over the width (B) of the module (M) or module body (K) on the one hand one or more first channels (1a) and on the other hand one or more second channels (1b) are arranged alternately and preferably in pairs next to one another and parallel to one another,
wherein both the first channel (s) (1a) and the second channel (s) (1b) extend over the entire height (H) of the module body (K) and preferably each have a rectangular cross section,
wherein the first channel or channels (1a) and the second channel (s) (1b) each end at their head ends in a common head piece (4) or open into a common head piece (4),
wherein each head piece (4) has at least one inlet opening (2) and / or one outlet opening (3) on its upper side and / or lower side, with which the module (M) is arranged on a head piece (4) below or above Module (M) can be connected, so that the respective medium is directed into the module arranged below or above,
characterized in that
the head pieces each have a front maintenance opening (7) which extends essentially over the entire width of the module body (K) and which can be releasably closed or closed with a closing plate (8).

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauschermodul für einen Wärmetauscher zur Wärmeübertragung von einem ersten fließfähigen Medium an ein zweites fließfähiges Medium, mit einem Modulkörper, der eine Länge und einen vorzugsweise rechteckigen Querschnitt mit Breite und Höhe aufweist,
wobei das Wärmetauschermodul bzw. der Modulkörper einen oder mehrere erste Kanäle bzw. Rohrstränge für das erste Medium und einen oder mehrere zweite Kanäle (bzw. Rohrstränge) für das zweite Medium aufweist,
wobei über die Breite des Moduls bzw. Modulkörpers einerseits einer oder mehrere erste Kanäle und andererseits einer oder mehrere zweite Kanäle abwechselnd und jeweils paarweise nebeneinander und vorzugsweise parallel zueinander angeordnet sind,
wobei sich sowohl der oder die ersten Kanäle als auch der oder die zweiten Kanäle über die gesamte Höhe des Moduls bzw. Modulkörpers erstrecken und bevorzugt jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen,
wobei der oder die ersten Kanäle und der oder die zweiten Kanäle an ihren Kopfenden jeweils in einem gemeinsamen Kopfstück enden oder in ein gemeinsames Kopfstück münden,
wobei jedes Kopfstück auf seiner Oberseite und/oder Unterseite jeweils zumindest eine Eintrittsöffnung und/oder Austrittsöffnung aufweist, mit der das Modul an ein Kopfstück eines darüber bzw. darunter angeordneten Moduls (gleicher Bauweise) anschließbar ist, so dass das jeweilige Medium in das darunter oder darüber angeordnete Modul geleitet wird bzw. leitbar ist.The invention relates to a heat exchanger module for a heat exchanger for heat transfer from a first flowable medium to a second flowable medium, with a module body which has a length and a preferably rectangular cross section with width and height,
wherein the heat exchanger module or the module body has one or more first channels or pipe strings for the first medium and one or more second channels (or pipe strings) for the second medium,
wherein one or more first channels on the one hand and one or more second channels on the other hand are arranged alternately and in pairs next to one another and preferably parallel to one another over the width of the module or module body,
wherein both the first channel (s) and the second channel (s) extend over the entire height of the module or module body and preferably each have a rectangular cross section,
wherein the first channel or channels and the second channel or channels each end at their head ends in a common head piece or open into a common head piece,
Each head piece has at least one inlet opening and / or outlet opening on its upper side and / or underside, with which the module can be connected to a head piece of a module arranged above or below it (same design), so that the respective medium enters the below or module arranged above is guided or can be guided.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Wärmetauscher mit mehreren solchen Wärmetauschermodulen, die übereinander bzw. untereinander angeordnet sind sowie gegebenenfalls (zusätzlich) auch nebeneinander angeordnet sind.In addition, the invention relates to a heat exchanger with a plurality of such heat exchanger modules which are arranged one above the other or one below the other and optionally (additionally) are also arranged next to one another.

Ein solcher Wärmetauscher, der insbesondere als Gegenstromwärmetauscher ausgebildet ist, wird auch als Rekuperator bezeichnet. Die Temperatur des ersten Mediums ist höher als die Temperatur des zweiten Mediums, wobei im Zuge der Wärmeübertragung dem ersten Medium Wärme entzogen und dem zweiten Medium zugeführt wird, so dass sich dessen Temperatur erhöht. Bei dem ersten Medium kann es sich z. B. um aufgeheizten Faulschlamm (oder alternativ auch um Warmwasser) handeln, während das zweite Medium, nämlich das zu erwärmende Medium, vorzugsweise kalter Rohschlamm ist. Die Erfindung betrifft folglich bevorzugt einen Wärmetauscher für Abwasseraufbereitungsanlagen bzw. Kläranlagen, z. B. zur Wärmerückgewinnung aus aufgeheiztem Faulschlamm. In einer Kläranlage wird in der Praxis Rohschlamm mit einer Temperatur von beispielsweise 7°C bis 15°C einem Faulbehälter zugeführt. In dem Faulbehälter verweilt der Rohschlamm in der Regel einige Wochen, wobei zur Methangaserzeugung üblicherweise Wärme zugeführt wird. Der Trockensubstanzanteil in einem solchen Rohschlamm beträgt in etwa 3 %. Aus dem Faulbehälter wird dann der aus dem Rohschlamm entstandene Faulschlamm abgeführt, der eine deutlich höhere Temperatur als der Rohschlamm aufweist, z. B. eine Temperatur von 35°C bis 38°C. Für die Weiterverarbeitung dieses Faulschlammes ist es zweckmäßig, den Faulschlamm abzukühlen. Aus diesem Grund ist es bekannt, einen Wärmetauscher der eingangs beschriebenen Art einzusetzen, um die im Zuge des Abkühlens des Faulschlammes freiwerdende Wärme dem kalten Rohschlamm zur Vorwärmung zuzuführen.Such a heat exchanger, which is designed in particular as a countercurrent heat exchanger, is also referred to as a recuperator. The temperature of the first medium is higher than the temperature of the second medium, with heat being extracted from the first medium in the course of the heat transfer and supplied to the second medium, so that its temperature increases. The first medium can be e.g. B. to be heated digested sludge (or alternatively also to warm water), while the second medium, namely the medium to be heated, is preferably cold raw sludge. The invention consequently preferably relates to a heat exchanger for waste water treatment plants or sewage treatment plants, e.g. B. for heat recovery from heated digested sludge. In practice, raw sludge at a temperature of, for example, 7 ° C to 15 ° C is fed to a digester in a sewage treatment plant. The raw sludge usually remains in the digester for a few weeks, with heat usually being supplied to generate methane gas. The dry matter content in such a raw sludge is around 3%. The digested sludge formed from the raw sludge is then discharged from the digester, which has a significantly higher temperature than the raw sludge, e.g. B. a temperature of 35 ° C to 38 ° C. For the further processing of this digested sludge, it is advisable to cool the digested sludge. For this reason, it is known to use a heat exchanger of the type described at the outset in order to supply the cold raw sludge with the heat released in the course of cooling the digested sludge for preheating.

Ein Wärmetauscher der eingangs beschriebenen Art ist z. B. aus der DE 20 2010 003 704 U1 bekannt. Die Rohrstränge bzw. Kanäle werden von mehreren sich in Modullängsrichtung erstreckenden Blechen gebildet, von denen zumindest einige entlang ihrer Längskanten abgewinkelte Stege aufweisen, wobei die Stege eines Bleches mit dem jeweils benachbarten Blech unter Bildung des jeweiligen Rohrstranges verbunden sind. An den Kopfenden der Module sind jeweils zwei Sammelkammern übereinander angeordnet. Da sich die jeweiligen Rohrstränge, die von den nebeneinander angeordneten Blechen gebildet werden, über die gesamte Höhe des Wärmetauschermoduls erstrecken und folglich auch über die gesamte Höhe der Kopfenden erstrecken, muss bei dieser Ausführungsform dafür gesorgt werden, dass die jeweiligen Rohrstränge jeweils nur in die zugeordnete Sammelkammer münden, die sich nicht über die gesamte Höhe des Kopfendes erstreckt. Dieses wird dadurch realisiert, dass die einzelnen Bleche an ihren Enden speziell ausgestaltet sind, nämlich vorzugsweise dreieckförmig, so dass die Kanäle endseitig mit schrägen Leitflächen ausgebildet sind, die das Medium in die jeweilige Sammelkammer leiten. So ergibt sich im Bereich der Endabschnitte der Trennbleche eine gleichsam „zickzackförmige Trennwand“ zwischen der oberen Sammelkammer und der unteren Sammelkammer. Dieser Wärmetauscher mit diesen speziell ausgestalteten Kopfstücken zeichnet sich durch eine einfache Fertigung aus. Er hat sich in der Praxis gut bewährt, ist jedoch weiterentwicklungsfähig, und zwar insbesondere hinsichtlich der Reinigungsmöglichkeiten. - Hier setzt die Erfindung ein.A heat exchanger of the type described is z. B. from the DE 20 2010 003 704 U1 known. The pipe strings or channels are formed by several metal sheets extending in the longitudinal direction of the module, at least some of which have angled webs along their longitudinal edges, the webs of one sheet being connected to the respective adjacent sheet to form the respective pipe train. Two collecting chambers are arranged one above the other at the head ends of the modules. Since the respective pipe strings, which are formed by the sheets arranged next to one another, extend over the entire height of the heat exchanger module and consequently also over the entire height of the head ends, it must be ensured in this embodiment that the respective pipe strings are only in the assigned Open collecting chamber, which does not extend over the entire height of the head end. This is realized in that the individual metal sheets are specially designed at their ends, namely preferably triangular, so that the channels are designed with inclined guide surfaces at the ends, which guide the medium into the respective collecting chamber. Thus, in the area of the end sections of the metal dividers, a "zigzag-shaped dividing wall" so to speak results between the upper collecting chamber and the lower collecting chamber. This heat exchanger with these specially designed head pieces is characterized by simple manufacture. It has proven itself in practice, but can be further developed, especially with regard to the cleaning options. - This is where the invention comes in.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wärmetauschermodul sowie einen Wärmetauscher der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich bei einfachem Aufbau durch verbesserte Reinigungsmöglichkeiten auszeichnet.The invention is based on the object of creating a heat exchanger module and a heat exchanger of the type described at the outset which, while having a simple structure, is characterized by improved cleaning options.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem Wärmetauschermodul der eingangs beschriebenen Art, dass die Kopfstücke jeweils eine stirnseitige Wartungsöffnung aufweisen, die sich (im Wesentlichen) über die gesamte Breite des Modulkörpers erstreckt und die mit einer Abschlussplatte lösbar verschlossen bzw. verschließbar ist. Bevorzugt weist die Wartungsöffnung außerdem eine Höhe auf, die sich über einen wesentlichen Teil der Höhe des Modulkörpers erstreckt, z. B. über zumindest 50 % der Höhe des Modulkörpers, vorzugsweise über 70 % der Höhe des Modulkörpers oder mehr.To solve this problem, the invention teaches a heat exchanger module from the introduction described type that the head pieces each have a front maintenance opening which extends (substantially) over the entire width of the module body and which is releasably closed or closable with an end plate. Preferably, the maintenance opening also has a height which extends over a substantial part of the height of the module body, e.g. B. over at least 50% of the height of the module body, preferably over 70% of the height of the module body or more.

Die Erfindung geht von der grundsätzlich bekannten Erkenntnis aus, dass es bei einem solchen Wärmetauschermodul zweckmäßig ist, eine stirnseitige Wartungsöffnung vorzusehen, die mit einer Abschlussplatte lösbar verschlossen bzw. verschließbar ist, so dass sich die Abschlussplatte zum Reinigen des Moduls entfernen und anschließend das Modul reinigen lässt. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass sich diese stirnseitige Wartungsöffnung - zumindest bezogen auf die Breite - über im Wesentlichen bzw. nahezu den gesamten Modulquerschnitt erstreckt. Besonders bevorzugt ist diese stirnseitige Wartungsöffnung als ungeteilte Öffnung und folglich einheitliche Öffnung (d. h. ohne trennende Längs- oder Querstege) über im Wesentlichen die gesamte Breite des Modulquerschnittes ausgebildet. Dieses wird insbesondere dadurch realisiert, dass in den Kopfstücken der Module endseitig nicht zwei separate und übereinander angeordnete Sammelkammern für die jeweiligen Medien vorgesehen sind, so dass insbesondere auf einen stirnseitigen Trennsteg zwischen einzelnen Kammern verzichtet werden kann. Das Modul ist stirnseitig über das Kopfstück über (nahezu) den gesamten Modulquerschnitt zugänglich und lässt sich auf diese Weise optimal reinigen, da der gesamte Querschnitt für die Reinigung und insbesondere für das Einführen von geeigneten Reinigungswerkzeugen zur Verfügung steht. Die Reinigung wird folglich nicht durch eine komplizierte Ausgestaltung der Kopfstücke mit getrennten Sammelkammer behindert.The invention is based on the fundamentally known knowledge that it is expedient in such a heat exchanger module to provide a front maintenance opening which is releasably closed or closable with an end plate so that the end plate can be removed to clean the module and then clean the module leaves. According to the invention it is now provided that this front-side maintenance opening extends - at least in relation to the width - over essentially or almost the entire module cross-section. This front-side maintenance opening is particularly preferably designed as an undivided opening and consequently a uniform opening (i.e. without separating longitudinal or transverse webs) over essentially the entire width of the module cross-section. This is achieved in particular in that two separate collecting chambers arranged one above the other for the respective media are not provided at the ends in the head pieces of the modules, so that in particular an end-side separating web between individual chambers can be dispensed with. The front of the module is accessible via the head piece over (almost) the entire module cross-section and can be optimally cleaned in this way, since the entire cross-section is available for cleaning and, in particular, for the introduction of suitable cleaning tools. The cleaning is consequently not hindered by a complicated design of the head pieces with separate collecting chambers.

In besonders bevorzugter Ausführungsform ist die stirnseitige Wartungsöffnung von einem (außenumfangsseitigen) Montageflansch umgeben, der von einzelnen Flanschabschnitten gebildet wird, von denen einige oder alle zumindest teilweise über den Modulquerschnitt nach außen vorkragen (d. h. nicht nach innen, sondern nach außen „weggeklappt“ sind), wobei diese Flanschabschnitte mit Verbindungsausnehmungen (z. B. Bohrungen, Gewindebohrungen, Sacklöchern oder dergleichen) oder mit anderen Verbindungselementen versehen sind. Die erforderlichen Befestigungsbereiche bzw. Befestigungsmittel für die Montage der Abschlussplatte zum Verschließen des Wartungsöffnung werden folglich in dieser bevorzugten Ausführungsform zumindest teilweise aus dem Modulquerschnitt „herausverlagert“, so dass stirnseitig im Wesentlichen der gesamte Querschnitt als Öffnung oder zumindest die gesamte Breite zur Verfügung steht. Während beim Stand der Technik ein umlaufender Befestigungsbund mit z. B. Gewindebohrungen innerhalb des Modulquerschnittes vorgesehen war, sind diese Gewindebohrungen oder andere Befestigungsmittel erfindungsgemäß (zumindest teilweise) an nach außen ragenden bzw. „weggeklappten“ Flanschabschnitten angeordnet, so dass eine besonders große Wartungsöffnung für z. B. Reinigungsarbeiten zur Verfügung steht. Bei dieser Ausführungsform ist folglich bevorzugt eine Abschlussplatte vorgesehen, die eine größere Breite und/oder größere Höhe aufweist als das Modul bzw. als das Modulkopfstück (ohne Flansche). Das Modul weist folglich im Bereich des Kopfstückes im Bereich der Flansche einen durch die Flansche gebildeten vergrößerten Querschnitt auf, der in etwa dem Querschnitt der vergrößerten Abschlussplatte entspricht. Sofern im Rahmen der Erfindung der Begriff des Modulquerschnittes verwendet wird, ist damit der Querschnitt des Moduls im Bereich des Modulkörpers und folglich die Höhe und Breite des Modulkörpers gemeint. Im Bereich der Abschlussplatten ragt das Modul über diesen Modulquerschnitt hinaus. Bevorzugt sind die seitlichen Flanschabschnitte vollständig aus dem Modulquerschnitt heraus verlagert, so dass sich die Wartungsöffnung über die gesamte Breite des Modulkörpers erstreckt und die seitlichen Flanschabschnitte vollständig außerhalb des Modulquerschnittes liegen. Die oberen und unteren Flanschabschnitte können zumindest teilweise aus dem Modulquerschnitt heraus verlagert sein und sich teilweise innerhalb des Modulquerschnittes befinden, da sich eine gute Reinigung auch dann realisieren lässt, wenn sich die Wartungsöffnung nicht über die gesamte Höhe des Modulquerschnittes, sondern z. B. nur über einen wesentlichen Teil von z. B. 70 % der Höhe des Modulquerschnittes erstreckt.In a particularly preferred embodiment, the front maintenance opening is surrounded by a (outer circumferential) mounting flange, which is formed by individual flange sections, some or all of which protrude at least partially outwards over the module cross-section (ie are "folded away" not inwards but outwards) , these flange sections being provided with connecting recesses (e.g. bores, threaded bores, blind holes or the like) or with other connecting elements. The required fastening areas or fastening means for the assembly of the end plate for closing the maintenance opening are consequently at least partially “shifted out” of the module cross-section in this preferred embodiment, so that essentially the entire cross-section is available as an opening or at least the entire width at the front. While in the prior art a circumferential fastening collar with z. B. threaded holes were provided within the module cross-section, these threaded holes or other fasteners are according to the invention (at least partially) arranged on outwardly protruding or "folded away" flange sections, so that a particularly large maintenance opening for z. B. cleaning work is available. In this embodiment, a closing plate is consequently preferably provided which has a greater width and / or greater height than the module or than the module head piece (without flanges). The module consequently has, in the area of the head piece, in the area of the flanges, an enlarged cross section formed by the flanges, which approximately corresponds to the cross section of the enlarged end plate. If the term module cross-section is used within the scope of the invention, this means the cross-section of the module in the area of the module body and consequently the height and width of the module body. In the area of the end plates, the module protrudes beyond this module cross-section. The lateral flange sections are preferably completely displaced out of the module cross section, so that the maintenance opening extends over the entire width of the module body and the lateral flange sections lie completely outside the module cross section. The upper and lower flange sections can be at least partially displaced out of the module cross-section and partially located within the module cross-section, since good cleaning can also be achieved if the maintenance opening is not over the entire height of the module cross-section, but z. B. only over a substantial part of z. B. extends 70% of the height of the module cross-section.

Das Modul kann an den stirnseitigen Enden jeweils Flanschplatten aufweisen, die jeweils stirnseitig an dem Modulkörper (fest) befestigt (z. B. verschweißt) sind und den Modulkörper, und damit auch die Kanäle, endseitig abschließen. Die bereits erwähnte Wartungsöffnung ist bevorzugt in diese Flanschplatte integriert, d. h. die Wartungsöffnung wird von der Flanschplatte gebildet. Die bereits erwähnten Abschlussplatten bzw. Deckel werden bevorzugt an diesen Flanschplatten befestigt. Die Flanschabschnitte werden folglich von den Flanschplatten gebildet, die endseitig an dem Modulkörper befestigt sind.The module can have flange plates at the front ends, each of which is (firmly) attached (e.g. welded) to the front side of the module body and terminates the module body, and thus also the channels, at the end. The maintenance opening mentioned above is preferably integrated into this flange plate, i. H. the maintenance opening is formed by the flange plate. The already mentioned end plates or covers are preferably attached to these flange plates. The flange sections are consequently formed by the flange plates which are attached at the end to the module body.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung mit selbstständiger Bedeutung ist vorgesehen, dass sich der oder die Kanäle an zumindest einem Ende im Bereich des Kopfstückes mit einer schräg orientierten (unteren oder oberen) Leitfläche in ihrer Höhe verjüngen. Bei dieser Ausführungsform wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass sich die schräge Leitfläche über die gesamte Höhe des Kanals erstreckt und über die gesamte Höhe des Kanals vom Kanalende in Richtung zur Kanalmitte hin abfällt oder ansteigt. Während beim Stand der Technik im Bereich der Kopfstücke schräg orientierte Leitflächen sich lediglich über die halbe Höhe des Kopfstückes erstreckten, um das Material in die jeweils übereinander bzw. untereinander angeordneten Sammelkammern zu leiten, sind erfindungsgemäß bei dieser Ausführungsform schräge Leitflächen realisiert, die sich über die gesamte Kanalhöhe erstrecken und die bevorzugt vom Kanalende weg in Richtung zur Kanalmitte hin schräg abfallen, und zwar über die gesamte Höhe des Kanals. Dabei besteht die Möglichkeit, dass jeder Kanal beidseitig und folglich an jedem Ende jeweils eine solche schräge Leitfläche aufweist. In besonders bevorzugter Ausführungsform weist jeder Kanal jedoch lediglich an einem Ende eine schräge Leitfläche auf, die innerhalb des jeweiligen Kopfstückes angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird an dem anderen Ende des Kanals auf eine schräge Leitfläche verzichtet, so dass der Kanal an diesem Ende über die volle Höhe in das Kopfstück mündet, so dass das Kopfstück für dieses Medium eine Sammelkammer bildet, da in dem Kopfstück mehrere Kanäle über die volle Höhe in das Kopfstück münden und auf diese Weise eine Sammelkammer bilden. In der bevorzugten Ausführungsform ist in einem Kopfstück folglich lediglich eine einzige Sammelkammer für eines der Medien vorgesehen, während das andere Medium über die Kanalenden direkt mit dem darüber bzw. darunter angeordneten Modul in Verbindung steht. According to a further proposal of the invention with independent significance, it is provided that the channel or channels taper in height at at least one end in the region of the head piece with an obliquely oriented (lower or upper) guide surface. In this embodiment proposed according to the invention that the inclined guide surface extends over the entire height of the channel and falls or rises over the entire height of the channel from the channel end in the direction of the channel center. While in the prior art obliquely oriented guide surfaces in the area of the head pieces only extended over half the height of the head piece in order to guide the material into the collecting chambers arranged one above the other or one below the other, according to the invention inclined guide surfaces are realized in this embodiment, which extend over the Extend the entire height of the channel and preferably sloping away from the end of the channel in the direction of the center of the channel, over the entire height of the channel. There is the possibility that each channel has such an inclined guide surface on both sides and consequently at each end. In a particularly preferred embodiment, however, each channel has an inclined guide surface only at one end, which is arranged within the respective head piece. In this embodiment, an inclined guide surface is dispensed with at the other end of the channel, so that the channel opens over the full height into the head piece at this end, so that the head piece forms a collecting chamber for this medium, since there are several channels in the head piece open the full height into the head piece and in this way form a collecting chamber. In the preferred embodiment, only a single collection chamber for one of the media is consequently provided in a head piece, while the other medium is directly connected to the module arranged above or below via the channel ends.

Diese Ausführungsform, bei der die schrägen Leitflächen lediglich an einem Ende des Kanals angeordnet sind, zeichnet sich durch einen freien Bauraum im Bereich der Kopfstücke und damit ebenfalls durch besonders gute Reinigungsmöglichkeiten aus. So lassen sich nach Entfernen der Abschlussplatte z. B. geeignete Reinigungswerkzeuge durch die stirnseitige Wartungsöffnung (in der Flanschplatte) sehr einfach in die endseitig vollständig offenen Kanäle einführen. Dieses wird in der Figurenbeschreibung noch näher erläutert.This embodiment, in which the inclined guide surfaces are arranged only at one end of the channel, is characterized by a free installation space in the area of the head pieces and thus also by particularly good cleaning options. So after removing the end plate z. B. very easily insert suitable cleaning tools through the front maintenance opening (in the flange plate) into the channels that are completely open at the end. This is explained in more detail in the description of the figures.

Besonders bevorzugt sind die Leitflächen so ausgebildet, dass sie (ausschließlich) in der Strömungsrichtung als untere Leitflächen rutschenartig oder rampenartig abfallen oder ansteigen. Das Material tritt z. B. durch eine obere Eintrittsöffnung unmittelbar in die Kanäle mit den rutschenartig abfallenden Leitflächen und wird über diese in die Kanäle und durch die Kanäle hindurchgeleitet. Am gegenüberliegenden Ende tritt das Medium aus mehreren parallelen Kanälen über die Öffnungen in das Kopfstück als Sammelkammer ein und gelangt von dort über die untere Austrittsöffnung in das darunter angeordnete Modul. Bei dieser Betriebsweise bzw. Ausführungsform, bei der das Medium durch die Module von oben nach unten geleitet wird, sind die schrägen Leitflächen folglich stets als rutschenartige Flächen ausgestaltet, über die das Material nach Eintritt in das Modul unmittelbar in den jeweiligen Kanal geleitet wird. Bei einer Betriebsweise in entgegengesetzter Richtung, bei der das Material von oben nach unten durch die Module gedrückt wird, gelangt das Material zunächst in eine endseitige Sammelkammer und von dort durch die vollständig offenen Enden der Kanäle in die Kanäle. Am gegenüberliegenden Ende wird das Material über die aus der Kanalmitte zum Kanalende hin ansteigenden rampenartigen Leitflächen unmittelbar in den Bereich der oberen Austrittsöffnung geleitet und gelangt von dort in die Sammelkammer des darüber angeordneten Moduls. Auch diesbezüglich wird auf die Figurenbeschreibung verwiesen.The guide surfaces are particularly preferably designed in such a way that they drop or rise (exclusively) in the flow direction as lower guide surfaces in a slide-like or ramp-like manner. The material occurs e.g. B. through an upper inlet opening directly into the channels with the slide-like sloping guide surfaces and is passed through these into the channels and through the channels. At the opposite end, the medium enters the head piece as a collecting chamber from several parallel channels through the openings and from there passes through the lower outlet opening into the module below. In this mode of operation or embodiment, in which the medium is guided through the modules from top to bottom, the inclined guide surfaces are consequently always designed as slide-like surfaces, via which the material is guided directly into the respective channel after entering the module. When operating in the opposite direction, in which the material is pressed through the modules from top to bottom, the material first enters a collecting chamber at the end and from there through the completely open ends of the channels into the channels. At the opposite end, the material is guided directly into the area of the upper outlet opening via the ramp-like guide surfaces rising from the center of the channel to the end of the channel, and from there it reaches the collecting chamber of the module arranged above. In this regard, too, reference is made to the description of the figures.

Die schrägen Leitflächen sind bevorzugt in einem Winkel von 10° bis 80°, z. B. 15° bis 60°, vorzugsweise 20° bis 50°, relativ zu der Horizontalen angeordnet. Dabei wird die schräge Leitfläche in der Praxis so ausgewählt, dass einerseits eine einwandfreie Strömungseigenschaft für das Medium realisiert wird und andererseits die Montage- und Handhabungsmöglichkeiten nicht beeinträchtigt werden, z. B. um Schraubverbindungen zugänglich zu machen.The inclined guide surfaces are preferably at an angle of 10 ° to 80 °, e.g. B. 15 ° to 60 °, preferably 20 ° to 50 °, arranged relative to the horizontal. In practice, the inclined guide surface is selected so that, on the one hand, perfect flow properties are achieved for the medium and, on the other hand, the assembly and handling options are not impaired, e.g. B. to make screw connections accessible.

Diese Ausführungsform mit den schräg orientierten Leitflächen, die sich bevorzugt über die gesamte Höhe des jeweiligen Kanals erstrecken, wird bevorzugt kombiniert mit den eingangs beschriebenen Maßnahmen, bei denen sich die stirnseitige Wartungsöffnung über im Wesentlichen den gesamten Modulquerschnitt bzw. die gesamte Breite erstreckt und/oder bei denen die nach außen vorkragenden Flanschabschnitte des Montageflansches realisiert sind. In dieser Kombination der verschiedenen Maßnahmen lässt sich eine Ausführungsform mit besonders guten Reinigungsmöglichkeiten realisieren. Die einzelnen Maßnahmen, nämlich die stirnseitige Wartungsöffnung, die sich über den gesamten Modulquerschnitt bzw. die gesamte Breite erstreckt und die nach außen vorkragenden Flanschabschnitte des Montageflansches sowie die schräg über die gesamte Höhe angeordneten Leitflächen lassen sich jedoch auch jeweils einzeln und unabhängig voneinander realisieren, da sämtliche Maßnahmen stets das Ziel verfolgen, die Reinigungsmöglichkeiten des Moduls zu optimieren.This embodiment with the obliquely oriented guide surfaces, which preferably extend over the entire height of the respective channel, is preferably combined with the measures described at the beginning, in which the front maintenance opening extends over essentially the entire module cross-section or the entire width and / or in which the outwardly protruding flange sections of the mounting flange are realized. In this combination of the various measures, an embodiment with particularly good cleaning options can be implemented. The individual measures, namely the front maintenance opening, which extends over the entire module cross-section or the entire width and the outwardly protruding flange sections of the mounting flange and the guide surfaces arranged obliquely over the entire height can also be implemented individually and independently of one another, since all measures always aim to optimize the cleaning options of the module.

Insgesamt lässt sich ein Modul schaffen, dass kompakt aufgebaut ist und bevorzugt über die gesamte Länge - mit Ausnahme der Anschlüsse und Flansche - einen konstanten bzw. identischen Querschnitt mit identischer Breite und/oder identischer Höhe aufweist. Die Module lassen sich einfach fertigen und vor allem einfach und funktionell miteinander kombinieren. Insbesondere bei einer Ausführungsform mit den nach außen vorkragenden Flanschabschnitten ist es vorteilhaft oder erforderlich, die einzelnen Module übereinander bzw. untereinander und/oder nebeneinander mit Abständen anzuordnen. Die Abstände zwischen den Modulen können bevorzugt mit wärmeisolierendem Material gefüllt sein bzw. es können wärmeisolierende Schichten zwischen den Modulen angeordnet werden. Um ein einwandfreies Stapeln mehrerer Module zu gewährleisten, sind bevorzugt an den Kopfstücken der Module jeweils obere und untere Verbindungsplatten vorgesehen, die auf den Modulkörper aufgesetzt bzw. an den Modulkörper angesetzt und an diesem befestigt sind (z. B. verschweißt) und in welche die Eintrittsöffnung bzw. die Austrittsöffnung integriert ist. Die übereinander angeordneten Module liegen folglich im Bereich der Verbindungsplatten aufeinander auf, und zwar bevorzugt unter Zwischenschaltung von Dichtungen. Zwischen den Modulkörpern selbst können die bereits erwähnten Abstände vorgesehen sein, die z. B. mit wärmeisolierendem Material ausgefüllt sein können.Overall, a module can be created that has a compact structure and preferably has a constant or identical cross section with an identical width and / or identical height over the entire length - with the exception of the connections and flanges. The modules are easy to manufacture and, above all, can be easily and functionally combined with one another. In particular in one embodiment with the outwardly protruding Flange sections, it is advantageous or necessary to arrange the individual modules one above the other or one below the other and / or next to one another with spacings. The spaces between the modules can preferably be filled with heat-insulating material or heat-insulating layers can be arranged between the modules. To ensure proper stacking of several modules, upper and lower connecting plates are preferably provided on the head pieces of the modules, which are placed on the module body or attached to the module body and attached to it (e.g. welded) and in which the Inlet opening or the outlet opening is integrated. The modules arranged one above the other consequently rest on one another in the area of the connecting plates, preferably with the interposition of seals. The above-mentioned distances can be provided between the module bodies themselves. B. can be filled with heat insulating material.

Es ist zweckmäßig, in einem Modul einerseits mehrere erste Kanäle für das erste Medium und andererseits mehrere zweite Kanäle für das zweite Medium vorzusehen, z. B. zwei bis fünf erste Kanäle und/oder zwei bis fünf zweite Kanäle. Eine bevorzugte Ausführungsform weist z. B. einerseits drei erste Kanäle und andererseits drei zweite Kanäle und folglich insgesamt sechs nebeneinander angeordnete Kanäle auf.It is expedient to provide several first channels for the first medium on the one hand and several second channels for the second medium on the other hand in a module, e.g. B. two to five first channels and / or two to five second channels. A preferred embodiment comprises, for. B. on the one hand three first channels and on the other hand three second channels and consequently a total of six adjacent channels.

Die Module lassen sich einfach fertigen, und zwar bevorzugt aus Stahl bzw. aus Stahlblechen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Module aus Edelstahl bzw. aus Edelstahlblechen gefertigt. Da die Fertigungskosten bei einer Ausführungsform in Edelstahl höher sind als bei einer Ausführungsform in einfachem Baustahl ist es erfindungsgemäß besonders vorteilhaft, dass die erfindungsgemäßen Module eine kompakte Bauweise aufweisen. Die flache Bauweise, die durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung insbesondere der Kanalenden ermöglicht wird, führt nicht nur zu einer kostengünstigen Fertigung, sondern auch zu einer erhöhten Fließgeschwindigkeit und damit zu einem verbesserten Wärmeübertrag. Bevorzugt wird der Modulkörper, der die Kanäle bildet, aus entsprechend abgewinkelten und miteinander verbundenen Stahlblechen hergestellt. Zusätzlich können die bereits erwähnten weiteren Komponenten des Moduls, z. B. die endseitigen Flanschplatten, die Abschlussplatten und/oder die oberen und unteren Verbindungsplatten realisiert sein, die ebenfalls aus Stahl gefertigt sein können, die jedoch in der Regel eine größere Dicke aufweisen als die Stahlbleche, aus denen die Kanäle, bzw. der Modulkörper selbst, gefertigt sind. Im Übrigen werden von der Erfindung aber auch Ausführungsformen erfasst, die aus einem anderen Material als Stahl hergestellt sind, z. B. aus einem anderen Metall oder auch aus nichtmetallischen Werkstoffen. Für bestimmte Anwendungen können Teile des Moduls oder das gesamte Modul z. B. aus Kunststoff gefertigt sein.The modules are easy to manufacture, preferably from steel or sheet steel. In a particularly preferred embodiment, the modules are made of stainless steel or stainless steel sheets. Since the production costs in an embodiment in stainless steel are higher than in an embodiment in simple structural steel, it is particularly advantageous according to the invention that the modules according to the invention have a compact design. The flat construction, which is made possible by the design according to the invention, in particular of the channel ends, not only leads to cost-effective production, but also to an increased flow rate and thus to an improved heat transfer. The module body which forms the channels is preferably produced from correspondingly angled and interconnected steel sheets. In addition, the other components of the module already mentioned, e.g. B. the end flange plates, the end plates and / or the upper and lower connecting plates, which can also be made of steel, but which are usually thicker than the steel sheets from which the channels, or the module body itself , are made. In addition, embodiments are also covered by the invention that are made of a material other than steel, eg. B. from another metal or from non-metallic materials. For certain applications, parts of the module or the entire module can e.g. B. be made of plastic.

Die Erfindung betrifft nicht nur das beschriebene Wärmetauschermodul, sondern auch einen Wärmetauscher, der sich aus mehreren solchen Wärmetauschermodulen zusammensetzt. Dabei werden bevorzugt mehrere Wärmetauschermodule übereinander angeordnet, so dass die Medien die Module nacheinander durchströmen. In einer möglichen Ausführungsform durchströmen die Medien dabei die Module von oben nach unten. Es ist jedoch außerdem zweckmäßig, nicht nur mehrere Wärmetauschermodule übereinander bzw. untereinander anzuordnen, sondern zusätzlich auch mehrere Module nebeneinander anzuordnen, so dass das Material z. B. in einem ersten Register bzw. Stapel mehrere übereinander bzw. untereinander angeordnete Module durchströmt, dann in dem untersten Modul über einen Rohrabschnitt in ein seitlich daneben angeordnetes Modul gleitet und von dort wiederum nacheinander mehrere übereinander angeordnete Module (in diesem Fall von unten nach oben) durchströmt.The invention relates not only to the heat exchanger module described, but also to a heat exchanger which is composed of several such heat exchanger modules. A plurality of heat exchanger modules are preferably arranged one above the other, so that the media flow through the modules one after the other. In one possible embodiment, the media flow through the modules from top to bottom. However, it is also useful not only to arrange several heat exchanger modules one above the other or one below the other, but also to arrange several modules next to one another so that the material z. B. flows through several modules arranged one above the other or one below the other in a first register or stack, then slides in the lowest module over a pipe section into a module arranged next to it and from there in turn several modules arranged one above the other (in this case from bottom to top ) flows through.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert, die lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Es zeigen

1 einen Wärmetauscher mit erfindungsgemäßen Wärmetauschermodulen in einer Seitenansicht,
2 eine Stirnansicht auf zwei übereinander angeordnete Module des Wärmetauschers nach 1,
3 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach 2,
4 einen Schnitt A - A durch den Gegenstand nach 3,
5 einen Schnitt B - B durch den Gegenstand nach 3,
6 einen Horizontalschnitt durch ein Modul nach 3 und
7 eine vereinfachte, perspektivische Darstellung eines Wärmetauschermoduls des Wärmetauschers nach 1.

In the following, the invention is explained in more detail with reference to drawings, which merely represent an exemplary embodiment of the invention. Show it

1 a heat exchanger with heat exchanger modules according to the invention in a side view,
2 an end view of two modules of the heat exchanger arranged one above the other 1 ,
3 a top view of the item according to 2 ,
4th a section A - A through the object 3 ,
5 a section B - B through the object 3 ,
6th a horizontal section through a module 3 and
7th a simplified, perspective illustration of a heat exchanger module of the heat exchanger according to FIG 1 .

In den Figuren ist ein Wärmetauscher zur Wärmeübertragung von einem ersten Medium a, z. B. aufgeheiztem Faulschlamm oder auch Warmwasser, an ein zweites Medium b, z. B. Beispiel kaltem Rohschlamm, dargestellt. Im Ausführungsbeispiel weist ein solcher Wärmetauscher mehrere Wärmetauschermodule M auf, die übereinander bzw. untereinander angeordnet sind und von den Medien a, b nacheinander von unten nach oben oder von oben nach unten durchströmt werden, und zwar vorzugsweise im Gegenstrom. Es handelt sich um Wärmetauschermodule M in Horizontalbauweise, d. h. die das Medium a, b führenden Kanäle 1a, 1b eines Moduls M erstrecken sich im Betrieb in (etwa) horizontaler Richtung.In the figures is a heat exchanger for transferring heat from a first medium a , e.g. B. heated digested sludge or hot water, to a second medium b , e.g. B. Example of cold raw sludge shown. In the exemplary embodiment, such a heat exchanger has several heat exchanger modules M. which are arranged one above the other or one below the other and from the media a , b are flowed through successively from bottom to top or from top to bottom, namely preferably in countercurrent. These are heat exchanger modules M. in horizontal construction, ie the the medium a , b leading channels 1a , 1b of a module M. extend in (approximately) horizontal direction during operation.

Die Wärmetauschermodule M, aus denen der Wärmetauscher zusammengesetzt ist, weisen jeweils ein erstes Rohrleitungsbündel mit mehreren Kanälen 1a bzw. Rohrsträngen für das erste Medium a, z. B. den Faulschlamm, sowie ein zweites Rohrleitungsbündel mit mehreren Rohrsträngen bzw. Kanälen 1b für das im Gegenstrom zu dem ersten Medium a geführte zweite Medium b, z. B. den Rohschlamm auf. Das Modul lässt sich jedoch auch ohne konstruktive Änderungen im Gleichstrombetrieb verwenden. Die Rohrstränge bzw. Kanäle 1a, 1b des ersten und des zweiten Rohrbündels sind dabei innerhalb eines Moduls M im Wesentlichen parallel zueinander und im Wesentlichen gradlinig ohne bogenförmige Umlenkstrecken angeordnet. Das erste Medium a durchläuft folglich das Wärmetauschermodul M in den im Wesentlichen parallel angeordneten Kanälen 1a in einer einheitlichen Richtung von einem Ende zu dem anderen Ende des Wärmetauschers, während das andere Medium b durch die Kanäle 1b das Modul M in einheitlicher, entgegengesetzter Richtung von einem Ende zum anderen Ende durchläuft.The heat exchanger modules M. , from which the heat exchanger is composed, each have a first pipe bundle with several channels 1a or pipe strings for the first medium a , e.g. B. the digested sludge, as well as a second bundle of pipes with several pipe strings or channels 1b for that in countercurrent to the first medium a guided second medium b , e.g. B. the raw sludge. However, the module can also be used in direct current mode without any design changes. The pipe strings or channels 1a , 1b the first and the second tube bundle are within one module M. arranged essentially parallel to one another and essentially in a straight line without curved deflection sections. The first medium a consequently passes through the heat exchanger module M. in the essentially parallel channels 1a in a uniform direction from one end to the other end of the heat exchanger while the other medium b through the canals 1b the module M. in a uniform, opposite direction from one end to the other.

Das Modul weist einen Modulkörper K mit einer Länge L und einem rechteckigen Querschnitt mit Breite B und Höhe H auf. Über die Breite B des Moduls M sind einerseits mehrere erste Kanäle 1a und andererseits mehrere zweite Kanäle 1b abwechselnd und jeweils paarweise nebeneinander und parallel zueinander angeordnet, wobei sich sowohl die ersten Kanäle 1 a als auch die zweiten Kanäle 1b über die gesamte Höhe H des Modulkörpers K erstrecken und jeweils selbst einen rechteckigen Querschnitt mit einer Höhe h und einer Breite b aufweisen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind einerseits drei erste Kanäle 1a und andererseits drei zweite Kanäle 1b und folglich insgesamt sechs Kanäle nebeneinander angeordnet. Die Kanäle 1a, 1b enden an ihren Kopfenden jeweils in einem gemeinsamen Kopfstück 4 oder münden in ein solches gemeinsames Kopfstück 4. Jedes der Kopfstücke 4 weist auf seiner Oberseite und auf seiner Unterseite jeweils zumindest eine Eintrittsöffnung 2 oder eine Austrittsöffnung 3 auf, wobei das jeweilige Kopfstück 4 bzw. Modul M über diese Öffnungen 2, 3 an eine korrespondierende Öffnung 2, 3 eines Kopfstückes 4 des darunter angeordneten Moduls bzw. des darüber angeordneten Moduls M angeschlossen ist. Über diese Eintrittsöffnungen 2 und Austrittsöffnungen 3 gelangt das Medium a bzw. b folglich von einem Modul zu einem darüber oder darunter angeordneten Modul. Die Öffnungen 2, 3 sind bevorzugt rechteckförmig ausgebildet.The module has a module body K with a length L. and a rectangular cross-section with width B. and height H on. About the width B. of the module M. are on the one hand several first channels 1a and on the other hand several second channels 1b arranged alternately and in pairs next to one another and parallel to one another, with both the first channels 1 a as well as the second channels 1b over the entire height H of the module body K extend and each itself a rectangular cross-section with a height h and a width b exhibit. In the illustrated embodiment, on the one hand, there are three first channels 1a and on the other hand three second channels 1b and consequently a total of six channels arranged side by side. The channels 1a , 1b end at their head ends in a common head piece 4th or open into such a common head piece 4th . Each of the head pieces 4th has at least one inlet opening on its upper side and on its lower side 2 or an outlet opening 3 on, the respective head piece 4th or module M. over these openings 2 , 3 to a corresponding opening 2 , 3 of a head piece 4th of the module arranged below or the module arranged above M. connected. About these inlet openings 2 and outlet openings 3 the medium arrives a or. b consequently from a module to a module arranged above or below it. The openings 2 , 3 are preferably rectangular.

1 zeigt einen Wärmetauscher bzw. einen Stapel eines Wärmetauschers mit mehreren Modulen M, die übereinander angeordnet sind, wobei sowohl das erste Medium a als auch das zweite Medium b von oben nach unten von Modul zu Modul geführt werden, und zwar im Gegenstrom. Das Medium a gelangt folglich über die Eintrittsöffnung 2 in das Modul und strömt von links nach rechts in den Bereich des rechten Kopfstückes 4. Dort gelangt es über die Austrittsöffnung 3 dieses Moduls M und die Eintrittsöffnung 2 des darunter angeordneten Moduls M in die Kanäle 1a des darunter angeordneten Moduls und strömt dort von rechts nach links durch das Modul M. Das Medium b strömt ebenfalls von oben nach unten, jedoch in entgegengesetzten Richtungen. Die Medien können aber auch von unten nach oben geführt werden. 1 shows a heat exchanger or a stack of a heat exchanger with several modules M. , which are arranged one above the other, with both the first medium a as well as the second medium b from top to bottom from module to module, in countercurrent. The medium a consequently passes through the inlet opening 2 into the module and flows from left to right into the area of the right head piece 4th . There it arrives via the outlet opening 3 of this module M. and the inlet opening 2 of the module below M. in the channels 1a of the module arranged below and flows from right to left through the module M. . The medium b also flows from top to bottom, but in opposite directions. The media can also be guided from the bottom up.

Nach einem Aspekt der Erfindung verjüngen sich die Kanäle 1a, 1b an einem Ende im Bereich des Kopfstückes 4 mit einer schräg orientierten Leitfläche 6, d. h. sie verjüngen sich in ihrer Höhe und weisen folglich im Bereich der Leitflächen 6 eine abnehmende oder zunehmende Höhe auf. Dabei ist vorgesehen, dass sich diese schräge Leitfläche 6 über die gesamte Höhe h des Kanals erstreckt und über die gesamte Höhe h des Kanals vom Kanalende hin in Richtung zur Kanalmitte hin abfällt oder ansteigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel fallen die schrägen Leitflächen 6 vom jeweiligen Kanalende weg in Richtung zur Kanalmitte hin ab. Sofern das Medium von oben nach unten durch einen Modulstapel geleitet wird, sind die jeweiligen Leitflächen 6 in der Strömungsrichtung als untere Leitflächen rutschenartig abfallend orientiert, d. h. das Material wird von einem oberen Modul über eine rutschenartige, untere Leitfläche 6 in die Kanäle des darunter angeordneten Moduls geleitet. Sofern das Material durch einen Modulstapel von unten nach oben von Modul zu Modul gedrückt wird, sind die Leitflächen 6 ebenfalls als untere Leitflächen ausgebildet, sie steigen jedoch in der Strömungsrichtung rampenartig an. Ob man von einer rutschenartig abfallenden Leitfläche oder einer rampenartig ansteigenden Leitfläche spricht, hängt folglich von der Betriebsweise des jeweiligen Stapels ab. In den 1 bis 5 ist eine Durchströmung der Module von oben nach unten dargestellt, so dass die Leitflächen 6 jeweils rutschenartig abfallen. Der Neigungswinkel α der Leitflächen gegen die Horizontale beträgt z. B. 10° bis 70° und im Ausführungsbeispiel z. B. 20° bis 50°.According to one aspect of the invention, the channels are tapered 1a , 1b at one end in the area of the head piece 4th with an obliquely oriented guide surface 6th , ie they taper in height and consequently point in the area of the guide surfaces 6th a decreasing or increasing height. It is provided that this inclined guide surface 6th Extends over the entire height h of the canal and falls or rises over the entire height h of the canal from the end of the canal towards the center of the canal. In the illustrated embodiment, the inclined guide surfaces fall 6th away from the respective end of the canal towards the middle of the canal. If the medium is passed through a module stack from top to bottom, the respective guide surfaces are 6th oriented in the direction of flow as lower guide surfaces, sloping down like a slide, ie the material is transferred from an upper module over a slide-like, lower guide surface 6th guided into the channels of the module arranged below. If the material is pressed from bottom to top by a module stack from module to module, the guide surfaces are 6th also designed as lower guide surfaces, but they rise like a ramp in the direction of flow. Whether one speaks of a guide surface that slopes down like a slide or a guide surface that rises like a ramp therefore depends on the mode of operation of the respective stack. In the 1 to 5 a flow through the modules is shown from top to bottom, so that the guide surfaces 6th each fall like a slide. The angle of inclination α of the guide surfaces to the horizontal is z. B. 10 ° to 70 ° and in the exemplary embodiment, for. B. 20 ° to 50 °.

In dem dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiel sind nicht an beiden Enden jeweils eines Kanals 1a bzw. 1b Leitflächen 6 vorgesehen, sondern lediglich an einem der Enden ist eine schräge Leitfläche 6 realisiert. An dem jeweils gegenüberliegenden Ende desselben Kanals wird auf eine schräge Leitfläche verzichtet, so dass der Kanal an diesem Ende über die volle Höhe h in das Kopfstück 4 mündet, so dass das Kopfstück 4 für dieses Medium a oder b eine Sammelkammer 5 bildet, da in dem Kopfstück 4 mehrere Kanäle über die volle Höhe h in das Kopfstück 4 münden und auf diese Weise in eine Sammelkammer 5 gelangen. In der bevorzugten Ausführungsform ist in einem Kopfstück 4 folglich lediglich eine einzige Sammelkammer 5 an einem Ende für eines der Medien vorgesehen, während das andere Medium über die Kanalenden direkt mit dem darüber bzw. darunter angeordneten Modul in Verbindung steht. Dieses ergibt sich aus einer vergleichenden Betrachtung der Figuren.In the preferred exemplary embodiment shown, there are no channels at both ends 1a or. 1b Guide surfaces 6th provided, but only at one of the ends is an inclined guide surface 6th realized. An inclined guide surface is dispensed with at the opposite end of the same channel, so that the channel at this end over the full height h into the head piece 4th opens so that the head piece 4th for this medium a or b a collection chamber 5 forms because in the head piece 4th several channels over the full height h in the head piece 4th open out and in this way in a collecting chamber 5 reach. In the preferred embodiment is in a head piece 4th consequently only a single collection chamber 5 provided at one end for one of the media, while the other medium is connected via the channel ends directly to the module arranged above or below. This results from a comparative consideration of the figures.

So erkennt man z. B. anhand von 4, dass dort das erste Medium 1a über die Eintrittsöffnung 2 an einem Kopfende in das Modul M von oben gelangt und unmittelbar über die schräge Leitfläche 6 in den jeweiligen Kanal 1a gelangt, ohne dass an diesem (links dargestellten) Kanalende bzw. Kopfstück eine Durchmischung des Materials innerhalb des Moduls M erfolgt. In dem in 4 dargestellten oberen Modul ist folglich im linken Bereich keine Sammelkammer für das Medium 1a realisiert. Das Medium a gelangt über die Kanäle 1a dann jedoch auf der rechten Seite in eine Sammelkammer 5, da dort die Kanäle 1a ohne Leitflächen in das Kopfstück 4 münden. Das Medium aus sämtlichen drei nebeneinander angeordneten Kanälen 1a gelangt folglich gemeinsam in das Kopfstück rechts in 4 und von dort über die Austrittsöffnung 3 des Moduls M und über die Eintrittsöffnung 2 des darunter angeordneten Moduls M in das darunter angeordnete Modul M. Bei diesem darunter angeordneten Modul M ist für das Medium a im rechten Bereich keine Sammelkammer realisiert, dafür jedoch im linken Bereich. Diese Ausgestaltung der Module M, bei der an einem Modulende bzw. in einem Kopfstück nicht zwei Sammelkammern übereinander angeordnet sind, lässt sich eine besonders zuverlässige und einfache Reinigung der Module realisieren. Darauf wird im Folgenden noch eingegangen.So one recognizes z. B. based on 4th that there is the first medium 1a via the inlet opening 2 at one head end in the module M. from above and directly over the inclined guide surface 6th in the respective channel 1a arrives without a mixing of the material within the module at this channel end or head piece (shown on the left) M. he follows. In the in 4th The upper module shown is consequently not a collection chamber for the medium in the left area 1a realized. The medium a gets through the canals 1a but then on the right side in a collecting chamber 5 as there the canals 1a without guide surfaces in the head piece 4th flow out. The medium from all three adjacent channels 1a consequently comes together in the head piece on the right in 4th and from there via the outlet opening 3 of the module M. and via the inlet opening 2 of the module below M. into the module below M. . With this module arranged below M. is for the medium a no collecting chamber is realized in the right area, but in the left area. This design of the modules M. , in which two collecting chambers are not arranged one above the other at one module end or in a head piece, a particularly reliable and simple cleaning of the modules can be achieved. This will be discussed in the following.

Außerdem ist in den Figuren erkennbar, dass nach einem zweiten Aspekt der Erfindung die Kopfstücke 4 jeweils eine stirnseitige (rechteckige) Wartungsöffnung 7 aufweisen, die sich über die gesamte Breite B des Modulkörpers K erstreckt. In dem Ausführungsbeispiel wird der Modulkörper K mit der Länge L und der Breite B und der Höhe H von der Gesamtheit der Kanäle 1a, 1b gebildet, so dass der Modulkörper im Wesentlichen aus mehreren Blechen zusammengesetzt ist. Endseitig weist das Modul jeweils eine Flanschplatte 11 als Endplatte auf, die endseitig an die jeweilige Stirnfläche bzw. an das Stirnende des Modulkörpers K befestigt ist. In diese Flanschplatte ist die Wartungsöffnung 7 integriert. Außerdem sind an dem Modulkörper K im Bereich der Kopfstücke 4 oberseitig eine obere Verbindungsplatte 12 und eine untere Verbindungsplatte 13 befestigt, in welche die Eintrittsöffnung 2 bzw. Austrittsöffnung 3 integriert sind. Über diese Platten 12, 13 erfolgt die Verbindung der Module. Die Wartungsöffnung 7 ist mit einer Abschlussplatte 8 bzw. einem Verschlussdeckel lösbar verschlossen, wobei diese Abschlussplatte 8 als Deckel an der Flanschplatte 11 lösbar befestigt wird, z. B. mit Schrauben. Im Betrieb ist folglich die Abschlussplatte 8 an dem jeweiligen Kopfende des Moduls M montiert, so dass das Medium einwandfrei von Modul zu Modul geführt wird. Die Abschlussplatte 8 lässt sich jedoch zu Wartungszwecken lösen, so dass dann die Wartungsöffnung 7 freigegeben wird und das Modul gereinigt werden kann. Die stirnseitigen Wartungsöffnungen 7 der Module sind jeweils als ungeteilte Öffnungen ausgebildet, d. h. es sind keine quer oder längs verlaufenden Stege innerhalb der Öffnung realisiert, die Reinigungsarbeiten behindern könnten. Dieses hängt damit zusammen, dass bei den erfindungsgemäßen Modulen nicht an jedem Modulende zwei separate Sammelkammern übereinander oder auch nebeneinander angeordnet sind, sondern dass das Medium a, b zumindest an einem Ende unmittelbar über die Kanäle 1a, b und die schrägen Leitflächen 6 in das darüber oder darunter angeordnete Modul gelangt bzw. aus einem darüber oder darunter angeordneten Modul über die schrägen Flächen 6 unmittelbar in die Kanäle 1a, 1b gelangt.It can also be seen in the figures that, according to a second aspect of the invention, the head pieces 4th one front (rectangular) maintenance opening each 7th have that extend over the entire width B. of the module body K extends. In the exemplary embodiment, the module body K with length L. and the width B. and the height H of the set of channels 1a , 1b formed so that the module body is essentially composed of several metal sheets. The end of the module has a flange plate 11 as an end plate, the end of the respective end face or the end face of the module body K is attached. The maintenance opening is in this flange plate 7th integrated. Also on the module body K in the area of the head pieces 4th on top an upper connecting plate 12 and a lower connecting plate 13th attached, in which the inlet opening 2 or outlet opening 3 are integrated. About these plates 12 , 13th the modules are connected. The maintenance opening 7th is with an end plate 8th or a closure cover releasably closed, this closing plate 8th as a cover on the flange plate 11 is releasably attached, e.g. B. with screws. The end plate is consequently in operation 8th at the respective head end of the module M. mounted so that the medium is properly fed from module to module. The end plate 8th can, however, be released for maintenance purposes, so that the maintenance opening 7th is released and the module can be cleaned. The front maintenance openings 7th of the modules are each designed as undivided openings, ie there are no transverse or longitudinal webs within the opening that could hinder cleaning work. This is related to the fact that in the modules according to the invention, not two separate collecting chambers are arranged one above the other or also next to one another at each module end, but rather that the medium a , b at least at one end directly over the channels 1a , b and the sloping baffles 6th passes into the module arranged above or below or from a module arranged above or below via the inclined surfaces 6th directly into the canals 1a , 1b got.

Eine besonders große Wartungsöffnung 7 lässt sich z. B. dadurch realisieren, dass die erforderlichen Montagemittel zur Befestigung der Abschlussplatte 8 an der Wartungsöffnung 7 zumindest teilweise aus dem Modulquerschnitt heraus verlagert bzw. im Wesentlichen aus dem Modulquerschnitt heraus verlagert werden. Modulquerschnitt meint den Querschnitt des Modulkörpers K mit der Höhe H und der Breite B. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die jeweilige Wartungsöffnung 7 von einem Montageflansch 9 umgeben, der von einzelnen Flanschabschnitten 9a, 9b gebildet wird, die jeweils nach außen vorkragen bzw. über den Modulquerschnitt nach außen ragen und folglich die Wartungsöffnung nicht oder nur unwesentlich verdecken. Die seitlichen Flanschabschnitte 9a sind vollständig außerhalb des Querschnittes des Modulkörpers K und folglich außerhalb der Kanäle 1a, 1b angeordnet. Die oberen und unteren Flanschabschnitte 9b sind lediglich teilweise außerhalb des Modulquerschnittes angeordnet, sie können teilweise in den Modulquerschnitt hineinragen. Denn für die optimale Reinigungsmöglichkeit ist vor allem die vollständige Zugänglichkeit über die Breite des Modulquerschnittes wesentlich. Über die Höhe ist es vorteilhaft, dass keine weiteren Trennstege innerhalb der Öffnung vorgesehen sind.A particularly large maintenance opening 7th can z. B. . thereby realize that the necessary mounting means for fastening the end plate 8th at the maintenance opening 7th at least partially displaced out of the module cross-section or substantially displaced out of the module cross-section. Module cross-section means the cross-section of the module body K with the height H and the width B. . In the illustrated embodiment, the respective maintenance opening is 7th from a mounting flange 9 surrounded by individual flange sections 9a , 9b is formed, which protrude outward or protrude beyond the module cross-section and consequently do not or only insignificantly cover the maintenance opening. The side flange sections 9a are completely outside the cross-section of the module body K and consequently outside the channels 1a , 1b arranged. The top and bottom flange sections 9b are only partially arranged outside the module cross-section, they can partially protrude into the module cross-section. This is because complete accessibility across the width of the module cross-section is essential for optimal cleaning. In terms of height, it is advantageous that no further separating webs are provided within the opening.

In den Flanschabschnitten 9a, 9b sind z.B. Verbindungsausnehmungen 10 (z. B. Gewindebohrungen) für eine Befestigung der Abschlussplatte 8 vorgesehen. Die Abschlussplatte 8 lässt sich folglich auf den Montageflanschen 9 aufsetzen und mit nicht dargestellten Schrauben fixieren, wobei gegebenenfalls Dichtungen zwischengeschaltet sind, die ebenfalls nicht dargestellt sind. Der Montageflansch 9 ist im Ausführungsbeispiel von der Flanschplatte 11 gebildet.In the flange sections 9a , 9b are for example connection recesses 10 (e.g. threaded holes) for attaching the end plate 8th intended. The end plate 8th can consequently be placed on the mounting flanges 9 Put on and fix with screws, not shown, with seals being interposed if necessary, the are also not shown. The mounting flange 9 is in the exemplary embodiment from the flange plate 11 educated.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit dem Montageflansch 9 ist folglich endseitig im Bereich des Montageflansches 9 eine Höhe y und eine Breite x des Montageflansches realisiert, die größer als die Höhe H und die Breite B des Modulkörpers K sind. Die Abschlussplatte weist daher ebenfalls eine größere Breite x und eine größere Höhe y auf als der Modulkörper K, da die Abschlussplatte 8 bevorzugt in etwa eine Größe aufweist, wie der Abschlussflansch 9 bzw. das Modul im Bereich des Abschlussflansches. Die Wartungsöffnung 7 weist eine Breite c auf, die der Breite B des Modulkörpers entspricht. Die Höhe d der Wartungsöffnung ist etwas geringer als die Höhe H des Modulkörpers K, sie beträgt zumindest 50 % der Höhe H, vorzugsweise zumindest 70 % der Höhe H.Due to the design according to the invention with the mounting flange 9 is consequently at the end in the area of the mounting flange 9 realized a height y and a width x of the mounting flange that are greater than the height H and the width B. of the module body K are. The end plate therefore also has a greater width x and a greater height y than the module body K as the end plate 8th preferably has about the same size as the end flange 9 or the module in the area of the end flange. The maintenance opening 7th has a width c that is that of the width B. of the module body. The height d of the maintenance opening is slightly less than the height H of the module body K , it is at least 50% of the height H, preferably at least 70% of the height H.

Die Wärmetauschermodule M lassen sich z. B. einfach aus Stahlblechen fertigen, wobei bevorzugt Edelstahlbleche zum Einsatz kommen. Es ergeben sich verschiedene konstruktive Möglichkeiten ein Modul aus entsprechend vorgefertigten Blechen herzustellen, die z. B. miteinander verschweißt werden. Bevorzugt wird der Modulkörper K von einzelnen Blechen gebildet, die unter Bildung der Kanäle miteinander verschweißt sind. Endseitig kann an diesen Modulkörper K z. B. die Flanschplatte 11 bzw. die Flanschplatten 11 befestigt werden, z. B. ebenfalls verschweißt werden. Ferner können oberseitig und unterseitig auf dem Modulkörper die zusätzlichen Verbindungsplatten 12, 13 befestigt werden, z. B. ebenfalls durch Schweißverbindungen. Diese Verbindungsplatten 12, 13 sind in 6 nicht dargestellt.The heat exchanger modules M. can be z. B. simply made of sheet steel, preferably stainless steel sheets are used. There are various design options to produce a module from appropriately prefabricated metal sheets, which z. B. be welded together. The module body is preferred K formed by individual metal sheets which are welded together to form the channels. The end of this module body can K z. B. the flange plate 11 or the flange plates 11 be attached, e.g. B. are also welded. Furthermore, the additional connecting plates can be placed on the module body on the top and bottom 12 , 13th be attached, e.g. B. also by welded connections. These connecting plates 12 , 13th are in 6th not shown.

Ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher besteht bevorzugt aus mehreren Wärmetauschermodulen M und besonders bevorzugt aus mehreren Modulstapeln, die nebeneinander angeordnet sind. Dieses ist in den Figuren nicht dargestellt. Das Material wird bei einer solchen Ausführungsform in einem Stapel von unten nach oben und in dem daneben angeordneten Stapel von unten nach oben geleitet, ohne dass jedoch die Konstruktion der einzelnen Module bzw. Stapel geändert wird.A heat exchanger according to the invention preferably consists of several heat exchanger modules M. and particularly preferably from several module stacks which are arranged next to one another. This is not shown in the figures. In such an embodiment, the material is guided from bottom to top in a stack and from bottom to top in the stack arranged next to it, but without changing the construction of the individual modules or stacks.

Im Übrigen besteht die Möglichkeit, einen Wärmetauscher aus einer Vielzahl von Modulen in einem Container zusammenzufassen, wobei z. B. Standard-Frachtcontainer zum Einsatz kommen können. Es wird folglich eine Containerbauweise zur Verfügung gestellt, die für einen einfachen Transport und eine einfache Logistik sorgt. Auch dieses ist nicht dargestellt.In addition, there is the possibility of combining a heat exchanger from a large number of modules in a container, with z. B. Standard freight containers can be used. Consequently, a container construction is made available which ensures simple transport and simple logistics. This is also not shown.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 202010003704 U1 [0004]

Claims

Heat exchanger module (M) for a heat exchanger for heat transfer from a first flowable medium (a), e.g. B. digested sludge or water, to a second flowable medium (b), z. B. raw sludge, with a module body (K) which has a length (L) and preferably a rectangular cross-section with width (B) and height (H), the module body (K) each having one or more first channels (1a) for the first medium (a) and one or more second channels (1b) for the second medium (b), with one or more first channels (1a) over the width (B) of the module (M) or module body (K) ) and on the other hand, one or more second channels (1b) are arranged alternately and preferably in pairs next to one another and parallel to one another, with both the first channel or channels (1a) and the second channel or channels (1b) extending over the entire height (H ) of the module body (K) and preferably each have a rectangular cross section, the first channel or channels (1a) and the second channel or channels (1b) each ending at their head ends in a common head piece (4) or in a common head piece (4) open, with each of the head piece (4) has at least one inlet opening (2) and / or one outlet opening (3) on its upper side and / or underside, with which the module (M) is attached to a head piece (4) of a module arranged below or above ( M) can be connected so that the respective medium is directed into the module arranged below or above, characterized in that the head pieces each have a front maintenance opening (7) which extends essentially over the entire width of the module body (K) and which is releasably closed or closable with an end plate (8).

Heat exchanger module Claim 1 , characterized in that the front maintenance opening (7) extends as an undivided opening essentially over the entire width (B) of the module body and has a height (b) which is preferably at least 50%, e.g. B. 70% or more of the height (H) of the module body (K).

Heat exchanger module Claim 1 or 2 or according to the generic term des Claim 1 , characterized in that the maintenance opening (7) is surrounded by a mounting flange (9) with one or more over the module cross-section protruding outward flange sections (9a, 9b) with connecting recesses (10), z. B. holes, threaded holes, blind holes or the like, or with connecting elements, for. B. screws or the like are provided.

Heat exchanger module after one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the module (M) has at its ends a flange plate (11) which is connected to the end of the module body (K) and in which the respective maintenance opening (7) is integrated and on which the connection plate (8) for closing the Maintenance opening (7) can be fastened or fastened.

Heat exchanger module Claim 3 or 4th , characterized in that the end plate (8) and / or the flange plate (11) has a greater width (x) and / or greater height (y) than the module body (K).

Heat exchanger module after one of the Claims 1 to 5 or according to the generic term des Claim 1 , the channel or channels (1a, 1b) tapering in height at at least one end in the region of the head piece (4) with an inclined guide surface (6), characterized in that the inclined guide surface (6) extends over the entire Height (h) of the channel (1a, 1b) extends and falls or rises over the entire height (h) of the channel (1a, 1b) from the channel end in the direction of the channel center.

Heat exchanger module Claim 6 , characterized in that the inclined guide surfaces (6) slope away from the channel end in the direction of the channel center.

Heat exchanger module Claim 6 or 7th , characterized in that the guide surfaces (6) and preferably all of the guide surfaces (6) in the flow direction as lower guide surfaces fall like a slide or rise like a ramp.

Heat exchanger module after one of the Claims 6 to 8th , characterized in that each channel (1a, 1b) has an inclined guide surface (6) only at one end.

Heat exchanger module after one of the Claims 6 to 9 , characterized in that the channels (1a, 1b) at one end, e.g. B. via the inclined guide surfaces (6), directly and individually into the inlet opening (2) or outlet opening (3) of the modules and that the channels (1a, 1b) at the opposite end, for. B. without inclined guide surfaces over the full height (h), open into a common collecting chamber (5) in the head piece (4), which is in communication with the inlet opening (2) or outlet opening (3).

Heat exchanger module after one of the Claims 6 to 10 , characterized in that the modules (M) or their head pieces each have one have front-side maintenance opening which is releasably closed or closable with an end plate.

Heat exchanger module after one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the module (M) has an upper connecting plate (12) and a lower connecting plate (13) on the head pieces, which are attached to the module body (K) on the top and bottom and in each of which the inlet opening (2 ) or outlet opening (3) is arranged.

Heat exchanger module after one of the Claims 1 to 12 , characterized in that the module body (K) has a constant or identical cross section over the entire length.

Heat exchanger module after one of the Claims 1 to 13th , characterized in that each module (M) has two to five first channels (1a) and two to five second channels (1b), e.g. B. three first channels (1a) and three second channels (1b).

Heat exchanger module after one of the Claims 1 to 12 , characterized in that the modules (M), for. B. the module body (k) or its channels (1a, 1b) and / or flange plates (11), connecting plates (8) and / or connecting plates (12, 13) made of steel or sheet steel, e.g. B. made of stainless steel.

Heat exchanger with a plurality of heat exchanger modules (M) arranged one above the other according to one of the Claims 1 to 15th .

Heat exchanger after Claim 16 , with at least one first module stack consisting of several heat exchanger modules (M) arranged one above the other and a second module stack arranged next to one another consisting of several heat exchanger modules (M) arranged one above the other, the top or bottom modules of the two module stacks arranged next to one another being connected to one another by means of at least one connecting line.