WO2008110319A1 - Heat exchanger - Google Patents

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WO2008110319A1
WO2008110319A1 PCT/EP2008/001878 EP2008001878W WO2008110319A1 WO 2008110319 A1 WO2008110319 A1 WO 2008110319A1 EP 2008001878 W EP2008001878 W EP 2008001878W WO 2008110319 A1 WO2008110319 A1 WO 2008110319A1
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WO
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heat exchanger
flow channel
scraper
heat exchange
exchanger according
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PCT/EP2008/001878
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Inventor
Gerd Wurster
Original Assignee
Gerd Wurster
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G1/00—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/08—Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances having scrapers, hammers, or cutters, e.g. rigidly mounted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/20—Arrangements for spraying in combination with other operations, e.g. drying; Arrangements enabling a combination of spraying operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/14—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation involving heating or cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/008—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using scrapers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/10—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation being performed before the application

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger with a first flow channel for guiding a first air flow and with a second flow channel for guiding a second air flow, with a first heat exchange surface communicating with the first flow channel on a dirty side and with the second flow channel on a clean side in Connection stands.
  • Heat exchangers have been used in industry for decades in a wide variety of applications and are known in numerous designs in the prior art.
  • heat exchangers are to be used for contaminated exhaust air, such as those emitted by dryers in paint shops or powder coating plants, their use is extremely problematic.
  • heat exchangers for the exhaust air of dryers from paint shops or powder coating plants could not be used because the exhaust air is so polluted that the heat exchange surfaces become clogged within a very short time.
  • the deposits often occur at a rate of about 5 to 10 mm per week. These are usually very tough deposits with a consistency that is similar to that of honey.
  • the invention is therefore based on the object to provide a heat exchanger, even in heavily polluted exhaust air works reliably in long-term operation.
  • the heat exchanger should be suitable for the exhaust air from dryers in paint or powder coating systems.
  • a heat exchanger with a first flow channel for guiding a first fluid flow and with a second flow channel for guiding a second fluid flow, with a first heat exchange surface, which is in communication with the first flow channel on a dirty side and with the second flow channel a clean side is in communication, wherein a scraper is provided on the dirty side of the heat exchange surface, which is movable by means of a drive device for cleaning the dirty side of the heat exchange surface.
  • the object of the invention is completely solved in this way. Since the heat exchange surface on the dirty side on which the deposits are formed, can be cleaned by means of the scraper, deposits that occur during operation, can be eliminated constantly. In this way, a high efficiency of the heat exchanger is obtained even when operating with heavily polluted exhaust air.
  • the heat exchanger has a third flow channel for guiding a third fluid flow, with a second heat exchange surface, with the first flow channel on a dirty side in Connection is and is in communication with the third flow channel on a clean side, wherein a scraper is provided on the dirty side of the heat exchange surface, which is movable by means of a drive means for cleaning the dirty side of the Wärrn ⁇ Sfikiee.
  • the heat exchanger has a housing, of which the first flow channel is enclosed, and on which an inlet nozzle and an outlet for the first flow channel is provided.
  • the second flow channel with an inlet connection and an outlet connection can be arranged on a first side of the housing and the third flow channel with an inlet connection and an outlet connection can be arranged on a second side of the housing.
  • the second and third flow channels are preferably arranged substantially symmetrically with respect to the centrally arranged inlet connection and outlet connection of the first flow channel.
  • the first and the second flow channel and the first and the third flow channel are designed to flow in countercurrent principle.
  • the drive device has a circulating or reversing drive.
  • This may be, for example, a chain drive or a rope drive.
  • the scraper may, for example, have a scraper bar which is provided with brushes of a material which avoids the formation of sparks.
  • the heat exchanger has a stripping device for cleaning the scraper.
  • the heat exchanger on a heat exchange surface, which is provided with ribs.
  • the heat exchanger according to the invention is preferably suitable for the treatment of exhaust air from a painting installation or a powder coating installation, in particular for the treatment of exhaust air from dryers present therein. It is understood, however, that such a heat exchanger is basically suitable for all types of heavily polluted exhaust air streams, which is to be expected with a deposit on the heat exchange surfaces.
  • Fig. 1 is a side view of a heat exchanger according to the invention in a simplified representation
  • Fig. 2 is an enlarged partial cross-section through the heat exchanger of FIG. 1 in the region of the first heat exchange surface.
  • a heat exchanger according to the invention is shown schematically and generally designated by numeral 10.
  • the heat exchanger 10 has an elongated housing 12 from which a central inlet port 16 on the first side of the housing and a central outlet port 18 on an opposite side of the housing projecting, which connect a first flow channel 14 within the housing 12 with each other.
  • the inner volume of the housing 12 is divided by a substantially centered in the longitudinal direction of the housing 12 deflection surface 20 in a first, the inlet port 16 facing volume and in a second, the outlet port 18 facing volume.
  • a fluid flow which, as indicated by the arrow 56, enters the inlet port 16 is deflected on both sides in the direction of the arrows 60 and thus splits into an air flow through a first sub-channel 22 on one side of the heat exchanger 10 and a second air flow through a partial channel 24 on the opposite side of the heat exchanger 10.
  • At the axial ends of these flows are redirected in the direction of the arrows 62 around the deflection surface 20 around and pass through associated sub-channels 26, 28 back to the center and, as indicated by the arrows 64 again merged in the outlet port 18, from which the exhaust air finally, as indicated by the arrow 58, exits.
  • a second flow channel 30 is formed, which has an inlet port 32 and an outlet 34.
  • the second flow channel 30 is connected via a heat exchange surface 36 with the sub-channel 26 of the first flow channel 14 in connection.
  • the first flow channel 14 is provided for guiding exhaust air, while the second flow channel 30 is provided for guiding clean air.
  • the heat exchanger 36 thus has a dirty side which communicates exclusively with the first flow channel 14 and a clean side which communicates exclusively with the second flow channel 30.
  • a third flow channel 38 is arranged with an inlet port 40 and an outlet port 42 which communicates with a second heat exchange surface 44.
  • the third flow channel 38 may be designed mirror-symmetrically to a center line 19 defined by the inlet connection 16 and the outlet connection 18 of the first flow channel 14.
  • the second heat exchanger 44 in turn has a dirty side, which communicates exclusively with the first flow channel 14 in the region of the sub-channel 28, as well as a clean side which communicates exclusively with the third flow channel 38.
  • a scraper 48 is provided which can be moved by means of a drive device 46 along the surfaces of the heat exchangers 36 and 44 on the dirty side is.
  • the drive device 46 may be, for example, a chain drive, by means of which a circulating or a reversing movement is performed.
  • the interaction of the scraper 48 with the heat exchanger 36 is shown by way of example in FIG. 2.
  • the heat exchanger 36 has heat exchange surfaces 76 on the clean side, which protrude like a tine, and corresponding heat exchange surfaces 78 on the dirty side.
  • the scraper 48 now has a correspondingly shaped surface, which is adapted with a small, but a sufficient distance of the surface contour of the heat exchange surfaces 78 on the dirty side.
  • the scraper 48 may be a steel scraper blade extending across the entire width of the heat exchange surface 36 having a contour corresponding to the heat exchange surfaces 78 on which are provided steel brushes which are formed to scrape deposits deposited on the surface of the heat exchange surfaces 78 on the dirty side.
  • the scraper 48 is moved by means of the drive device 46 along the surface of the heat exchanger 36 when a cleaning is necessary. Depending on the contamination, the scraper 48 can also be repeatedly moved in the longitudinal direction of the heat exchanger 36 back and forth. As long as the scraper 48 is in the region of the first heat exchanger 36, the efficiency of the heat exchanger 36 decreases because it is only flowed through by a smaller part of the exhaust air flow in the first flow channel 14. During this time, most of the exhaust air flows. through the second heat exchanger 44, dei via the third flow channel 38 is used for energy.
  • the scraper 48 is simply moved by means of the drive means 46 to the second heat exchanger 44 to clean it in a corresponding manner.
  • the second flow channel 30 is used to heat a clean air flow, which enters via the inlet port 32 in the direction of the arrow 68 and exits via the outlet port 34 in the direction of the arrow 70.
  • the heat exchanger 10 can be cleaned practically without interruption during operation either in the region of the second flow channel 30 or in the region of the third flow channel 38, while the respective other flow channel is used more strongly for energy absorption.
  • a scraper 50 is provided, with which the scraper 48 can be cleaned from time to time to remove scraped material into a connected collecting container 54.

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Abstract

The invention relates to a heat exchanger comprising a first duct (14) for conducting a first fluid stream, a second duct for conducting a second fluid stream, a first heat exchanger surface (36), which is connected to the first duct (14) on the deposit side and to the second duct (30) on the clean side. A scraper (48) is provided on the deposit side of the heat exchanger surface (36), said scraper being moved with the aid of a drive unit (46) in order to clean the deposit side of the heat exchanger surface (36).

Description

Wärmetauscher heat exchangers
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem ersten Strömungskanal zur Führung eines ersten Luftstroms und mit einem zweiten Strömungskanal zur Führung eines zweiten Luftstroms, mit einer ersten Wärmeaustauschfläche, die mit dem ersten Strömungskanal auf einer Schmutzseite in Verbindung steht und mit dem zweiten Strömungskanal auf einer Reinseite in Verbindung steht.The invention relates to a heat exchanger with a first flow channel for guiding a first air flow and with a second flow channel for guiding a second air flow, with a first heat exchange surface communicating with the first flow channel on a dirty side and with the second flow channel on a clean side in Connection stands.
Wärmetauscher werden seit Jahrzehnten in der Industrie bei vielfältigsten Anwendungen eingesetzt und sind in zahlreichen Ausführungen im Stand der Technik bekannt. Heat exchangers have been used in industry for decades in a wide variety of applications and are known in numerous designs in the prior art.
Sollen Wärmetauscher jedoch für die verunreinigte Abluft verwendet werden, wie sie etwa von Trocknern in Lackieranlagen oder Pulverbeschichtungsanlagen abgegeben wird, so ist deren Einsatz äußerst problematisch. In der Praxis konnten Wärmetauscher für die Abluft von Trocknern aus Lackieranlagen oder Pulvcfbcschichtung-.an- lagen nicht verwendet werden, da die Abluft derartig verschmutzt ist, dass sich die Wärmeaustauschflächen binnen kürzester Zeit zusetzen. Die Ablagerungen erfolgen häufig mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 bis 10 mm pro Woche. Es handelt sich hierbei meist um sehr zähe Ablagerungen mit einer Konsistenz, die etwa der von Honig ähnelt.However, if heat exchangers are to be used for contaminated exhaust air, such as those emitted by dryers in paint shops or powder coating plants, their use is extremely problematic. In practice, heat exchangers for the exhaust air of dryers from paint shops or powder coating plants could not be used because the exhaust air is so polluted that the heat exchange surfaces become clogged within a very short time. The deposits often occur at a rate of about 5 to 10 mm per week. These are usually very tough deposits with a consistency that is similar to that of honey.
Dadurch wird der Wirkungsgrad des Wärmetauschers zunächst deutlich reduziert, und der Wärmetauscher wird nach kurzer Zeit unbrauchbar. Auch besteht die Gefahr des Verstopfens in Verbindung mit Explosionsgefahr.As a result, the efficiency of the heat exchanger is initially significantly reduced, and the heat exchanger is useless after a short time. There is also the danger of clogging in connection with the risk of explosion.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, einen Wärmetauscher zu schaffen, auch bei stark verschmutzter Abluft zuverlässig im Langzeitbetrieb arbeitet. Insbesondere soll der Wärmetauscher für die Abluft aus Trocknern in Lackieranlagen oder Pulverbeschichtungsanlagen geeignet sein.The invention is therefore based on the object to provide a heat exchanger, even in heavily polluted exhaust air works reliably in long-term operation. In particular, the heat exchanger should be suitable for the exhaust air from dryers in paint or powder coating systems.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wärmetauscher mit einem ersten Strömungskanal zur Führung eines ersten Fluidstroms und mit einem zweiten Strömungskanal zur Führung eines zweiten Fluidstroms gelöst, mit einer ersten Wärmeaustauschfläche, die mit dem ersten Strömungskanal auf einer Schmutzseite in Verbindung steht und mit dem zweiten Strömungskanal auf einer Reinseite in Verbindung steht, wobei ein Schaber auf der Schmutzseite der Wärmeaustauschfläche vorgesehen ist, der mittels einer Antriebseinrichtung zur Säuberung der Schmutzseite der Wärmeaustauschfläche bewegbar ist.This object is achieved by a heat exchanger with a first flow channel for guiding a first fluid flow and with a second flow channel for guiding a second fluid flow, with a first heat exchange surface, which is in communication with the first flow channel on a dirty side and with the second flow channel a clean side is in communication, wherein a scraper is provided on the dirty side of the heat exchange surface, which is movable by means of a drive device for cleaning the dirty side of the heat exchange surface.
Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst. Da die Wärmeaustauschfläche auf der Schmutzseite, auf der die Ablagerungen entstehen, mittels des Schabers gesäubert werden kann, können Ablagerungen, die während des Betriebes entstehen, ständig beseitigt werden. Auf diese Weise wird ein hoher Wirkungsgrad des Wärmetauschers auch beim Betrieb mit stark verschmutzter Abluft erhalten.The object of the invention is completely solved in this way. Since the heat exchange surface on the dirty side on which the deposits are formed, can be cleaned by means of the scraper, deposits that occur during operation, can be eliminated constantly. In this way, a high efficiency of the heat exchanger is obtained even when operating with heavily polluted exhaust air.
Beim Betrieb des Wärmetauschers in Lackier- oder Pulverbeschichtungsanlagen wird zudem ein Anstieg der Lösemittelkonzentration bei Reduzierung des Abluftstroms durch Zusetzen des Wärmetauschers und eine damit zusammenhängende Explosionsgefahr vermieden.When operating the heat exchanger in paint or powder coating systems also an increase in the solvent concentration in reducing the exhaust air flow by adding the heat exchanger and a related risk of explosion is avoided.
Mit dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher können in Lackier- oder Pulverbeschichtungsanlagen erhebliche Energieeinsparungen erzielt werden. So können beispielsweise kalte Förderketten, Gehänge, Werkstückträger, Gestelle, die in Lacktrockner oder Pulvertrockner eingebracht werden, mit der sonst ungenutzten Trocknerabluft vorgewärmt werden, wodurch sich eine entsprechende Energieersparnis erzielen lässt.With the heat exchanger according to the invention considerable energy savings can be achieved in paint or powder coating systems. For example, cold conveyor chains, hangers, workpiece carriers, racks, which are introduced into paint dryers or powder dryers, are preheated with the otherwise unused dryer exhaust air, whereby a corresponding energy savings can be achieved.
Ferner werden auf diese Weise Probleme vermieden, die mit der Einführung von kalten Oberflächen in Trocknern zusammenhängen. Kalte Oberflächen führen naturgemäß zur Kondensatbildung auf den Oberflächen. Dies kann zu Kondensateinschlüssen auf den Oberflächen der behandelten Teile führen. Auch setzen solche Oberflächen Staub im Trockner aus, was zu Oberflächenfehlern an den behandelten Teilen führen kann. Werden etwa Förderketten, die durch einen Trockner verlaufen, auf eine Temperatur über die Trocknertemperatur erwärmt, so bleiben diese Ketten sauber. Das Gleiche gilt für andere Förderer, wie Kreisförderer, Power&Free-Förderer usw.It also avoids problems associated with the introduction of cold surfaces in dryers. Cold surfaces naturally lead to condensation on the surfaces. This can lead to condensate inclusions on the surfaces of the treated parts. Also, such surfaces expose dust in the dryer, which can lead to surface defects on the treated parts. If, for example, conveyor chains that run through a dryer are heated to a temperature above the dryer temperature, then these chains remain clean. The same applies to other conveyors, such as circular conveyors, Power & Free conveyors, etc.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist der Wärmetauscher einen dritten Strömungskanal zur Führung eines dritten Fluidstroms auf, mit einer zweiten Wärmeaustauschfläche, die mit dem ersten Strömungskanal auf einer Schmutzseite in Verbindung steht und mit dem dritten Strömungskanal auf einer Reinseite in Verbindung steht, wobei ein Schaber auf der Schmutzseite der Wärmeaustauschfläche vorgesehen ist, der mittels einer Antriebseinrichtung zur Säuberung der Schmutzseite der Wärrnεaustauschfiäche bewegbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the heat exchanger has a third flow channel for guiding a third fluid flow, with a second heat exchange surface, with the first flow channel on a dirty side in Connection is and is in communication with the third flow channel on a clean side, wherein a scraper is provided on the dirty side of the heat exchange surface, which is movable by means of a drive means for cleaning the dirty side of the Wärrnεaustauschfiäche.
Auf diese Weise können zwei getrennte Strömungskanäle, die zur Führung von Reinluft ausgebildet sind, in den Wärmetauscher integriert werden. Dies ermöglicht es, eine der beiden Wärmeaustauschflächen ohne Betriebsunterbrechung mit dem Schaber zu säubern, während gleichzeitig der andere Strömungskanal zum Wärmeaustausch genutzt wird. So kann während des Betriebes des Wärmetauschers eine Umschaltung zwischen dem zweiten und dritten Strömungskanal erfolgen.In this way, two separate flow channels, which are designed to guide clean air, are integrated into the heat exchanger. This makes it possible to clean one of the two heat exchange surfaces without interrupting the operation with the scraper, while at the same time the other flow channel is used for heat exchange. Thus, during operation of the heat exchanger, a switching between the second and third flow channel can take place.
In zusätzlicher Weiterbildung der Erfindung weist der Wärmeaustauscher ein Gehäuse auf, von dem der erste Strömungskanal umschlossen ist, und an dem ein Einlassstutzen und ein Auslassstutzen für den ersten Strömungskanal vorgesehen ist.In an additional development of the invention, the heat exchanger has a housing, of which the first flow channel is enclosed, and on which an inlet nozzle and an outlet for the first flow channel is provided.
Hierbei kann etwa der zweite Strömungskanal mit einem Einlassstutzen und einem Auslassstutzen auf einer ersten Seite des Gehäuses angeordnet sein und der dritte Strömungskanal mit einem Einlassstutzen und einem Auslassstutzen auf einer zweiten Seite des Gehäuses angeordnet sein.Here, for example, the second flow channel with an inlet connection and an outlet connection can be arranged on a first side of the housing and the third flow channel with an inlet connection and an outlet connection can be arranged on a second side of the housing.
Vorzugsweise sind hierbei der zweite und dritte Strömungskanal im Wesentlichen symmetrisch zu dem zentral angeordneten Einlassstutzen und Auslassstutzen des ersten Strömungskanals angeordnet.In this case, the second and third flow channels are preferably arranged substantially symmetrically with respect to the centrally arranged inlet connection and outlet connection of the first flow channel.
Diese Maßnahmen ermöglichen einen kompakten Aufbau des Wärmetauschers und eine einfache Umleitung zwischen dem zweiten und dritten Strömungskanal, wenn die Wärmeaustauschfläche, die mit dem jeweils anderen Strömungskanal in Verbindung steht, mittels des Schabers gesäubert werden muss. Es steht so unabhängig davon, welche der beiden Wärmeaustauschflächen gerade mittels des Schabers gesäubert wird, im Wesentlichen immer die gleiche Wärmetauscherleistung zur Verfügung.These measures allow a compact construction of the heat exchanger and a simple diversion between the second and third flow channel, when the heat exchange surface, which communicates with the respective other flow channel, must be cleaned by means of the scraper. It is so independent of which of the two heat exchange surfaces just by means of the scraper is essentially always the same heat exchanger performance available.
Vorzugsweise sind der erste und der zweite Strömungskanal und der erste und der dritte Strömungskanal zur Durchströmung im Gegenstromprinzip ausgebildet.Preferably, the first and the second flow channel and the first and the third flow channel are designed to flow in countercurrent principle.
Auf diese Weise wird ein hoher Wirkungsgrad erreicht.In this way, a high efficiency is achieved.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebseinrichtung einen umlaufenden oder reversierenden Antrieb auf.According to a further embodiment of the invention, the drive device has a circulating or reversing drive.
Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Kettentrieb oder einen Seiltrieb handeln.This may be, for example, a chain drive or a rope drive.
Mit derartigen Antrieben lässt sich ein zuverlässiger Antrieb im Langzeitbetrieb unter robusten Bedingungen gewährleisten.With such drives, a reliable drive can be ensured in long-term operation under robust conditions.
Der Schaber kann beispielsweise eine Schaberleiste aufweisen, die etwa mit Bürsten aus einem Material versehen ist, dass Funkenbildung vermeidet.The scraper may, for example, have a scraper bar which is provided with brushes of a material which avoids the formation of sparks.
Auf diese Weise lässt sich auch bei erhöhten Temperaturen eine zuverlässige Säuberung erzielen und eine Explosionsgefahr bei Verwendung in Lackier- oder Pulverbe- schichtungsanlagen weiter reduzieren.In this way, a reliable cleaning can be achieved even at elevated temperatures and further reduce the risk of explosion when used in painting or powder coating systems.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung weist der Wärmetauscher eine Abstreifeinrichtung zur Säuberung des Schabers auf.In a preferred development of the invention, the heat exchanger has a stripping device for cleaning the scraper.
Auf diese Weise können Ablagerungen, die sich während des Betriebes am Schaber ansetzen, ständig entfernt und in einen zugeordneten Behälter ausgegeben werden. In bevorzugter Ausführung der Erfindung weist der Wärmetauscher eine Wärmeaustauschfläche auf, die mit Rippen versehen ist.In this way, deposits that attach to the scraper during operation, can constantly be removed and output to an associated container. In a preferred embodiment of the invention, the heat exchanger on a heat exchange surface, which is provided with ribs.
Auf diese Weise wird ein hoher Wirkungsgrad gewährleistet.In this way, a high efficiency is ensured.
Wie bereits erwähnt, ist der erfindungsgemäße Wärmetauscher vorzugsweise zur Behandlung von Abluft aus einer Lackieranlage oder einer Pulverbeschichtungsanla- ge, insbesondere zur Behandlung von Abluft aus darin vorhandenen Trocknern, geeignet. Es versteht sich jedoch, dass ein derartiger Wärmetauscher grundsätzlich für alle Arten von stark verschmutzten Abluftströmen geeignet ist, bei denen mit einer Ablagerung auf den Wärmeaustauschflächen zu rechnen ist.As already mentioned, the heat exchanger according to the invention is preferably suitable for the treatment of exhaust air from a painting installation or a powder coating installation, in particular for the treatment of exhaust air from dryers present therein. It is understood, however, that such a heat exchanger is basically suitable for all types of heavily polluted exhaust air streams, which is to be expected with a deposit on the heat exchange surfaces.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the features of the invention mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers in vereinfachter Darstellung undFig. 1 is a side view of a heat exchanger according to the invention in a simplified representation and
Fig. 2 einen vergrößerten Teil-Querschnitt durch den Wärmetauscher gemäß Fig. 1 im Bereich der ersten Wärmeaustauschfläche.Fig. 2 is an enlarged partial cross-section through the heat exchanger of FIG. 1 in the region of the first heat exchange surface.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher schematisch dargestellt und insgesamt mit Ziffer 10 bezeichnet. Der Wärmetauscher 10 weist ein längliches Gehäuse 12 auf, aus dem ein zentraler Einlassstutzen 16 auf der ersten Gehäuseseite und ein zentraler Auslassstutzen 18 auf einer gegenüberliegenden Gehäuseseite hervorstehen, die innerhalb des Gehäuses 12 einen ersten Strömungskanal 14 miteinander verbinden. Das Innenvolumen des Gehäuses 12 ist durch eine etwa mittig in Längsrichtung des Gehäuses 12 angeordnete Umlenkfläche 20 in ein erstes, dem Einlassstutzen 16 zugewandtes Volumen und in ein zweites, dem Auslassstutzen 18 zugewandtes Volumen aufgeteilt. Auf diese Weise wird ein Fluidstrom, der, wie durch den Pfeil 56 angedeutet, in den Einlassstutzen 16 eintritt, zu beiden Seiten hin in Richtung der Pfeile 60 umgelenkt und teilt sich so in einen Luftstrom durch einen ersten Teilkanal 22 auf der einen Seite des Wärmetauschers 10 und einen zweiten Luftstrom durch einen Teilkanal 24 auf der gegenüberliegenden Seite des Wärmetauschers 10 auf. An den axialen Enden werden diese Strömungen in Richtung der Pfeile 62 um die Umlenkfläche 20 herum umgeleitet und gelangen durch zugeordnete Teilkanäle 26, 28 zurück zur Mitte und werden, wie durch die Pfeile 64 angedeutet wieder im Auslassstutzen 18 zusammengeführt, aus dem die Abluft schließlich, wie durch den Pfeil 58 angedeutet, austritt.In Fig. 1, a heat exchanger according to the invention is shown schematically and generally designated by numeral 10. The heat exchanger 10 has an elongated housing 12 from which a central inlet port 16 on the first side of the housing and a central outlet port 18 on an opposite side of the housing projecting, which connect a first flow channel 14 within the housing 12 with each other. The inner volume of the housing 12 is divided by a substantially centered in the longitudinal direction of the housing 12 deflection surface 20 in a first, the inlet port 16 facing volume and in a second, the outlet port 18 facing volume. In this way, a fluid flow, which, as indicated by the arrow 56, enters the inlet port 16 is deflected on both sides in the direction of the arrows 60 and thus splits into an air flow through a first sub-channel 22 on one side of the heat exchanger 10 and a second air flow through a partial channel 24 on the opposite side of the heat exchanger 10. At the axial ends of these flows are redirected in the direction of the arrows 62 around the deflection surface 20 around and pass through associated sub-channels 26, 28 back to the center and, as indicated by the arrows 64 again merged in the outlet port 18, from which the exhaust air finally, as indicated by the arrow 58, exits.
Auf der einen Gehäuseseite ist ein zweiter Strömungskanal 30 gebildet, der einen Einlassstutzen 32 und einen Auslassstutzen 34 aufweist. Der zweite Strömungskanal 30 steht über eine Wärmeaustauschfläche 36 mit dem Teilkanal 26 des ersten Strömungskanals 14 in Verbindung.On the one side of the housing, a second flow channel 30 is formed, which has an inlet port 32 and an outlet 34. The second flow channel 30 is connected via a heat exchange surface 36 with the sub-channel 26 of the first flow channel 14 in connection.
Der erste Strömungskanal 14 ist zur Führung von Abluft vorgesehen, während der zweite Strömungskanal 30 zur Führung von Reinluft vorgesehen ist. Der Wärmetauscher 36 weist somit eine Schmutzseite auf, die ausschließlich mit dem ersten Strömungskanal 14 in Verbindung steht und eine Reinseite, die ausschließlich mit dem zweiten Strömungskanal 30 in Verbindung steht.The first flow channel 14 is provided for guiding exhaust air, while the second flow channel 30 is provided for guiding clean air. The heat exchanger 36 thus has a dirty side which communicates exclusively with the first flow channel 14 and a clean side which communicates exclusively with the second flow channel 30.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Wärmetauschers 10 ist ein dritter Strömungskanal 38 mit einem Einlassstutzen 40 und einem Auslassstutzen 42 angeordnet, der mit einer zweiten Wärmeaustauschfläche 44 in Verbindung steht. Der dritte Strömungskanal 38 kann spiegelsymmetrisch zu einer durch den Einlassstutzen 16 und den Auslassstutzen 18 des ersten Strömungskanals 14 festgelegten Mittellinie 19 ausgebildet sein. Der zweite Wärmetauscher 44 weist wiederum eine Schmutzseite auf, die ausschließlich mit dem ersten Strömungskanal 14 im Bereich des Teilkanals 28 in Verbindung steht, sowie eine Reinseite, die ausschließlich mit dem dritten Strömungskanal 38 in Verbindung steht.On the opposite side of the heat exchanger 10, a third flow channel 38 is arranged with an inlet port 40 and an outlet port 42 which communicates with a second heat exchange surface 44. The third flow channel 38 may be designed mirror-symmetrically to a center line 19 defined by the inlet connection 16 and the outlet connection 18 of the first flow channel 14. The second heat exchanger 44 in turn has a dirty side, which communicates exclusively with the first flow channel 14 in the region of the sub-channel 28, as well as a clean side which communicates exclusively with the third flow channel 38.
Um während des Betriebes des Wärmetauschers 10 Ablagerungen, die sich auf der Schmutzseite der Wärmetauscher 36 bzw. 44 bilden können, zu entfernen, ist ein Schaber 48 vorgesehen, der mittels einer Antriebseinrichtung 46 entlang der Oberflächen der Wärmetauscher 36 bzw. 44 auf der Schmutzseite bewegbar ist.In order to remove deposits that may form on the dirty side of the heat exchangers 36 and 44 during operation of the heat exchanger 10, a scraper 48 is provided which can be moved by means of a drive device 46 along the surfaces of the heat exchangers 36 and 44 on the dirty side is.
Bei der Antriebseinrichtung 46 kann es sich beispielsweise um einen Kettentrieb handeln, mittels dessen eine umlaufende oder eine reversierende Bewegung durchgeführt wird.The drive device 46 may be, for example, a chain drive, by means of which a circulating or a reversing movement is performed.
Das Zusammenwirken des Schabers 48 mit dem Wärmetauscher 36 ist beispielhaft aus Fig. 2 näher ersichtlich. Der Wärmetauscher 36 weist Wärmeaustauschflächen 76 auf der Reinseite auf, die zinkenartig hervorstehen, sowie entsprechende Wärmeaustauschflächen 78 auf der Schmutzseite auf. Der Schaber 48 weist nun eine entsprechend geformte Oberfläche auf, die mit einem geringen, jedoch einem ausreichenden Abstand der Oberflächenkontur der Wärmeaustauschflächen 78 auf der Schmutzseite angepasst ist. Bei dem Schaber 48 kann es sich beispielsweise um eine über die gesamte Breite der Wärmeaustauschfläche 36 erstreckende Schaberleiste aus Stahl mit einer den Wärmeaustauschflächen 78 entsprechenden Kontur handeln, an der Stahlbürsten vorgesehen sind, die zur Abschabung von Ablagerungen ausgebildet sind, die an der Oberfläche der Wärmeaustauschflächen 78 auf der Schmutzseite anhaften. Der Schaber 48 wird mittels der Antriebseinrichtung 46 an der Oberfläche des Wärmetauschers 36 entlang bewegt, wenn eine Säuberung notwendig ist. Je nach Verschmutzung kann der Schaber 48 auch mehrfach in Längsrichtung des Wärmetauschers 36 hin und her bewegt werden. Solange sich der Schaber 48 im Bereich des ersten Wärmetauschers 36 befindet, sinkt der Wirkungsgrad des Wärmetauschers 36, da dieser nur von einem geringeren Teil vom Abluftstrom im ersten Strömungskanal 14 durchströmt wird. Während dieser Zeit fließt der größte Teil des AbluftsLroπii. durch den zweiten Wärmetauscher 44, dei über den dritten Strömungskanal 38 zur Energiegewinnung genutzt wird. Während also Abluft, die über den ersten Strömungskanal 14 geführt wird und sich überwiegend vom Einlassstutzen 16 um die Umlenkfläche 20 herum zum Auslassstutzen 18 bewegt, wird Reinluft durch den dritten Strömungskanal gemäß dem Pfeil 72 in den Einlassstutzen 40 eingeführt, nimmt im Gegenstromprinzip Energie aus der Abluft, die durch den Teilkanal 28 strömt, auf und verlässt den Auslassstutzen 42 in Richtung des Pfeiles 74 als vorgewärmte Reinluft.The interaction of the scraper 48 with the heat exchanger 36 is shown by way of example in FIG. 2. The heat exchanger 36 has heat exchange surfaces 76 on the clean side, which protrude like a tine, and corresponding heat exchange surfaces 78 on the dirty side. The scraper 48 now has a correspondingly shaped surface, which is adapted with a small, but a sufficient distance of the surface contour of the heat exchange surfaces 78 on the dirty side. For example, the scraper 48 may be a steel scraper blade extending across the entire width of the heat exchange surface 36 having a contour corresponding to the heat exchange surfaces 78 on which are provided steel brushes which are formed to scrape deposits deposited on the surface of the heat exchange surfaces 78 on the dirty side. The scraper 48 is moved by means of the drive device 46 along the surface of the heat exchanger 36 when a cleaning is necessary. Depending on the contamination, the scraper 48 can also be repeatedly moved in the longitudinal direction of the heat exchanger 36 back and forth. As long as the scraper 48 is in the region of the first heat exchanger 36, the efficiency of the heat exchanger 36 decreases because it is only flowed through by a smaller part of the exhaust air flow in the first flow channel 14. During this time, most of the exhaust air flows. through the second heat exchanger 44, dei via the third flow channel 38 is used for energy. Thus, while exhaust air, which is guided over the first flow channel 14 and moves predominantly from the inlet port 16 to the deflecting surface 20 to the outlet port 18, clean air is introduced through the third flow channel according to the arrow 72 in the inlet port 40 takes in countercurrent energy from the Exhaust air flowing through the sub-channel 28, and leaves the outlet port 42 in the direction of arrow 74 as preheated clean air.
Wenn die Wärmeaustauschfläche des Wärmetauschers 44 gereinigt werden muss, so wird der Schaber 48 einfach mit Hilfe der Antriebseinrichtung 46 zum zweiten Wärmetauscher 44 bewegt, um diesen in entsprechender Weise zu reinigen. Während dieser Zeit wird überwiegend der zweite Strömungskanal 30 genutzt, um einen Reinluftstrom, der über den Einlassstutzen 32 in Richtung des Pfeiles 68 eintritt und über den Auslassstutzen 34 in Richtung des Pfeiles 70 austritt, zu erwärmen.If the heat exchange surface of the heat exchanger 44 has to be cleaned, then the scraper 48 is simply moved by means of the drive means 46 to the second heat exchanger 44 to clean it in a corresponding manner. During this time, predominantly the second flow channel 30 is used to heat a clean air flow, which enters via the inlet port 32 in the direction of the arrow 68 and exits via the outlet port 34 in the direction of the arrow 70.
Auf diese Weise kann der Wärmetauscher 10 praktisch ohne Betriebsunterbrechung während des Betriebes entweder im Bereich des zweiten Strömungskanals 30 oder im Bereich des dritten Strömungskanals 38 gereinigt werden, während der jeweils andere Strömungskanal stärker zur Energieaufnahme genutzt wird.In this way, the heat exchanger 10 can be cleaned practically without interruption during operation either in the region of the second flow channel 30 or in the region of the third flow channel 38, while the respective other flow channel is used more strongly for energy absorption.
Zur Reinigung des Schabers 48 ist ein Abstreifer 50 vorgesehen, mit dem der Schaber 48 von Zeit zu Zeit gereinigt werden kann, um abgeschabtes Material in einen angeschlossenen Auffangbehälter 54 abzuführen. For cleaning the scraper 48, a scraper 50 is provided, with which the scraper 48 can be cleaned from time to time to remove scraped material into a connected collecting container 54.

Claims

Patentansprüche claims
1. Wärmetauscher mit einem ersten Strömuiigskanaϊ (14) zur Führung eines ersten Fluidstroms und mit einem zweiten Strömungskanal (30) zur Führung eines zweiten Fluidstroms, mit einer ersten Wärmeaustauschfläche (36), die mit dem ersten Strömungskanal (14) auf einer Schmutzseite in Verbindung steht und mit dem zweiten Strömungskanal (30) auf einer Reinseite in Verbindung steht, wobei ein Schaber (48) auf der Schmutzseite der Wärmeaustauschfläche (36) vorgesehen ist, der mittels einer Antriebseinrichtung (46) zur Säuberung der Schmutzseite der Wärmeaustauschfläche (36) bewegbar ist.A heat exchanger having a first flow passage (14) for guiding a first fluid flow and having a second flow passage (30) for guiding a second fluid flow, having a first heat exchange surface (36) communicating with the first flow passage (14) on a dirty side and is in communication with the second flow channel (30) on a clean side, wherein a scraper (48) on the dirty side of the heat exchange surface (36) is provided, by means of a drive means (46) for cleaning the dirty side of the heat exchange surface (36) movable is.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, mit einem dritten Strömungskanal (38) zur Führung eines dritten Fluidstroms, mit einer zweiten Wärmeaustauschfläche (44), die mit dem ersten Strömungskanal (14) auf einer Schmutzseite in Verbindung steht und mit dem dritten Strömungskanal (38) auf einer Reinseite in Verbindung steht, wobei ein Schaber (48) auf der Schmutzseite der Wärmeaustauschfläche (44) vorgesehen ist, der mittels einer Antriebseinrichtung (46) zur Säuberung der Schmutzseite der Wärmeaustauschfläche (44) bewegbar ist.2. Heat exchanger according to claim 1, with a third flow channel (38) for guiding a third fluid flow, with a second heat exchange surface (44) which communicates with the first flow channel (14) on a dirty side and with the third flow channel (38). on a clean side in communication, wherein a scraper (48) on the dirty side of the heat exchange surface (44) is provided, which is movable by means of a drive device (46) for cleaning the dirty side of the heat exchange surface (44).
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Gehäuse (12), von dem der erste Strömungskanal (14) umschlossen ist, und an dem ein Einlassstutzen (16) und ein Auslassstutzen (18) für den ersten Strömungskanal (14) vorgesehen ist.3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, comprising a housing (12) of which the first flow channel (14) is enclosed, and on which an inlet port (16) and an outlet port (18) for the first flow channel (14) is provided ,
4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, bei dem der zweite Strömungskanal (30) mit einem Einlassstutzen (32) und einem Auslassstutzen (34) auf einer ersten Seite des Gehäuses (12) angeordnet ist und der dritte Strömungskanal (38) mit einem Einlassstutzen (40) und einem Auslassstutzen (42) auf einer zweiten Seite des Gehäuses (12) angeordnet ist. 4. The heat exchanger according to claim 3, wherein the second flow channel (30) is arranged with an inlet pipe (32) and an outlet pipe (34) on a first side of the housing (12) and the third flow channel (38) with an inlet pipe (40 ) and an outlet port (42) on a second side of the housing (12) is arranged.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, bei dem der zweite (30) und dritte (38) Strömungskanal im Wesentlichen symmetrisch zu dem zentral angeordneten Einlassstutzen (16) und Auslassstutzen (18) des ersten Strömungskanals (14) angeordnet sind.5. Heat exchanger according to claim 4, wherein the second (30) and third (38) flow channel are arranged substantially symmetrically to the centrally arranged inlet port (16) and outlet ports (18) of the first flow channel (14).
6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste (14) und der zweite (30) Strömungskanal und der erste (14) und der dritte Strömungskanal (38) zur Durchströmung im Gegenstromprinzip ausgebildet sind.6. Heat exchanger according to one of the preceding claims, wherein the first (14) and the second (30) flow channel and the first (14) and the third flow channel (38) are designed to flow in a countercurrent principle.
7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Antriebseinrichtung (46) einen umlaufenden oder reversierenden Antrieb aufweist.7. Heat exchanger according to one of the preceding claims, wherein the drive means (46) comprises a circulating or reversing drive.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, bei dem die Antriebseinrichtung (46) einen Kettentrieb oder einen Seiltrieb aufweist.8. A heat exchanger according to claim 7, wherein the drive means (46) comprises a chain drive or a cable drive.
9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schaber (48) eine Schaberleiste aufweist, die vorzugsweise mit Bürsten aus einem Material versehen ist, dass eine Funkenbildung vermeidet.9. Heat exchanger according to one of the preceding claims, wherein the scraper (48) has a scraper strip, which is preferably provided with brushes made of a material that avoids a sparking.
10. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Abstreifeinrichtung (50) zur Säuberung des Schabers.10. Heat exchanger according to one of the preceding claims, with a stripping device (50) for cleaning the scraper.
11. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Wärmeaustauschfläche, die Rippen (76, 78) aufweist.11. A heat exchanger according to one of the preceding claims, having a heat exchange surface, the ribs (76, 78).
12. Verwendung eines Wärmetauschers (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Behandlung von Abluft aus einer Lackieranlage oder Pulverbe- schichtungsanlage. 12. Use of a heat exchanger (10) according to any one of the preceding claims for the treatment of exhaust air from a painting or powder coating plant.
13. Verwendung nach Anspruch 12, bei dem der Wärmetauscher zur Lufterwärmung eines Trockners, zur Vorwärmung von Förderketten oder anderen Teilen genutzt wird. 13. Use according to claim 12, wherein the heat exchanger is used for air heating of a dryer, for preheating conveyor chains or other parts.
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