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Die Erfindung betrifft einen Plattenwärmetauscher, insbesondere einen Gegenstromplattenwärmetauscher zur Rauchgasabkühlung, mit im Gleichstrom oder im Gegenstrom von einem ersten und einem zweiten Medium durchströmbaren Strömungskanälen, die für das erste Medium zwischen zwei zu einem Plattenpaar kombinierten Einzelplatten und für das zweite Medium zwischen zwei zu einem Plattenstapel kombinierten Plattenpaaren gebildet sind.
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Plattenwärmetauscher im Allgemeinen sowie Gegenstromstromplattenwärmetauscher im Speziellen sind aus dem Stand der Technik an sich gut bekannt, weshalb es eines gesonderten druckschriftlichen Nachweises nicht bedarf. Es sei deshalb auch nur beispielhaft auf die
DE 10 2020 120 708 A1 verwiesen, die einen Gegenstromplattenwärmetauscher offenbart.
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Eine industrielle Anwendung von Plattenwärmetauschen und auch von Gegenstromplattenwärmetauschern ist die Rauchgasabkühlung. Das im Plattenwärmetauscher abzukühlende Rauchgas führt Schmutzpartikel und sonstige Verunreinigungen mit sich, die sich auf die Dauer im Plattenwärmetauscher ablagern und ansammeln können. Es kommt infolge dessen zu einer Verschmutzung des Plattenwärmetauschers, was im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall eines Plattenwärmetauschers zu Druckverlusten führt. Verunreinigte Plattenwärmetauscher fahren deshalb nur in Teillast oder müssen von Zeit zu Zeit gereinigt werden.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Reinigung von Plattenwärmetauschern sogenannte Rußbläser einzusetzen. Mittels eines solchen Rußbläsers wird Dampf in den Plattenwärmetauscher mit dem Ziel eingebracht, angelagerte Verschmutzungen und/oder Verunreinigungen lösen und alsdann ausblasen zu können. In nachteiliger Weise ist der Einsatz eines solchen Rußbläsers mit erheblichen Kosten verbunden. Darüber hinaus besteht in nachteiliger Weise die Gefahr, dass die vergleichsweise dünnen Einzelplatten des Plattenwärmetauschers durch den Einsatz eines Rußbläsers beschädigt werden können. Hinzu kommt, dass eine solche Reinigung nur im Nichtbetrieb des Plattenwärmetauschers möglich ist, was erhebliche Ausfallkosten erzeugt, da die vollständige Reinigung eines Plattenwärmetauschers durchaus Tage in Anspruch nehmen kann.
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Aus dem Stand der Technik ist auch die Reinigung von Plattenwärmetauschern mit anderen Reinigungsmitteln, wie zum Beispiel Bürsten oder Schabern, bekannt. Diese haben sich allerdings nicht als besonders effektiv erwiesen. Ferner ist aus allen vorbekannten Reinigungsverfahren gemein, dass sie nur im Nichtbetrieb des Plattenwärmetauschers durchgeführt werden können, womit sie aufgrund der entstehenden Ausfallkosten teuer sind.
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Infolge einer nur unzureichenden Reinigung stellt sich zudem der negative Effekt ein, dass sich die möglichen Betriebszeiten des Plattenwärmetauschers auf die Dauer immer weiter verkürzen. Denn selbst ein gereinigter Plattenwärmetauscher ist bis zur erneuten Verschmutzung nicht so lange betriebsbereit, wie dies im Falle eines neu aufgestellten Plattenwärmetauschers der Fall ist.
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Es ist deshalb ausgehend vom Vorbeschriebenen die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, einen Plattenwärmetauscher der eingangs genannten Art bereitzustellen, der konstruktionsbedingt einen weitestgehend reinigungsfreien Betrieb ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschlagen ein Plattenwärmetauscher der eingangs genannten Art, der sich auszeichnet durch eine mediumeingangsseitig einer der beiden Strömungskanäle angeordnete Filtereinrichtung, wobei die Filtereinrichtung eine Filtereinheit und eine die Filtereinheit auswechselbar aufnehmende Trageinheit aufweist.
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Der erfindungsgemäße Plattenwärmetauscher ist mit einer Filtereinrichtung ausgerüstet. Diese ist dem einen der beiden Strömungskanäle mediumeingangsseitig vorgeschaltet. Das im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall in den Strömungskanal einströmende Medium passiert mithin vor einem Einleiten in den Strömungskanal die Filtereinrichtung.
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Die Filtereinrichtung weist eine Filtereinheit auf. Diese Filtereinheit sorgt im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall dafür, dass im Medium befindliche Schmutzpartikel und sonstige Verunreinigungen ausgefiltert werden, so dass sie nicht vom Medium weiter mitgeführt und in den Strömungskanal eingebracht werden. Im Ergebnis kann in vorteilhafter Weise eine Anhaftung von Schmutzpartikeln und Verunreinigungen im Strömungskanal vermieden werden, was in der Konsequenz einen dem Grunde nach reinigungsfreien Betrieb des Plattenwärmetauschers gestattet.
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Die Filtereinheit setzt sich mit herausgefilterten Schmutzpartikeln und Verunreinigungen auf die Dauer zu. Sie ist deshalb von Zeit zu Zeit zu reinigen oder gegen eine neue, d.h. unverschmutzte Filtereinheit zu tauschen. Dabei liegt der große Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion darin, dass ein Austausch einer Filtereinheit während eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Plattenwärmetauschers vorgenommen werden kann. Teure Ausfallzeiten des Plattenwärmetauschers können so im Unterschied zum Stand der Technik vollends vermieden werden.
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Der Austausch einer Filtereinheit ist konstruktiv dadurch ermöglicht, dass die Filtereinrichtung über eine Trageinheit verfügt, die die Filtereinheit auswechselbar aufnimmt. Im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall trägt die Trageinheit mithin die Filtereinheit, und zwar auswechselbar, so dass im Bedarfsfall die Filtereinheit der Trageinheit in einfacher Weise entnommen werden kann. Die entnommene Filtereinheit kann dann entweder gereinigt und wiedereingesetzt oder unmittelbar durch eine neu oder bereits gereinigte Filtereinheit ausgetauscht werden. In jedem Fall ist es möglich, den bestimmungsgemäßen Betrieb des Plattenwärmetauschers auch bei einem Austausch der Filtereinheit aufrechtzuerhalten.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filtereinheit ein plattenförmiges Filterelement aufweist, das perforiert ausgebildet ist. Das Filterelement ist mithin nach Art eines Siebs ausgebildet. Dabei kann das plattenförmige Filterelement beispielsweise aus einem korrosionsbeständigen Material, insbesondere Edelstahl gebildet sein. Es ist so ein auch gegenüber mechanischen Belastungen robustes Filterelement geschaffen, das in einfacher Weise gereinigt werden kann. Dabei kann eine Reinigung mit Wasser auch unter Hochdruck und unter Einsatz chemischer Reinigungsmittel erfolgen, ohne dass das Filterelement hierbei Schaden nimmt. Darüber hinaus erweist sich ein solch ausgebildetes Filterelement gegenüber auch heißen Rauchgasen als äußerst beständig, so dass eine langlebige Verwendung ermöglicht ist. Ein wiederholter Einsatz des Filterelements im Austausch ist so in vorteilhafter Weise sichergestellt.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Filterelement Durchtrittsöffnungen mit einem Durchtrittsdurchmesser von 1 mm bis 4 mm, vorzugsweise von 2 mm bis 3,5 mm, mehr bevorzugt von 3 mm aufweist. Untersuchungen haben gezeigt, dass Durchtrittsöffnungen mit derartigen Durchtrittsdurchmessern eine hinreichende Reinigungswirkung erbringen, so dass eine ungewollte Verschmutzung des Plattenwärmetauschers wirkungsvoll unterbunden ist. Gleichzeitig ist der mit einem Einsatz eines solchen Filterelements einhergehende Druckverlust nicht so groß, als dass ein bestimmungsgemäßer Betrieb des Plattenwärmetauschers beeinträchtigt wäre. Das erfindungsgemäß ausgebildete Filterelement ermöglicht mithin einerseits einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Plattenwärmetauschers und andererseits eine Reinigung des durch das Filterelement hindurchgeführten Mediums, so dass ein Zusetzen des für dieses Medium vorgesehenen Strömungskanals im Plattenwärmetauscher sicher unterbunden ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Filterelement ein Öffnungsverhältnis von 35 % bis 55 %, vorzugsweise von 40 % bis 50 %, mehr bevorzugt von 45 % aufweist. „Öffnungsverhältnis“ meint dabei die mit den Durchtrittsöffnungen insgesamt gegebene Öffnungsfläche, und zwar bezogen auf die vom Filterelement insgesamt bereitgestellte Wirkoberfläche.
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Das erfindungsgemäße Filterelement sorgt in vorteilhafter Weise dafür, dass aus dem durch das Filterelement hindurch zu führende Medium Schmutzpartikel und sonstige Verunreinigungen herausgefiltert werden. Dies erbringt in schon vorbeschriebener Weise den Vorteil, dass ungewollte Verschmutzungen des Plattenwärmetauschers zumindest weitestgehend vermieden werden können. Je nach Art und Größe der vom Medium mitgeführten Schmutzpartikel und sonstigen Verunreinigungen kann aber auch die erfindungsgemäß vorgesehene Filtereinrichtung ein ungewolltes Anhaften von Schmutzpartikeln und Verunreinigungen im zugehörigen Strömungskanal des Plattenwärmetauschers unter Umständen nicht vollständig unterbinden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung sorgt aber in jedem Fall dafür, dass eine Beaufschlagung des Plattenwärmetauschers mit Schmutzpartikeln und Verunreinigungen wenn nicht gänzlich, dann doch erheblich reduziert wird, so dass die Anzahl teurer und einen Betriebsausfall bedingender Reinigungen des Plattenwärmetauschers minimiert und die Betriebsdauer zwischen zwei aufeinander nachfolgende Reinigungen maximiert ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Filterelement eine wellenförmig ausgebildete Platte ist. Hierdurch wird die Wirkoberfläche des Filterelements in vorteilhafter Weise erhöht. Eine wellenförmige Ausgestaltung kann sowohl einen sinusförmigen Verlauf, als auch einen zick-zack-Verlauf aufweisen. Dabei bietet sich aus Gründen der vereinfachten Herstellung insbesondere ein zick-zack-Verlauf an, da dieser durch eine einfache Abkantung der das Filterelement bildenden Platte erzeugt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filtereinheit nach Art einer Kassette ausgebildet ist und einen das Filterelement aufnehmenden Rahmen aufweist. Es ist so eine robuste und insbesondere einfach zu handhabende Konstruktion gegeben. Dabei umfasst der Rahmen das Filterelement, was eine zusätzliche Stabilisierung desselben erbringt. Darüber hinaus kann der Rahmen mit Bedienhilfen wie zum Beispiel einer Handhabe ausgerüstet sein.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trageinheit eine Rahmenanordnung aufweist, die die Filtereinheit längsverschieblich aufnimmt. Die Rahmenanordnung dient mithin als eine Art Schienensystem für die Filtereinheit, was ein einfaches Einführen der Filtereinheit in die Trageinheit bzw. ein Herausziehen der Filtereinheit aus der Trageinheit heraus gestattet. Zudem lässt sich eine Rahmenanordnung in einfacher Weise herstellen und sie bietet eine robuste und wenig störanfällige Aufnahme für die Filtereinheit.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung ein Aufnahme- und Wechselmodul für die Filtereinheit aufweist. Dieses Aufnahme- und Wechselmodul dient in vorteilhafter Weise dafür, einen Austausch einer von der Filtereinrichtung beherbergten Filtereinheit vorzunehmen. Dies gestattet es in einfacher Weise, eine verbrauchte, weil verschmutzte Filtereinheit gegen eine unverbrauchte, neue oder gereinigte Filtereinheit auszutauschen.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aufnahme- und Wechselmodul einen einen Aufnahmeraum bereitstellenden Behälter mit einer trageinheitenseitigen, verschließbaren Beschickungsöffnung aufweist.
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Das Aufnahme- und Wechselmodul verfügt über einen Behälter. Dieser Behälter stellt einen Aufnahmeraum bereit, der dazu dient, im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall eine Filtereinheit zu beherbergen. Dabei ist der Behälter mit einer Beschickungsöffnung ausgebildet, und zwar trageinheitenseitig. Das Aufnahmen- und Wechselmodul kann mit seinem Behälter mithin an die Trageinheit angedockt werden, so dass dann im Weiteren eine von der Trageinheit getragene Filtereinheit in den Behälter überführt werden kann.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aufnahme- und Wechselmodul verfahrbar, insbesondere schienengeführt verfahrbar ausgebildet ist.
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Ein Plattenwärmetauscher verfügt bevorzugterweise über eine Filtereinrichtung, die eine Mehrzahl von Filtereinheiten aufweist. Sämtliche Filtereinheiten können im Bedarfsfall ausgetaucht werden, was in besonders einfacher Weise dadurch ermöglicht ist, dass das Aufnahme- und Wechselmodul verfahrbar ausgebildet ist. So kann der vom Aufnahme- und Wechselmodul bereitgestellte Behälter an die entsprechende Filtereinheit herangefahren werden, so dass ein Austausch bzw. ein Wechsel dieser Filtereinheit gestattet ist. Nach erfolgtem Austausch bzw. Wechsel kann der Behälter an eine andere auszutauschende oder zu wechselnde Filtereinheit herangefahren werden.
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Für einen Austausch bzw. Wechsel einer Filtereinheit stellt die Filtereinrichtung bevorzugterweise einen Manövrier- und/oder Handlingsbereich zur Verfügung. Der mit einer verschmutzen Filtereinheit bestückte Behälter des Aufnahme- und Wechselmoduls kann hier entladen und mit einer unverschmutzten Filtereinheit bestückt werden. Der Behälter fährt dann zurück zur Entnahmestelle der verschmutzten Filtereinheit, so dass die vom Behälter mitgeführte unverschmutzte Filtereinheit nunmehr eingesetzt werden kann. Die zuvor entnommene verschmutzte Filtereinheit kann nun gesäubert bzw. gereinigt werden und steht für einen erneuten Einsatz wieder zur Verfügung.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung ein zwischen Aufnahme- und Wechselmodul einerseits und Trageinheit andererseits angeordnetes Schleusenmodul aufweist. Dieses Schleusenmodul sorgt im Austauschfall dafür, dass in den Plattenwärmetauscher keine Querluft von außen einströmt. Dies ist aus zweierlei Gründen von Vorteil. Zum einen wird vermieden, dass sich am Filterelement anhaftende Schmutzpartikel oder Verunreinigungen durch Querluftströmungen lösen können. Zum anderen wird eine Störung des Mediumstroms in den Strömungskanal des Plattenwärmetauschers hinein vermieden.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schleusenmodul plattenwärmetauscherseitig montiert ist. Das Schleusenmodul ist mithin am Plattenwärmetauscher selbst angebracht. Alternativ wäre eine Anordnung des Schleusenmoduls am Aufnahme- und Wechselmodul. Die Anordnung des Schleusenmoduls am Plattenwärmetauscher hat allerdings den Vorteil einer vereinfachten Bedienung im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schleusenmodul einen Durchtrittskanal für die Filtereinheit bereitstellt, der plattenwärmetauscherseitig eine verschließbar ausgebildete Durchtrittsöffnung aufweist. Durch den vom Schleusenmodul bereitgestellten Durchtrittskanal ist die Filtereinheit im Austauschfall hindurchzuführen. Um im Nichtverwendungsfall einen Eintritt von Außenluft in das Schleusenmodul zu verhindern, ist die Durchtrittsöffnung des Schleusenmoduls verschließbar ausgebildet. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine verschwenkbare Klappe vorgesehen sein. Im Falle eines Austauschvorgangs ist das Aufnahme- und Wechselmodul unter Zwischenordnung des Schleusenmoduls am Plattenwärmetauscher angedockt, womit die Durchtrittsöffnung des Schleusenmoduls durch das daran angeschlossene Aufnahme- und Wechselmodul verschlossen ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Schleusenmodul ein Verschlussmittel zum Verschluss des Durchtrittskanals aufweist. Dieses Verschlussmittel dient dazu, den Durchtrittskanal so lange geschlossen halten zu können, bis im Austauschfall das Aufnahme- und Wechselmodul zum Verschluss der Durchtrittsöffnung am Schleusenmodul angeordnet ist. Insgesamt wird so durch die verschließbare Durchtrittsöffnung einerseits und den mittels des Verschlusselements verschließbaren Durchtrittskanal andererseits sichergestellt, dass im Austausch- bzw. Wechselfall einer Filtereinheit keine Außenluft durch das Schleusenmodul hindurch in den Plattenwärmetauscher einströmen kann.
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Ein Austauschvorgang geht wie folgt vonstatten. Zunächst wird die Durchtrittsöffnung des Schleusenmoduls geöffnet. Ein Eindringen von Außenluft in den Plattenwärmetauscher ist gleichwohl nicht möglich, weil der Durchtrittskanal mittels des Verschlussmittels verschlossen ist. Es wird nun das Aufnahme- und Wechselmodul an die Durchtrittsöffnung des Schleusenmoduls angeschlossen, womit es zu einem Verschluss derselben kommt. Es kann nun das Verschlusselement zur Öffnung des Durchtrittskanals entfernt oder geöffnet werden. Es ist so ein freier Durchgang durch das Schleusenmodul hindurch gegeben, so dass eine Überführung einer Filtereinheit aus dem Plattenwärmetauscher hinaus in das Aufnahme- und Wechselmodul gestattet ist. Sobald die Filtereinheit vom Aufnahme- und Wechselmodul aufgenommen ist, wird mittels des Verschlussmittels der Durchtrittskanal des Schleusenmoduls wieder geschlossen. Alsdann kann das Aufnahme- und Wechselmodul vom Schleusenmodul entkoppelt und die Durchtrittsöffnung des Schleusenmoduls wieder geschlossen werden.
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Mit der Erfindung wird des Weiteren für sich selbst schutzfähig eine Filtereinrichtung für einen Wärmetauscher, insbesondere einen Plattenwärmetauscher, mit einer Filtereinheit und einer die Filtereinheit auswechselbar aufnehmenden Trageinheit vorgeschlagen. Eine solche Filtereinrichtung erbringt die schon vorstehend erläuterten Vorteile. Dabei kann die Filtereinrichtung die ebenfalls schon vorstehend beschriebenen weiteren filtereinrichtungsseitigen Merkmale aufweisen. Die Filtereinrichtung kann insbesondere über ein Aufnahme- und Wechselmodul der vorbeschriebenen Art verfügen. Des Weiteren kann die Filtereinrichtung insbesondere ein Schleusenmodul der vorbeschriebenen Art aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung lässt sich nicht nur in Kombination mit einem Wärmetauscher nutzen, sondern auch in Kombination mit anderen Apparaten, wie z. B. einer Rauchgasentstickungsanlage und/oder dergleichen. Von erfindungswesentlicher Bedeutung ist indes allein, dass die Filtereinrichtung über die eigentliche Filtereinheit einerseits sowie über eine Trageinheit andererseits verfügt, wobei die Trageinheit die Filtereinheit auswechselbar aufnimmt. Es ist so gestattet, die Filtereinheit im Bedarfsfall auswechseln und gegen eine unverbrauchte bzw. gereinigte Filtereinheit ersetzen zu können. Eine Reinigung des Apparats, mit welchem die Filtereinrichtung in Kombination Verwendung findet, erübrigt sich damit, zumindest weitestgehend, wie das vorstehend am Beispiel eines Plattenwärmetauschers erläutert ist.
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Die Filtereinrichtung kann konstruktionsbedingt auch in einfacher Weise nachgerüstet werden, was es ermöglicht, Bestandswärmetauscher und -apparate für einen zukünftig reinigungsfreien Betrieb mit einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung auszurüsten. Eine solche Nachausrüstung ist nur während eines Nichtbetriebs des Apparats oder des Wärmetauschers möglich, wobei eine solche Nachrüstung nicht mehr Zeit in Anspruch nimmt als eine aus dem Stand der Technik vorbekannte Apparate- oder Wärmetauscherreinigung. Bezogen auf die Gesamtlebensdauer ist die Nachrüstung einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung mithin vergleichsweise preisgünstig.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen
- 1 in schematisch perspektivischer Ansicht ausschnittsweise einen Plattenwärmetauscher nach der Erfindung.
- 2 in schematisch perspektivischer Darstellung eine Filtereinheit;
- 3 in Draufsicht von oben die Filtereinheit nach 2;
- 4 in einer schematischen Detailansicht ausschnittsweise die Filtereinheit nach den 2 und 3;
- 5 in schematischer Perspektivdarstellung eine Trageinheit;
- 6 in schematischer Frontansicht die Trageinheit nach 5;
- 7 in schematisch perspektivischer Ansicht ein Aufnahme- und Wechselmodul mit unverkleidetem Behälter;
- 8 in schematischer Draufsicht von oben das Aufnahme- und Wechselmodul nach 7;
- 9 in schematischer perspektivischer Darstellung das Aufnahme- und Wechselmodul nach 7 mit verkleidetem Behälter;
- 10 in schematischer Draufsicht von oben das Aufnahme- und Wechselmodul nach 9;
- 11 in schematisch perspektivischer Ansicht eine Transporteinrichtung;
- 12 in schematischer Draufsicht von oben die Transporteinrichtung nach 11;
- 13 in schematisch perspektivischer Darstellung ein Schleusenmodul;
- 14 in schematischer Draufsicht von oben das Schleusenmodul nach 13;
- 15 in schematisch perspektivischer Darstellung die Entnahme einer Filtereinheit gemäß einem ersten Verfahrensschritt;
- 16 in schematisch perspektivischer Darstellung die Entnahme einer Filtereinheit gemäß einem zweiten Verfahrensschritt;
- 17 in schematisch perspektivischer Darstellung die Entnahme einer Filtereinheit gemäß einem dritten Verfahrensschritt;
- 18 in schematisch perspektivischer Darstellung die Entnahme einer Filtereinheit gemäß einem vierten Verfahrensschritt;
- 19 in schematisch perspektivischer Darstellung die Entnahme einer Filtereinheit gemäß einem fünften Verfahrensschritt;
- 20 in schematisch perspektivischer Darstellung die Entnahme einer Filtereinheit gemäß einem sechsten Verfahrensschritt;
- 21 in schematisch perspektivischer Darstellung die Entnahme einer Filtereinheit gemäß einem siebten Verfahrensschritt; und
- 22 in schematisch perspektivischer Darstellung die Entnahme einer Filtereinheit gemäß einem achten Verfahrensschritt.
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1 zeigt in schematisch perspektivischer Ansicht ausschnittsweise einen Plattenwärmetauscher 1 nach der Erfindung. Dieser verfügt in an sich bekannter Weise über eingehauste und nicht näher dargestellte Einzelplatten. Zwischen den Einzelplatten sind jeweils Strömungskanäle für ein erstes und ein zweites Medium ausgebildet. Die Strömungskanäle für das erste Medium befinden sich zwischen zwei zu einem Plattenpaar kombinierten Einzelplatten und die Strömungskanäle für das zweite Medium befinden sich zwischen zwei zu einem Plattenstapel kombinierten Plattenpaaren. Getragen wird der Plattenwärmetauscher 1 von einem Gestell 2.
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Der Plattenwärmetauscher 1 ist erfindungsgemäß mit einer Filtereinrichtung 4 ausgestattet. Zu diesem Zweck ist unter anderem vorgesehen, dass die obere Haube 3 des Plattenwärmetauschers 1 über eine Mehrzahl von Filterräumen 5 verfügt, die jeweils über eine Öffnung 6 erreichbar sind.
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Zur Bestückung eines jeweiligen Filterraums 5 mit einer im Weiteren noch näher beschriebenen Filtereinheit 11 dient ein von einer Plattform 7 getragenes Aufnahme- und Wechselmodul 8. Dieses verfügt über einen mittels Schienen 10 verfahrbar auf der Plattform 7 angeordneten Behälter 9, der zur Entnahme von Filtereinheiten 11 bzw. zur Bestückung von Filterräumen 5 mit Filterelementen 11 die einzelnen Filterräume 5 anfahren kann.
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Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt darin, dass eine Bestückung der Filterräume 5 mit einer jeweiligen Filtereinheit 11 bzw. die Entnahme einer Filtereinheit 11 aus einem Filterraum 5 während eines bestimmungsgemäßen Betriebs des Plattenwärmetauscher 1 durchgeführt werden kann. Es ist für einen Wechsel bzw. einen Tausch einer Filtereinheit 11 mithin nicht erforderlich, einen bestimmungsgemäßen Betrieb des Plattenwärmetauschers 1 zu unterbrechen.
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Die 2, 3 und 4 lassen in einer Zusammenschau eine Filtereinheit 11 der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 4 erkennen.
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Eine Filtereinheit 11 verfügt über ein Filterelement 12, das von einem Rahmen 13 umgeben ist. Der Rahmen 13 ist mit einer Handhabe 14 ausgerüstet, die er ermöglicht, das Filterelement 11 zu ergreifen und zu verfahren. Herzu dient eine im Weiteren noch näher beschriebene Transporteinrichtung 29.
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Das Filterelement 12 ist durch eine Platte 15 gebildet, die wellenförmig ausgebildet ist, wie dies insbesondere die Schnittdarstellung nach 4 erkennen lässt. Dabei ist im gezeigten Ausführungsbeispiel die wellenförmige Ausgestaltung zick-zack-förmig.
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Das Filterelement 12 ist perforiert ausgebildet. Zu diesem Zweck verfügt die Platte 15 über eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 16. Diese weisen einen Durchtrittsdurchmesser von vorzugsweise 3 mm auf. Insgesamt beträgt das Öffnungsverhältnis vorzugsweise 45 %.
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Das Filterelement 12 wirkt im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall nach Art eines Siebs. Es ist dem Strömungskanal eines Mediums vorgeschaltet, so dass im Medium befindliche Schmutzpartikel oder Verunreinigungen mittels des Filterelements 12 aus dem Medium herausgefiltert werden, bevor das Medium in den Strömungskanal des Plattenwärmetauschers 1 eintritt. Das Filterelement 12 bewirkt mithin, dass nur ein von Schmutzpartikeln und Verunreinigungen befreites Medium in den Strömungskanal des Plattenwärmetauschers 1 eintritt. Im Ergebnis wird eine ungewollte Verschmutzung des Plattenwärmetauschers 1, insbesondere des für das gereinigte Medium vorgesehenen Strömungskanals vermieden.
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Mit der Zeit setzt sich das Filterelement 12 aufgrund der herausgefilterten Schmutzpartikel und Verunreinigungen zu. Die Filtereinheit 11 ist deshalb von Zeit zu Zeit dem zugehörigen Filterraum 5 zu entnehmen, zu reinigen und wiedereinzusetzen oder durch eine vorgereinigte oder neue Filtereinheit 11 auszutauschen. Zu diesem Zweck verfügt die Filtereinrichtung 4 über eine Trageinheit 17, die die Filtereinheit 11 auswechselbar aufnimmt. Dabei sind je Filterraum 5 eine Trageinheit 17 und eine Filtereinheit 11 vorgesehen.
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Eine Trageinheit 17 ist in den 5 und 6 dargestellt. Wie sich aus diesen Darstellungen ergibt, verfügt eine Trageinheit 17 über eine Rahmenanordnung 18. Diese weist ihrerseits zwei U-Profile 19 und 20 auf, die im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall eine Filtereinheit 11 schienenartig aufnehmen können, wie sich dies insbesondere aus der Darstellung nach 6 ergibt.
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Die U-Profile 19 und 20 sind mittels Querstreben 21 miteinander verbunden. Zur Anordnung der Rahmenanordnung 18 an den einen Filterraum 5 begrenzenden Seitenwänden 22 sind Winkelstücke 23 vorgesehen, wie sich dies aus einer Zusammenschau der 5 und 6 ergibt.
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Das Filterelement 11 ist im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall längsverschieblich von den U-Profilen 18 und 19 der Rahmenanordnung 18 aufgenommen, was es gestattet, eine vom Filterraum 5 beherbergte Filtereinheit 11 aus diesem herauszuziehen bzw. eine Filtereinheit 11 in einen leeren Filterraum 5 herein zu verschieben.
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Für die Entnahme einer Filtereinheit 11 aus einem Filterraum 5 bzw. für eine Bestückung eines Filterraums 5 mit einer Filtereinheit 11 dient ein Aufnahme- und Wechselmodul 24, wie sich dies aus einer Zusammenschau der 7 bis 10 ergibt.
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Das Aufnahme- und Wechselmodul 24 ist auf der Plattform 7 montiert, wie dies bereits anhand von 1 beschrieben ist. Das Aufnahme- und Wechselmodul 24 verfügt über einen Behälter 25, der mittels Schienen 10 verfahrbar auf der Plattform 7 angeordnet ist.
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Der Behälter 25 verfügt über einen Behälterrahmen 26, wie in den 7 und 8 dargestellt. Dieser Behälterrahmen 26 trägt eine Verkleidung 27, wie sich dies aus den 9 und 10 ergibt. Im Ergebnis dieser Konstruktion steht ein Behälter 25, der einen Behälterraum zur Aufnahme einer Filtereinheit 11 bereitstellt.
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Wie insbesondere die Darstellung nach 9 erkennen lässt, verfügt die Verkleidung 27 des Behälters 25 über verschwenkbare Türen 28, so dass ein verwenderseitiger Zugriff auf den vom Behälter 25 bereitgestellten Behälterraum ermöglicht ist.
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Der Behälter 25 verfügt plattenwärmetauscherseitig über eine Beschickungsöffnung 32, die je nach Positionierung des Behälters 25 mit einer der Öffnungen 6 einer der Filterräume 5 zusammenwirkt, wie dies im Weiteren noch näher beschrieben werden wird.
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Zur Überführung einer Filtereinheit 11 aus dem Behälter 25 in einen Filterraum 5 bzw. umgekehrt dient eine Transporteinrichtung 29, wie sich diese aus den 11 und 12 ergibt.
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Die Transporteinrichtung 29 ist durch eine Rahmenkonstruktion 30 bereitgestellt, die plattenwärmetauscherseitig über Greifer 31 verfügt. Die Transporteinrichtung 29 ist innerhalb des Behälters 25 verfahrbar geführt, beispielsweise mittels Schienen.
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Die 13 und 14 zeigen ein Schleusenmodul 33, das im bestimmungsgemäßen Verwendungsfall zwischen dem Behälter 25 des Aufnahme- und Wechselmoduls 24 einerseits und einem Filterraum 5 andererseits zwischengeordnet ist.
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Das Schleusenmodul 33 verfügt über ein Gehäuse 34, das einen Durchtrittskanal 35 bereitstellt. Durch diesen Durchtrittskanal 35 hindurch kann eine Filtereinheit 11 aus dem Behälter 25 in den zugehörigen Filterraum 5 überführt werden bzw. umgekehrt. Der Durchtrittskanal 35 ist zu diesem Zweck über eine Durchtrittsöffnung 36 hindurch mit einer Filtereinheit 11 zu beaufschlagen.
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Die Durchtrittsöffnung 36 ist verschließbar ausgebildet, zu welchem Zweck das Schleusenmodul 33 über eine verschwenkbare Klappe 37 verfügt.
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Im endmontierten Zustand ist das Schleusenmodul 33 mit einem plattenwärmetauscherseitigen Fortsatz 40 in eine Öffnung 6 eines Filterraums 5 eingesetzt.
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Das Schleusenmodul 33 verfügt des Weiteren über Riegel 38. Diese dienen einem Halten der Klappe 37 in Verschlussstellung. Zudem dienen sie der Lagefixierung eines am Schleusenmodul 33 angeordneten Behälters 25.
Das Schleusenmodul 33 verfügt des Weiteren über einen mit Bezug beispielsweise auf die Zeichnungsebene nach 13 in Höhenrichtung verfahrbaren Schieber 39. Dieser dient als Verschlussmittel für den Durchtrittskanal 35, so dass mittels des Schiebers 39 der Durchtrittskanal 35 wahlweise entweder geöffnet oder verschlossen werden kann.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergibt sich aus den weiteren 15 bis 22. Dabei lassen die 15 bis 22 jeweils exemplarisch die Zuordnung des Behälters 25 des Aufnahme- und Wechselmoduls 24 zu einem der Filterräume 5 erkennen.
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Gemäß erstem Verfahrensschritt nach 15 ist der leere Behälter 25 an das Schleusenmodul 33 des mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 15 linken Filterraums 5 herangefahren. Innerhalb des Behälters 25 befindet sich die Transporteinrichtung 29 in einer vorderen Positionierung.
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Gemäß zweitem Verfahrensschritt nach 16 wird die die Durchtrittsöffnung 36 des Schleusenmoduls 33 verschließende Klappe 37 geöffnet.
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Alsdann verfährt gemäß nächstem Verfahrensschritt nach 17 der Behälter 25 an das Schleusenmodul 33, wobei der Behälter 25 mit seiner Beschickungsöffnung 32 an die Durchtrittsöffnung 36 des Schleusenmoduls 33 andockt. Mittels des ansonsten geschlossenen Behälters 25 ist nun die Durchtrittsöffnung 36 verschlossen. Zur Lagefixierung und zur Sicherung der eingenommenen Position wird der Behälter 25 mit dem Schleusenmodul 33 mechanisch gekoppelt, zu welchem Zweck die Riegel 38 dienen.
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Gemäß nächstem Verfahrensschritt nach 18 wird der Schieber 39 mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach 18 in Höhenrichtung nach oben verfahren, was zu einem Öffnen des Durchtrittskanals 35 führt. Der vom Behälter 25 bereitgestellte Behälterraum ist nun strömungstechnisch an den Filterraum 5 angeschlossen.
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Gemäß nächstem Verfahrensschritt nach 19 verfährt die Transporteinrichtung 29 in den Filterraum 5 hinein.
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Die Transporteinrichtung 29 koppelt an der Filtereinheit 11 an, zu welchem Zweck die Koppelelemente 41 und 42 vorgesehen sind. Dabei ist das transporteinrichtungsseitige Koppelelement 41 bevorzugterweise als Greifer 31 und das filtereinheitseitige Koppelelement 42 bevorzugterweise als Handhabe 14 ausgebildet.
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Nach einem Koppeln von Transporteinrichtung 29 und Filtereinheit 11 kann gemäß nächstem Verfahrensschritt nach 20 die Transporteinrichtung 29 die Filtereinheit 11 aus dem Filterraum 5 herausbewegen. Dabei verfährt gemäß nächstem Verfahrensschritt nach 21 die Filtereinheit 11 in den Behälter 25.
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Sobald die Filtereinheit 11 vollends in den Behälter 25 überführt ist, kann gemäß nächstem Verfahrensschritt nach 22 der Schieber 39 zum Verschluss des Durchtrittskanals 35 in Höhenrichtung wieder nach unten verfahren werden.
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In einem letzten und in den Figuren nicht weiter dargestellten Verfahrensschritt kann alsdann der Behälter 25 durch Lösen der Riegel 38 vom Schleusenmodul 33 wieder entkoppelt werden.
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Der mit der Filtereinheit 11 bestückte Behälter 25 kann nun zu einer Verarbeitungsstation verfahren werden. Hier kann die unter Umständen noch heiße Filtereinheit 11 zunächst abkühlen. Alsdann können die Türen 28 des Behälters 25 geöffnet und die Filtereinheit 11 dem Behälter 25 entnommen werden. Die entnommene Filtereinheit 11 kann dann im Weiteren gereinigt und für eine Wiederverwendung zur Verfügung gestellt werden.
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Nach einer Entnahme der verschmutzten Filtereinheit 11 kann der Behälter 25 mit einer gereinigten oder neuen Filtereinheit 11 bestückt werden. Alsdann verfährt der Behälter 25 zum entleerten Filterraum 5 zurück, so dass dann eine Bestückung des Filterraums 5 mit der gereinigten oder neuen Filtereinheit 11 stattfinden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Plattenwärmetauscher
- 2
- Gestell
- 3
- obere Haube
- 4
- Filtereinrichtung
- 5
- Filterraum
- 6
- Öffnung
- 7
- Plattform
- 8
- Aufnahme- und Wechselmodul
- 9
- Behälter
- 10
- Schiene
- 11
- Filtereinheit
- 12
- Filterelement
- 13
- Rahmen
- 14
- Handhabe
- 15
- Platte
- 16
- Durchtrittsöffnung
- 17
- Trageinheit
- 18
- Rahmenanordnung
- 19
- U-Profil
- 20
- U-Profil
- 21
- Querstrebe
- 22
- Seitenwand
- 23
- Winkelstück
- 24
- Aufnahme- und Wechselmodul
- 25
- Behälter
- 26
- Behälterrahmen
- 27
- Verkleidung
- 28
- Tür
- 29
- Transporteinheit
- 30
- Rahmenkonstruktion
- 31
- Greifer
- 32
- Beschickungsöffnung
- 33
- Schleusenmodul
- 34
- Gehäuse
- 35
- Durchtrittskanal
- 36
- Durchtrittsöffnung
- 37
- Klappe
- 38
- Riegel
- 39
- Schieber
- 40
- Fortsatz
- 41
- Koppelelement
- 42
- Koppelelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020120708 A1 [0002]
