AT508157B1

AT508157B1 - DEVICE FOR CLEANING A HEAT EXCHANGER

Info

Publication number: AT508157B1
Application number: AT0122909A
Authority: AT
Original assignee: Schiefer Erwin
Priority date: 2009-08-04
Filing date: 2009-08-04
Publication date: 2010-11-15
Also published as: CA2806297A1; WO2011015448A2; EP2462380A2; WO2011015448A3; US20130168044A1; AT508157A4

Abstract

Wärmeübertrager (1), insbesondere Rohrwärmeübertrager, für verunreinigte Medien wie beispielsweise Abgas, mit einer Gaseintrittsöffnung (20) und einer Gasaustrittsöffnung (21), mit einer Temperiermediumseintrittsöffnung (24) und einer Temperiermediumsaustrittsöffnung (25) sowie einer Reinigungsvorrichtung (3), wobei in einem Ringspalt (8) des Wärmeübertragers (1), der von verunreinigtem Abgas durchströmt wird, eine drehbare Reinigungswendel (4) der Reinigungsvorrichtung (3) angeordnet ist, deren äußerer Rand (5) zumindest in einem Abschnitt (10) der äußeren Übertragerfläche (9) an diese angrenzt.Heat exchanger (1), in particular tube heat exchanger, for contaminated media such as exhaust gas, with a gas inlet opening (20) and a gas outlet opening (21), with a Temperiermediumseintrittsöffnung (24) and a Temperiermediumsaustrittsöffnung (25) and a cleaning device (3), wherein in one Annular gap (8) of the heat exchanger (1), which is traversed by contaminated exhaust gas, a rotatable cleaning coil (4) of the cleaning device (3) is arranged, whose outer edge (5) at least in a portion (10) of the outer transfer surface (9) adjacent to these.

Description

österreichisches Patentamt AT 508 157 B1 2010-11-15Austrian Patent Office AT 508 157 B1 2010-11-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft Wärmeübertrager, insbesondere Rohrwärmeübertrager, für verunreinigte Medien wie beispielsweise Abgas, mit einer Gaseintrittsöffnung und einer Gasaustrittsöffnung, mit einer Temperiermediumseintrittsöffnung und einer Temperiermediumsaustrittsöffnung sowie einer Reinigungsvorrichtung.Description: The invention relates to heat exchangers, in particular tube heat exchangers, for contaminated media such as exhaust gas, with a gas inlet opening and a gas outlet opening, with a tempering medium inlet opening and a tempering medium outlet opening and a cleaning device.

[0002] Moderne Festbrennstoffkessel verfügen in der Regel über Einrichtungen zur regelmäßigen Abreinigung der Wärmetauscherflächen. Entsprechende Reinigungsspindeln werden von der Steuerung der Anlagen in regelmäßigen Abständen aktiviert und entfernen Ruß und Staubablagerungen von den Wärmetauscherflächen, um den Wirkungsgrad der Anlagen über den Nutzungszeitraum möglichst konstant zu halten. Bei rohrförmigen Wärmetauschern und stehender Anordnung verwendet man Reinigungsspindeln, die mit entsprechenden Reinigungsmessern ausgestattet sind, welche den sich während des Betriebes der Anlage absetzenden Ruß und Staub von den Wärmetauscherflächen entfernen. Die auf diesem Prinzip beruhenden Systeme haben den Nachteil, dass die Reinigungsmesser starr an der Reinigungsspindel angebracht sind. Daraus resultiert, dass aus Gründen der Wärmedehnung und von fertigungstechnisch bedingten Toleranzen der Radius der Reinigungsmesser immer kleiner als der Innenradius des Wärmetauscherrohres sein muss, um ein Blockieren der Reinigungsspindeln zu vermeiden. Dieses notwendige Spiel hat aber zur Folge, dass sich während der Nutzung der Anlagen entsprechend der Toleranz zwischen Innenradius der Wärmetauscherrohre und des Radius der Reinigungsmesser eine Schicht an der Wärmetauscherfläche absetzt, die durch die Reinigungsspindel nicht entfernt werden kann. Da diese Schicht aus Ruß und Staub eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzt, geht der Wirkungsgrad des Festbrennstoffkessels messbar zurück, was nachteilig zu einem höheren Verbrauch an Brennstoff bei gleicher Leistungsentnahme führt. Durch ein Verkoken der angelagerten Verunreinigungen sind diese außerdem nur äußerst schwierig von den Wärmetauscherflächen abreinigbar. Der Reinigungsaufwand bei Revisionen wird dadurch deutlich erhöht, was einen weiteren Nachteil dieser Ausführungen darstellt.Modern solid fuel boiler usually have facilities for regular cleaning of the heat exchanger surfaces. Corresponding cleaning spindles are activated at regular intervals by the control of the systems and remove soot and dust deposits from the heat exchanger surfaces in order to keep the efficiency of the systems as constant as possible over the period of use. In tubular heat exchangers and vertical arrangement using cleaning spindles, which are equipped with appropriate cleaning knives, which remove the settling during operation of the system soot and dust from the heat exchanger surfaces. The systems based on this principle have the disadvantage that the cleaning knives are rigidly attached to the cleaning spindle. As a result, for reasons of thermal expansion and manufacturing tolerances caused by the radius of the cleaning knife must always be smaller than the inner radius of the heat exchanger tube to avoid blocking the cleaning spindles. However, this necessary clearance has the consequence that, during use of the systems, a layer settles on the heat exchanger surface in accordance with the tolerance between the inner radius of the heat exchanger tubes and the radius of the cleaning blades, which layer can not be removed by the cleaning spindle. Since this layer of soot and dust has a very poor thermal conductivity, the efficiency of the solid fuel boiler goes back measurably, which leads disadvantageously to a higher consumption of fuel with the same power consumption. By coking the accumulated impurities these are also extremely difficult to clean off the heat exchanger surfaces. The cleaning effort for revisions is thereby significantly increased, which represents a further disadvantage of these designs.

[0003] Um die zuvor genannten Nachteile zu überwinden, wird in DE 10 2004 031 220 A1 eine Reinigungsspindel für Feststoffbrennkessel vorgeschlagen, die zumindest ein Reinigungsmesser trägt, welches über die Länge der zu reinigenden Wärmetauscherfläche reicht, und das mindestens in der Mitte und an seinem unteren Ende jeweils lose in Führungen an Scheiben der Reinigungsspindel eingesetzt ist. Die Scheiben, die an der Reinigungsspindel befestigt und quer zur Strömungsrichtung des Abgases angeordnet sind, bieten nicht nur eine Führung für die darin lose in Führungsnuten eingesetzten Reinigungsmesser, sondern verwirbeln auch die Heißluft innerhalb des Wärmetauschers. Die Reinigungsmesser stehen dabei aus den Führungsnuten parallel zur Wärmetauscherfläche hervor. In der Mitte ihrer Länge werden die Reinigungsmesser jeweils von keilförmigen Auflagen, die sich im Grunde der Führungsnut der mittleren Scheibe befinden, gegen die Wärmetauscherfläche abgestützt.In order to overcome the aforementioned disadvantages, DE 10 2004 031 220 A1 proposes a cleaning spindle for solid fuel boiler, which carries at least one cleaning knife, which extends over the length of the heat exchanger surface to be cleaned, and that at least in the middle and at its lower end is loosely inserted into guides on washers of the cleaning spindle. The discs, which are attached to the cleaning spindle and arranged transversely to the flow direction of the exhaust gas, not only provide a guide for the cleaning knives loosely inserted therein in guide grooves, but also swirl the hot air within the heat exchanger. The cleaning knives stand out of the guide grooves parallel to the heat exchanger surface. In the middle of their length, the cleaning knives are each supported by wedge-shaped supports, which are basically the guide groove of the middle disc against the heat exchanger surface.

[0004] Nachteilig an dieser Ausführung ist, dass die Reinigungsmesser zwar an ihren beiden freien Enden etwas beweglich gegenüber der umlaufenden Reinigungsspindel angeordnet sind und derart Unebenheiten an der Wärmetauscherfläche, die jeweils auf dem Niveau ihrer beiden Endabschnitte gelegen sind, ausgleichen können. Durch die keilförmigen Auflagen, mit denen die Reinigungsmesser in der Mitte ihrer Längsseiten allerdings jeweils gegen die mittlere Scheibe der Reinigungsspindel abgestützt werden, können Unebenheiten der Wärmetauscherfläche entlang des mittleren Abschnittes der Reinigungsmesser nicht ausgeglichen werden, was zumindest in diesem mittleren Abschnitt weiterhin zur Bildung von unerwünschten Ablagerungen an der Wärmetauscherfläche führt. Weiters ist von Nachteil, dass die Reinigungsmesser über ihre gesamte Baulänge starr ausgeführt sind. Sobald ein Reinigungsmesser an einem seiner freien Endabschnitte der Kontur einer Unebenheit der Wärmetauscherfläche folgt, wird sein gegenüberliegendes freies Ende entsprechend gegengleich zur Wärmetauscherfläche bewegt. Ein über die gesamte überstrichene Wärmetauscherfläche erwünschter, gleichmäßiger sowie gründlicher Reinigungseffekt zur Entfernung von Ablagerungen wird somit von Reinigungsmes- 1/13 österreichisches Patentamt AT 508 157 B1 2010-11-15 sern in dieser Ausführung nicht erzielt.A disadvantage of this design is that the cleaning knives are indeed arranged at its two free ends slightly movable relative to the rotating cleaning spindle and so unevenness on the heat exchanger surface, which are located at the level of their two end portions, can compensate. Due to the wedge-shaped supports, with which the cleaning blades are supported in the middle of their longitudinal sides, however, in each case against the central disc of the cleaning spindle, unevenness of the heat exchanger surface along the central portion of the cleaning blade can not be compensated, which continues at least in this central portion to form undesirable Deposits on the heat exchanger surface leads. Furthermore, it is disadvantageous that the cleaning blades are rigid over their entire length. As soon as a cleaning knife follows the contour of a unevenness of the heat exchanger surface at one of its free end sections, its opposite free end is moved correspondingly opposite to the heat exchanger surface. A uniform and thorough cleaning effect for removing deposits, which is desired over the entire swept heat exchanger surface, is therefore not achieved in this embodiment by cleaning instruments.

[0005] Weiters wirken die in DE 10 2004 031 220 A1 gezeigten Scheiben an der Reinigungsspindel durch ihre Anordnung quer zur Längsachsenrichtung der Reinigungsspindel bzw. quer zur Strömungsrichtung des Gasstroms wie Strömungsbrecher. Die bei der Umströmung der quer zur Strömungsrichtung angeordneten Scheiben durchaus erwünschten Effekte der besseren Verwirbelung des Gasstroms, die einen verbesserten Wärmeübergang bewirken, gehen allerdings nachteilig mit einem hohen Strömungsverlust aufgrund der durch die Scheiben stark verringerten freien Querschnittsfläche des rohrförmigen Wärmetauschers einher. Der hohe Strömungs- bzw. Druckverlust muss daher durch entsprechend leistungsfähige Gasförderpumpen kompensiert werden, was zumindest zu erhöhten Betriebskosten beim Einsatz einer derartigen Reinigungsspindel mit quer angeordneten Scheiben führt.Furthermore, the disks shown in DE 10 2004 031 220 A1 act on the cleaning spindle by their arrangement transversely to the longitudinal axis direction of the cleaning spindle or transversely to the flow direction of the gas flow as flow breaker. However, the desired effects of the better turbulence of the gas stream, which effect improved heat transfer, are disadvantageously associated with a high flow loss due to the free cross-sectional area of the tubular heat exchanger greatly reduced by the disks. The high flow or pressure loss must therefore be compensated by correspondingly powerful gas delivery pumps, resulting in at least increased operating costs when using such a cleaning spindle with transverse disks.

[0006] Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Wärmeüberträger mit einer Reinigungsvorrichtung bereitzustellen, der die geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Die Reinigungsvorrichtung soll insbesondere für den Einsatz in rohrförmigen Wärmeüberträger, die von stark verunreinigten Medien wie beispielsweise Abgas aus einer Holzvergasung durchströmt werden, geeignet sein.It is therefore an object of the present invention to provide a heat exchanger with a cleaning device which avoids the disadvantages of the prior art. The cleaning device should be particularly suitable for use in tubular heat exchangers, which are flowed through by heavily contaminated media such as exhaust gas from a wood gasification.

[0007] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Wärmeüberträger durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Besonders bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention this object is achieved in a generic heat exchanger by the features stated in the characterizing part of claim 1. Particularly preferred embodiments and developments of the invention are the subject of the dependent claims.

[0008] Vorteilhaft umfasst ein erfindungsgemäßer Wärmeüberträger, insbesondere ein Rohrwärmeüberträger, für verunreinigte Medien wie beispielsweise Abgas, eine Gaseintrittsöffnung und eine Gasaustrittsöffnung, eine Temperiermediumseintrittsöffnung und eine Temperiermediumsaustrittsöffnung sowie eine Reinigungsvorrichtung, wobei in einem Ringspalt des Wärmeüberträgers, der von verunreinigtem Abgas durchströmt wird, eine drehbare Reinigungswendel der Reinigungsvorrichtung angeordnet ist, deren äußerer Rand der Reinigungswendel zumindest in einem Abschnitt der äußeren Übertragerfläche an diese angrenzt.Advantageously, an inventive heat exchanger, in particular a tubular heat exchanger, for contaminated media such as exhaust gas, a gas inlet opening and a gas outlet opening, a Temperiermediumseintrittsöffnung and a Temperiermediumsaustrittsöffnung and a cleaning device, wherein in an annular gap of the heat exchanger, which is traversed by contaminated exhaust, a rotatable cleaning coil of the cleaning device is arranged, the outer edge of the cleaning coil at least in a portion of the outer transformer surface adjacent thereto.

[0009] Die drehbare Reinigungswendel wird dabei während des Betriebs des Wärmeüberträgers in Rotation versetzt bzw. gehalten. Der äußere Rand der Reinigungswendel berührt dabei die äußere Übertragerfläche. Unerwünschte Ablagerungen wie klebrige Verbrennungsrückstände, Ruß, Staub, etc., die aufgrund ihrer schlechten Wärmeleitfähigkeit den Wärmedurchgang durch die Übertragerfläche und somit den gesamten Wirkungsgrad des Wärmeüberträgers verschlechtern würden, werden laufend vom äußeren Rand der Reinigungswendel erfasst, gelockert und von der äußeren Übertragerfläche entfernt. Die gelockerten Ablagerungspartikel werden mit der Gasströmung mitgerissen und beispielsweise in eigenen Abscheidevorrichtungen aus dem Gasstrom abgetrennt. Durch die drehbare Reinigungswendel bedingt erhält das verunreinigte Medium, beispielsweise ein mit Schmutzpartikel beladener Abgasstrom, bei Durchströmung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers einen Drall. Die Schmutzpartikel werden dabei aufgrund der wirkenden Fliehkräfte in Richtung der äußeren Übertragerfläche gefördert. Somit wird der Gasstrom vergleichbar mit dem Durchströmen eines Zyklons in eine spiralförmige Rotationsbewegung versetzt und dabei zumindest teilweise von Schmutzpartikel gereinigt und verlässt den Wärmetauscher vorteilhaft mit einer zumindest geringeren Beladung an Verunreinigungen. Der freie Strömungsquerschnitt des Ringspalts wird durch die drehbar angeordnete Reinigungswendel nicht oder höchstens sehr gering reduziert. Der Strömungswiderstand des verunreinigten Mediums im Ringspalt des erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers wird dadurch vorteilhaft nur geringfügig vergrößert.The rotatable cleaning coil is thereby set or kept in rotation during operation of the heat exchanger. The outer edge of the cleaning coil touches the outer transformer surface. Unwanted deposits such as sticky combustion residues, soot, dust, etc., which would deteriorate the heat transfer through the Übertragerfläche and thus the overall efficiency of the heat exchanger due to their poor thermal conductivity are continuously detected by the outer edge of the cleaning coil, loosened and removed from the outer Übertragerfläche. The loosened deposition particles are entrained with the gas flow and separated, for example, in their own separation devices from the gas stream. Due to the rotatable cleaning coil conditionally receives the contaminated medium, for example, loaded with a contaminant exhaust stream, when flowing through the heat exchanger according to the invention a twist. The dirt particles are thereby promoted due to the centrifugal forces acting in the direction of the outer transformer surface. Thus, the gas flow is comparable to the passage of a cyclone in a spiral rotational movement and thereby at least partially cleaned of dirt particles and leaves the heat exchanger advantageously with an at least lower loading of impurities. The free flow cross-section of the annular gap is not or at most very slightly reduced by the rotatably arranged cleaning spiral. The flow resistance of the contaminated medium in the annular gap of the heat exchanger according to the invention is advantageously increased only slightly.

[0010] Wenn im weiteren Verlauf beispielsweise Abgas als verunreinigtes Medium genannt wird, so kann der erfindungsgemäße Wärmeüberträger ebenso zur Temperierung, also sowohl zur Abkühlung, als auch zur Erwärmung von verunreinigten flüssigen Medien, oder zur Temperierung von mit Feststoffen verunreinigten Gas-Flüssigkeits-Gemischen eingesetzt werden.If, for example, exhaust gas is referred to as a contaminated medium in the further course, the heat exchanger according to the invention can also be used for temperature control, ie for cooling as well as for heating contaminated liquid media, or for tempering contaminated with solids gas-liquid mixtures be used.

[0011] Besonders zweckmäßig grenzt bei einem erfindungsgemäßen Wärmeüberträger der 2/13 österreichisches Patentamt AT 508 157 B1 2010-11-15 innere Rand der Reinigungswendel zumindest in einem Abschnitt an die innere Übertragerfläche.Particularly expedient borders in a heat exchanger according to the invention of the inner edge of the cleaning coil at least in a section of the inner Übertragerfläche AT 508 157 B1 2010-11-15.

[0012] Durch den inneren Rand der rotierenden Reinigungswendel, der während des Betriebs die innere Übertragerfläche berührt, werden dort anhaftende Ablagerungen erfasst und gelockert und sodann von der Gasströmung mitgerissen. Eine unerwünschte Bildung von Ablagerungsbelägen an der inneren Übertragerfläche, die den Wärmedurchgang verschlechtern würden, wird zuverlässig vermieden. Der Wirkungsgrad des Wärmeüberträgers bleibt daher auch bei der Durchströmung von stark verunreinigten Medien hoch.By the inner edge of the rotating cleaning coil, which touches the inner Übertragerfläche during operation, there are detected deposits loosened and loosened and then entrained by the gas flow. An undesirable formation of deposit deposits on the inner transformer surface, which would deteriorate the heat transfer is reliably avoided. The efficiency of the heat exchanger therefore remains high even when the flow of heavily contaminated media.

[0013] Wärmeüberträger, die nur entweder auf der inneren Übertragerfläche, oder auf der äußeren Übertragerfläche des Ringspalts mit einem Temperiermedium beaufschlagt werden, bei denen also nicht die gesamte zur Verfügung stehende Übertragerfläche zur Wärmeübertragung genutzt wird, werden ebenfalls von der Erfindung umfasst.Heat exchangers, which are acted upon only on the inner Übertragerfläche, or on the outer Übertragerfläche the annular gap with a tempering, in which therefore not the entire available Übertragerfläche is used for heat transfer, are also encompassed by the invention.

[0014] In einer Variante der Erfindung ist bei einem Wärmeüberträger die Reinigungswendel mit einem Antrieb, der an der Außenseite des Wärmeüberträgers angeordnet ist, bewegungsmäßig gekoppelt.In a variant of the invention, in a heat exchanger, the cleaning coil with a drive, which is arranged on the outside of the heat exchanger, coupled in terms of movement.

[0015] In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist bei einem erfindungsgemäßen Wärmeüberträger die Reinigungswendel mit einer Antriebswelle mit dem Antrieb verbunden.In an advantageous embodiment, the cleaning coil is connected to a drive shaft to the drive in a heat exchanger according to the invention.

[0016] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Wärmeüberträgers ist gekennzeichnet durch eine hermetisch dichtende Durchführung der Antriebswelle durch das Gehäuse des Wärmeüberträgers.A preferred embodiment of a heat exchanger is characterized by a hermetically sealed passage of the drive shaft through the housing of the heat exchanger.

[0017] Zweckmäßig ist bei einem erfindungsgemäßen Wärmeüberträger die Reinigungswendel aus einem spiralförmig aufgewickelten, streifenförmigen Material hergestellt.Appropriately, the cleaning coil is made of a spirally wound, strip-shaped material in a heat exchanger according to the invention.

[0018] Durch die spiralförmig aufgewickelte, streifenförmige Bauweise wird eine hohe Flexibilität der Reinigungswendel erreicht, sich an die Konturen der äußeren bzw. der inneren Übertragerflächen anzupassen. Eine formschlüssige Anpassung der beiden Ränder der Reinigungswendel an die Konturen der äußeren bzw. der inneren Übertragerflächen entfallt. Ein Blockieren der Reinigungsvorrichtung durch Kontakt mit den Übertragerflächen, wie das bei aus dem Stand der Technik bekannten Reinigungsmessern aufgrund der Wärmedehnung des Wärmeüberträgers auftreten kann, entfällt in der erfindungsgemäßen Ausführung. Weiters ist diese gewählte Bauweise der streifenförmig bzw. spiralförmig aufgewickelten Reinigungswendel vorteilhaft gegenüber der Bauweise sonst üblicher Förderschnecken, bei denen die Wendel an einem Kernrohr fixiert bzw. mit diesem verschweißt ist. Die Mantelfläche des Kernrohrs bietet bei einer herkömmlichen Förderschnecke eine große, relativ zur Wendel unbewegte Oberfläche, an der sich Verunreinigungen ablagern können und somit die freie Querschnittfläche im Ringspalt verkleinert wird. Auch eine Reinigungswendel, die wie eine Spiralfeder aufgewickelt ist, kann als erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung eingesetzt werden.By the spirally wound, strip-shaped construction, a high flexibility of the cleaning coil is achieved to adapt to the contours of the outer and the inner Übertragerflächen. A form-fitting adaptation of the two edges of the cleaning spiral to the contours of the outer and the inner Übertragerflächen omitted. A blocking of the cleaning device by contact with the Übertragerflächen, as may occur in known from the prior art cleaning knives due to the thermal expansion of the heat exchanger, is omitted in the embodiment of the invention. Furthermore, this selected construction of the strip-shaped or spirally wound cleaning helix is advantageous over the construction of otherwise conventional augers in which the helix is fixed to a core tube or welded thereto. The lateral surface of the core tube provides in a conventional screw conveyor a large, relative to the helix immobile surface on which can deposit impurities and thus the free cross-sectional area is reduced in the annular gap. Also, a cleaning coil, which is wound up like a coil spring, can be used as a cleaning device according to the invention.

[0019] In einer erfindungsgemäßen Variante eines Wärmeüberträgers ist die Reinigungswendel aus einem Werkstoff mit hoher mechanischer Festigkeit, vorzugsweise aus Metall, hergestellt.In a variant of a heat exchanger according to the invention, the cleaning coil is made of a material with high mechanical strength, preferably of metal.

[0020] Neben der Flexibilität der Reinigungswendel, um sich an die Konturen der Übertragerflächen anpassen zu können, ist auch eine hohe mechanische Festigkeit erforderlich. Insbesondere bei klebrigen Ablagerungen, beispielsweise bei Teerhältigen Ablagerungen, wirken während des Betriebs hohe Scheerkräfte auf die rotierende Reinigungswendel.In addition to the flexibility of the cleaning coil in order to adapt to the contours of Übertragerflächen, also a high mechanical strength is required. Particularly in the case of sticky deposits, for example in the case of deposits containing tar, high shear forces act on the rotating cleaning spiral during operation.

[0021] Besonders vorteilhaft ist bei einem erfindungsgemäßen Wärmeüberträger die Reinigungswendel an ihrem inneren Rand und/oder an ihrem äußeren Rand mit einer Reinigungskante versehen.Particularly advantageous in a heat exchanger according to the invention, the cleaning coil is provided at its inner edge and / or at its outer edge with a cleaning edge.

[0022] Durch eine Reinigungskante, die an zumindest einem Rand der Reinigungswendel angeordnet ist, kann besonders vorteilhaft der Wärmeüberträger an unterschiedlichste Betriebszustände angepasst werden. Die Reinigungskante kann dazu austauschbar ausgeführt sein und als Verschleißteil nach einer gewissen Betriebsdauer ausgewechselt werden. Auch können beispielsweise wahlweise verschiedene Reinigungskanten mit unterschiedlichen me- 3/13 österreichisches Patentamt AT 508 157 B1 2010-11-15 chanischen Festigkeiten eingesetzt werden. Die Reinigungswendel kann somit besonders wirtschaftlich aus einem mechanisch weniger belastbaren Material hergestellt werden.By a cleaning edge, which is arranged on at least one edge of the cleaning coil, the heat exchanger can be adapted to different operating conditions particularly advantageous. The cleaning edge can be designed to be interchangeable and replaced as a wearing part after a certain period of operation. It is also possible, for example, optionally to use different cleaning edges with different mechanical strengths. The cleaning coil can thus be made particularly economically from a mechanically less resilient material.

[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei einem Wärmeüberträger unterhalb des Niveaus der Reinigungswendel ein Sumpfbehälter zur Aufnahme von Verunreinigungen angeordnet.In a preferred embodiment of the invention, a sump container for receiving impurities is arranged at a heat exchanger below the level of the cleaning coil.

[0024] Die Ablagerungen, die während des Betriebs von der Reinigungswendel von der äußeren bzw. von der inneren Übertragerfläche abgetragen werden und die mit der Gasströmung mitgerissen werden, gelangen in den Sumpfbehälter, der unterhalb der Reinigungswendel angeordnet ist. Auch andere Verunreinigungen, die mit dem eintretenden Gasstrom in den Wärmeüberträger eingebracht werden, gelangen zumindest teilweise in den Sumpfbehälter und werden somit vorteilhaft aus dem Gasstrom abgetrennt.The deposits that are removed during operation of the cleaning coil of the outer or of the inner Übertragerfläche and entrained with the gas flow, get into the sump, which is located below the cleaning coil. Other impurities which are introduced into the heat exchanger with the entering gas stream, at least partially reach the sump container and are thus advantageously separated from the gas stream.

[0025] Zweckmäßig ist bei einem erfindungsgemäßen Wärmeüberträger unterhalb des Niveaus der Reinigungswendel eine Revisionsöffnung im Gehäuse vorgesehen.Suitably, a revision opening in the housing is provided in a heat exchanger according to the invention below the level of the cleaning coil.

[0026] Die Revisionsöffnung, die zweckmäßig in der Nähe des Sumpfbehälters angeordnet ist, ermöglicht eine einfache und schnelle Wartung des erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers im Falle einer Störung.The inspection opening, which is conveniently located in the vicinity of the sump container, allows easy and quick maintenance of the heat exchanger according to the invention in the event of a fault.

[0027] Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal eines erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers ist dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Ringspalts zumindest eine Verteilervorrichtung zur Aufgabe eines Reinigungsmediums vorgesehen ist.A further advantageous feature of a heat exchanger according to the invention is characterized in that at least one distributor device for discharging a cleaning medium is provided in the interior of the annular gap.

[0028] Mit einem Reinigungsmedium, das über die zumindest eine Verteilervorrichtung in das Innere des Ringspalts in den Gasstrom aufgegeben wird, wird eine zusätzliche Gaswäsche bewirkt und somit der Reinigungseffekt des erfindungsgemäßen Wärmetauschers für das verunreinigte Medium bzw. Abgas weiter verbessert. Die Verteilereinrichtung kann beispielsweise mehrere Düsen zur Aufgabe des Reinigungsmediums, die an demselben oder an unterschiedlichen Niveaus der inneren und/oder äußeren Übertragerfläche angeordnet sind, umfassen. Der gewünschte, vorteilhafte Wascheffekt des Abgases wird dabei in einem in Strömungsrichtung des Abgases gesehen stromabwärts von der Verteilereinrichtung gelegenen Abschnitt des Ringspalts erzielt. Auch andere Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Verteilereinrichtung zur Aufgabe eines Reinigungsmediums sind denkbar. So kann das Reinigungsmedium beispielsweise innerhalb des stehenden Mantels der inneren Übertragerfläche nach oben gefordert werden. Der oberste Abschnitt der inneren Übertragerfläche kann dazu als konisch sich nach oben verjüngender Verteilerabschnitt mit waagrecht umlaufender Abrisskante ausgeführt sein, sodass das über die Abrisskante geforderte Reinigungsmedium beim Herabfließen an der der Gasströmung zugewandten Seite der inneren Übertragerfläche anfangs im konischen Verteilerabschnitt als gleichmäßig dünner Film über den gesamten Umfang der inneren Übertragerfläche verteilt an dieser Mantelfläche gleichmäßig herabfließt. Durch die große Oberfläche zwischen dem dünnen Film des Reinigungsmediums und der Gasströmung wird ein besonders guter Wascheffekt erzielt und das verunreinigte Abgas entsprechend von Verunreinigungen befreit.With a cleaning medium, which is introduced via the at least one distributor device into the interior of the annular gap in the gas stream, an additional gas scrubbing is effected and thus the cleaning effect of the heat exchanger according to the invention for the contaminated medium or exhaust gas further improved. The distributor device may, for example, comprise a plurality of nozzles for discharging the cleaning medium, which are arranged at the same or at different levels of the inner and / or outer transmitter surface. The desired, advantageous washing effect of the exhaust gas is achieved in a section of the annular gap located downstream of the distributor device, viewed in the flow direction of the exhaust gas. Other embodiments of a distribution device according to the invention for the task of a cleaning medium are conceivable. Thus, the cleaning medium, for example, be required within the standing shell of the inner Übertragerfläche upwards. The uppermost portion of the inner Übertragerfläche can be designed as tapered upwardly tapering distributor section with horizontal peripheral spoiler edge, so that the required over the spoiler edge cleaning medium when flowing down on the side facing the gas flow side of the inner Übertragerfläche initially in the conical distributor section as uniformly thin film over the distributed throughout the circumference of the inner transformer surface evenly flows down on this lateral surface. Due to the large surface area between the thin film of the cleaning medium and the gas flow, a particularly good washing effect is achieved and the contaminated exhaust gas is correspondingly freed from impurities.

[0029] Die Verunreinigungen, die vom herabfließenden Film des Reinigungsmediums gebunden werden, gelangen am unteren Ende des Wärmeüberträgers in den Sumpfbehälter, werden von dort nach außen befördert und somit aus dem Gasstrom abgetrennt.The impurities bound by the downflowing film of the cleaning medium, arrive at the lower end of the heat exchanger in the sump tank, are transported from there to the outside and thus separated from the gas stream.

[0030] Zweckmäßig ist bei einem erfindungsgemäßen Wärmeüberträger die Verteilervorrichtung zwischen der Gaseintrittsöffnung und der Gasaustrittsöffnung angeordnet. Beispielsweise ist die Verteilervorrichtung etwa mittig zwischen der Gaseintrittsöffnung und der Gasaustrittsöffnung angeordnet.Suitably, in a heat exchanger according to the invention, the distributor device is arranged between the gas inlet opening and the gas outlet opening. For example, the distributor device is arranged approximately centrally between the gas inlet opening and the gas outlet opening.

[0031] In dieser Ausführungsvariante wird im Abschnitt zwischen der Gaseintrittsöffnung und der Verteilervorrichtung der Gasstrom durch die Zentrifugalkraft vergleichbar mit der Reinigung in einem Zyklon trocken gereinigt, im Abschnitt zwischen der Verteilervorrichtung und der Gasaustrittsöffnung wird der Gasstrom zusätzlich zur mechanischen Reinigung auch gewaschen. 4/13 österreichisches Patentamt AT 508 157 B1 2010-11-15 [0032] Als Reinigungsmittel zum Einsatz im erfindungsgemäßen Wärmeübertrager kommen je nach Beschaffenheit des zu reinigenden Abgases entweder Wasser oder die aus der Rauchgasreinigung sonst üblichen Reinigungsmittel in Frage.In this embodiment, in the section between the gas inlet opening and the distributor device, the gas flow is dry-cleaned by the centrifugal force comparable to the cleaning in a cyclone, in the section between the distributor device and the gas outlet opening, the gas stream is also washed in addition to mechanical cleaning. Depending on the nature of the exhaust gas to be cleaned, either water or the cleaning agents otherwise customary from flue gas cleaning come into question as cleaning agents for use in the heat exchanger according to the invention.

[0033] Die Erfindung ist keinesfalls auf Ausführungsformen von stehenden Wärmeüberträgern mit einem senkrecht angeordneten Ringspalt beschränkt, sondern umfasst sinngemäß sämtliche Aufstellungsvarianten. Beispielsweise werden auch liegend angeordnete Wärmeüberträger mit einem horizontal durchströmten Ringspalt oder schräg aufgestellte Wärmeüberträger von der Erfindung umfasst.The invention is in no way limited to embodiments of stationary heat exchangers with a vertically disposed annular gap, but includes mutatis mutandis all installation variants. For example, horizontally arranged heat exchangers with a horizontally flow-through annular gap or obliquely erected heat exchanger are encompassed by the invention.

[0034] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further features of the invention will become apparent from the following description of embodiments and with reference to the drawings.

[0035] Es zeigen: [0036] Fig. 1 in einer schematischen Schnittansicht von der Seite eine erste Ausführungsvari ante eines erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers mit einer Reinigungsvorrichtung; [0037] Fig. 1a in einer schematischen Schnittansicht von oben Details der in Fig. 1 dargestell ten ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers; [0038] Fig. 2 in einer schematischen Schnittansicht Details einer zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers mit zwei rohrförmigen Abschnitten mit Reinigungsvorrichtungen; [0039] Fig. 3 in einer schematischen Schnittansicht Details einer dritten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers mit zwei rohrförmigen Abschnitten mit Reinigungsvorrichtungen.[0036] FIG. 1 is a schematic sectional view from the side of a first embodiment of a heat exchanger according to the invention with a cleaning device; Fig. 1a in a schematic sectional view from above Details of the dargestell th in Figure 1 first embodiment of a heat exchanger according to the invention. 2 shows in a schematic sectional view details of a second embodiment of a heat exchanger according to the invention with two tubular sections with cleaning devices; 3 shows a schematic sectional view of details of a third embodiment of a heat exchanger according to the invention with two tubular sections with cleaning devices.

[0040] In Fig. 1 ist im Schnitt ein erfindungsgemäßer Wärmeüberträger 1 mit einem rohrförmigen Wärmeüberträgerabschnitt 2 dargestellt. Eine Reinigungsvorrichtung 3 umfasst eine Reinigungswendel 4, die aus einem spiralförmig aufgewickelten Metallstreifen ähnlich einer Spiralfeder gefertigt ist, und die an ihrem äußeren Rand 5 sowie an ihrem inneren Rand 6 jeweils mit einer Reinigungskante 7 mit hoher mechanischer Festigkeit versehen ist. Die Reinigungswendel 4 befindet sich innerhalb eines Ringspalts 8, der zwischen einer äußeren Übertragerfläche 9, die durch einen äußeren Rohrmantel gebildet wird, und einer inneren Übertragerfläche 11, die durch einen inneren Rohrmantel, der zum äußeren Rohrmantel konzentrisch ist, gebildet wird, gelegen ist. Die drehbar angeordnete Reinigungswendel 4 hat die Aufgabe, während des Betriebs des Wärmeüberträgers 1 für die Reinigung eines möglichst großen Abschnitts 10 der äußeren Übertragerfläche 9 bzw. eines möglichst großen Abschnitts 12 der inneren Übertragerfläche 12 zu sorgen. Dabei berühren die Reinigungskanten 7 der sich drehenden bzw. rotierenden Reinigungswendel 4 die Flächen 9 bzw. 11 entlang der entsprechenden Abschnitte 10 bzw. 12.In Fig. 1, an inventive heat exchanger 1 is shown in section with a tubular heat exchanger section 2. A cleaning device 3 comprises a cleaning coil 4, which is made of a spirally wound metal strip similar to a coil spring, and which is provided at its outer edge 5 and at its inner edge 6 each with a cleaning edge 7 with high mechanical strength. The cleaning coil 4 is located within an annular gap 8, which is located between an outer Übertragerfläche 9, which is formed by an outer tube shell, and an inner Übertragerfläche 11, which is formed by an inner tube shell, which is concentric with the outer tube shell. The rotatably arranged cleaning coil 4 has the task during the operation of the heat exchanger 1 for the cleaning of the largest possible portion 10 of the outer transmitter surface 9 or a largest possible portion 12 of the inner Übertragerfläche 12 to provide. The cleaning edges 7 of the rotating or rotating cleaning spiral 4 touch the surfaces 9 and 11 along the corresponding sections 10 and 12, respectively.

[0041] Der feststehende innere Rohrmantel der inneren Übertragerfläche 11 ist an seinem oberen Ende mit einer entsprechenden Abdeckung verschlossen. Während des Betriebs wird somit gewährleistet, dass die zu vergasende Biomasse von oben ausschließlich in den Ringspalt 8 gelangt und darin erhitzt wird.The fixed inner tube shell of the inner Übertragerfläche 11 is closed at its upper end with a corresponding cover. During operation, it is thus ensured that the biomass to be gasified passes exclusively from above into the annular gap 8 and is heated therein.

[0042] Die Reinigungswelle 4 ist durch eine Antriebswelle 14 mit einem eigenen Antrieb 13 samt dazugehörigem Getriebe bewegungsmäßig gekoppelt und wird von der Antriebswelle 14 in Drehrichtung 17 angetrieben. Die drehbare Antriebswelle 14 ist an ihrem oberen Ende mit einem Adapter 16 zur Befestigung der Reinigungswendel 4 versehen. Das Gehäuse 18 des Wärmeüberträgers 1 weist an seiner Oberseite eine hermetisch dichtende Durchführung 19 für die Antriebswelle 14 auf.The cleaning shaft 4 is coupled in terms of movement by a drive shaft 14 with its own drive 13 together with the associated gear and is driven by the drive shaft 14 in the direction of rotation 17. The rotatable drive shaft 14 is provided at its upper end with an adapter 16 for fixing the cleaning coil 4. The housing 18 of the heat exchanger 1 has on its upper side a hermetically sealed passage 19 for the drive shaft 14.

[0043] Zur Kühlung bzw. Temperierung des Abgases ist das Gehäuse 18 seitlich mit einer Gaseintrittsöffnung 20 sowie weiter unterhalb des Niveaus der Gaseintrittsöffnung 20 mit einer Gasaustrittsöffnung 21 versehen. Das in die Gaseintrittsöffnung einströmende Abgas 22 gelangt in den rohrförmigen Wärmeüberträgerabschnitt 2 und wird durch den Ringspalt 8, in dem 5/13 österreichisches Patentamt AT 508 157 B1 2010-11-15 die rotierende Reinigungswendel 4 für einen Drall der Gasströmung sorgt, bis zur Gasaustrittsöffnung 21 geleitet und verlässt als ausströmendes Abgas 23 den Wärmeüberträger 1.For cooling or temperature control of the exhaust gas, the housing 18 is laterally provided with a gas inlet opening 20 and further below the level of the gas inlet opening 20 with a gas outlet opening 21. The flowing into the gas inlet opening exhaust gas 22 enters the tubular heat exchanger section 2 and is provided by the annular gap 8, in which the rotating cleaning coil 4 provides a swirl of the gas flow, up to the gas outlet opening in the 5/13 Austrian Patent Office AT 508 157 B1 2010-11-15 21 passes and leaves as effluent exhaust 23, the heat exchanger. 1

[0044] Im Sekundärkreislauf wird ein Temperiermedium durch den Wärmeüberträger 1 gefordert, wobei die dafür erforderlichen, außerhalb des Wärmeüberträgers 1 gelegenen peripheren Rohrleitungen, Armaturen und Aggregate in den Abbildungen nicht dargestellt sind. Das Gehäuse 18 ist mit einer Temperiermediumseintrittsöffnung 24 sowie einer Temperiermediumsaustrittsöffnung 25 versehen, das Temperiermedium strömt dabei in Pfeilrichtung 26 in den Wärmeüberträger, fließt entlang der dem Gasstrom abgewandten, jeweils rückwärtigen Seite der äußeren Übertragerfläche 9 und/oder der inneren Übertragerfläche 11 und verlässt den Wärmeüberträger 1 in Pfeilrichtung 27 durch die Temperiermediumsaustrittsöffnung 25.In the secondary circuit, a temperature control medium is required by the heat exchanger 1, wherein the necessary for this, located outside of the heat exchanger 1 peripheral pipelines, fittings and aggregates are not shown in the figures. The housing 18 is provided with a Temperiermediumseintrittsöffnung 24 and a Temperiermediumsaustrittsöffnung 25, the tempering flows in the direction of arrow 26 in the heat exchanger, flows along the gas flow away, each rear side of the outer Übertragerfläche 9 and / or the inner Übertragerfläche 11 and leaves the heat exchanger 1 in the direction of arrow 27 through the Temperiermediumsaustrittsöffnung 25th

[0045] Als Temperiermedium wird beispielsweise Kühlwasser eingesetzt, um das heiße Abgas in der in Fig. 1 gezeigten Anordnung im Gleichstrombetrieb zu kühlen.Cooling water is used, for example, as the tempering medium in order to cool the hot exhaust gas in the arrangement shown in FIG. 1 in DC operation.

[0046] Im unteren Abschnitt des Gehäuses 18 des erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers 1 befindet sich ein Revisionsflansch 28, der unterhalb des Niveaus der Reinigungswendel 4 angeordnet ist. Im Falle von Revisionsarbeiten kann der Wärmeüberträger 1 nach öffnen des Revisionsflansches 28 einfach gereinigt werden. Weiters ist der Sumpfbehälter 29, in dem die abgelagerten Verunreinigungen gesammelt werden, über die Öffnung des Revisionsflansches 28 gut erreichbar.In the lower portion of the housing 18 of the heat exchanger 1 according to the invention is a revision flange 28 which is disposed below the level of the cleaning coil 4. In the case of inspection work, the heat exchanger 1 can be easily cleaned after opening the inspection flange 28. Furthermore, the sump container 29, in which the deposited impurities are collected, easily accessible via the opening of the inspection flange 28.

[0047] Der Sumpfbehälter 29 weist zum kontinuierlichen Entleeren der Verunreinigungen auch ein entsprechendes Ablassventil für den Slurry auf, das aus dem Stand der Technik bekannt und daher in Fig. 1 nicht näher dargestellt ist.The sump container 29 has for continuously emptying the impurities and a corresponding discharge valve for the slurry, which is known from the prior art and therefore not shown in detail in Fig. 1.

[0048] Fig. 1 a zeigt in einer Draufsicht Details des in Fig. 1 dargestellten Wärmeüberträgers 1. Für die Darstellung wurde eine waagrechte Schnittebene etwa mittig der Höhe der in Fig. 1 gezeigten Temperiermediumseintrittsöffnung 24 gewählt. In der Draufsicht des rohrförmigen Wärmeüberträgerabschnitts 2 ist ein Abschnitt der im Inneren des Ringspalts 8 angeordneten Reinigungswendel 4 zu sehen. Die Reinigungswendel 4 ist an ihrem äußeren Rand 5 sowie an ihrem inneren Rand 6 jeweils mit einer Reinigungskante 7 versehen. Mit ihren Reinigungskanten 7 berührt die Reinigungswendel 4 während des Betriebs der Reinigungsvorrichtung 3, wenn die Reinigungswendel 4 also in Rotation versetzt wird, die äußere Übertragerfläche 9 sowie die innere Übertragerfläche 11 und reinigt dabei die Übertragerflächen. Der Wärmeübergang in den Ringspalt 8 wird somit auch von stark verunreinigtem Abgas nicht beeinträchtigt, Ablagerungen an den Übertragerflächen werden laufend von der rotierenden Reinigungswendel 4 entfernt.1a shows a top view of details of the heat exchanger 1 shown in FIG. 1. For the illustration, a horizontal sectional plane has been selected approximately in the middle of the height of the temperature-control medium inlet opening 24 shown in FIG. In the plan view of the tubular heat transferring section 2, a section of the cleaning spiral 4 arranged in the interior of the annular gap 8 can be seen. The cleaning coil 4 is provided at its outer edge 5 and at its inner edge 6 each with a cleaning edge 7. With its cleaning edges 7 touches the cleaning coil 4 during operation of the cleaning device 3, when the cleaning coil 4 is thus set in rotation, the outer Übertragerfläche 9 and the inner Übertragerfläche 11 and cleans the Übertragerflächen. The heat transfer into the annular gap 8 is thus not affected by heavily polluted exhaust gas, deposits on the Übertragerflächen are constantly removed from the rotating cleaning coil 4.

[0049] In Fig. 2 sind in einer schematischen Schnittansicht Details einer zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers 1 dargestellt. Der Wärmeüberträger 1 ist mit zwei nebeneinander parallel angeordneten, rohrförmigen Wärmeüberträgerabschnitten 2 mit Reinigungsvorrichtungen 3 versehen, die jeweils eine Reinigungswendel 4 umfassen.FIG. 2 shows details of a second embodiment of a heat exchanger 1 according to the invention in a schematic sectional view. The heat exchanger 1 is provided with two juxtaposed, tubular heat exchanger sections 2 with cleaning devices 3, each comprising a cleaning coil 4.

[0050] Der in Fig. 2 gezeigte stehende Wärmeüberträger 1 wird im Gegenstrom betrieb eingesetzt. Das heiße Abgas 22 strömt durch die oben am Gehäuse 18 angeordnete Gaseintrittsöffnung 20 in den Ringspalt 8 und wird in diesem durch die spiralförmige, rotierende Reinigungswendel 4 in Drallbewegung versetzt. Die Rotationsbewegung dieser Drallbewegung entspricht dabei der Achsenrichtung der Antriebswelle 14. Durch den Drall werden Verunreinigungspartikel aus dem Abgasstrom in Richtung der äußeren Übertragerfläche 9 gefördert, die dort möglicherweise anhaften. Sogleich werden diese Ablagerungen von der rotierenden Reinigungskante 7, die am äußeren Rand 5 der Reinigungswendel 4 befestigt ist, erfasst und gelockert und gelangen mit dem Gasstrom in Strömungsrichtung in den unteren Abschnitt des Wärmeüberträgers 1, wo sie im Sumpfbehälter 29 abgeschieden werden.The stationary heat exchanger 1 shown in Fig. 2 is used in countercurrent operation. The hot exhaust gas 22 flows through the top of the housing 18 disposed gas inlet opening 20 into the annular gap 8 and is in this by the spiral, rotating cleaning coil 4 in twisting motion. The rotational movement of this swirling movement corresponds to the axis direction of the drive shaft 14. The swirling impurity particles are conveyed from the exhaust gas flow in the direction of the outer transmitter surface 9, which may adhere there. Immediately, these deposits are detected and loosened by the rotating cleaning edge 7, which is attached to the outer edge 5 of the cleaning coil 4, and arrive with the gas flow in the flow direction in the lower portion of the heat exchanger 1, where they are deposited in the sump 29.

[0051] Das abgekühlte Abgas verlässt den Wärmeüberträger 1 an seinem unteren Abschnitt in Pfeilrichtung 23 durch die Gasaustrittsöffnung 21. So wie für den Temperiermediumskreislauf gilt auch für den Primärkreislauf des verunreinigten Abgases, dass die erforderlichen Anschlussrohrleitungen sowie die dafür üblichen Aggregate und Armaturen, die außerhalb des Wärmeübertragers 1 gelegen sind, in den Figuren 1 bis 3 nicht dargestellt sind. 6/13 österreichisches Patentamt AT 508 157 B1 2010-11-15 [0052] Im Gegenstrom wird das Temperiermedium - hier beispielsweise Kühlwasser - durch die untere Temperiermediumseintrittsöffnung 24 in Pfeilrichtung 26 in den Wärmeüberträger 1 gefördert und verlässt diesen in Pfeilrichtung 27 durch die oberhalb gelegene Temperiermediumsaustrittsöffnung.The cooled exhaust gas leaves the heat exchanger 1 at its lower portion in the direction of arrow 23 through the gas outlet opening 21. As for the Temperiermediumskreislauf also applies to the primary circuit of contaminated exhaust gas, that the necessary connecting pipes and the usual units and fittings outside the heat exchanger 1 are located, are not shown in the figures 1 to 3. In countercurrent, the temperature control medium - here, for example, cooling water - is conveyed through the lower Temperiermediumseintrittsöffnung 24 in the direction of arrow 26 in the heat exchanger 1 and leaves it in the direction of arrow 27 through the above Temperiermediumsaustrittsöffnung.

[0053] Im in Fig. 2 gezeigten Wärmeüberträger 1 werden sowohl die äußere Übertragerfläche 9, als auch die innere Übertragerfläche 11 als Übertragungsflächen genutzt und jeweils an ihren dem Gasstrom abgewandten Rückseiten mit dem Temperiermedium beaufschlagt.In the heat exchanger 1 shown in FIG. 2, both the outer transmitter surface 9 and the inner transmitter surface 11 are used as transfer surfaces and acted upon by the temperature control medium at their rear sides remote from the gas flow.

[0054] Etwa mittig der Weglänge zwischen der oberen Gaseintrittsöffnung 20 und der unteren Gasaustrittsöffnung 21 befindet sich im Inneren des Ringspalts 8 im gasseitigen Primärkreislauf eine Verteilervorrichtung 31 zur Aufgabe eines Reinigungsmediums 32. Das Reinigungsmedium 32 wird von außen durch eine Zuleitung 30 in den Wärmeüberträger 1 gefördert und innerhalb des feststehenden Mantels der inneren Übertragerfläche 11 weiter bis zum Niveau der Verteilervorrichtung 31 gefördert. Der zylinderförmige Mantel der inneren Übertragerfläche 11 ist an seiner Oberseite geschlossen. Die Verteilervorrichtung 31 umfasst beispielsweise mehrere düsenförmige Öffnungen, durch die das Reinigungsmedium, beispielsweise Wasser, in den heißen Abgasstrom eingebracht wird. Folglich werden in der in Fig. 2 gezeigten Ausführung für das verunreinigte Abgas zwei unterschiedliche Reinigungsabschnitte innerhalb des Wärmeüberträgers 1 realisiert: Im Abschnitt 34 findet eine trockene Abgasreinigung aufgrund der durch die Reinigungswendel 4 bewirkten Zentrifugalkräfte statt und es werden vergleichbar mit einem Zyklon feste Verunreinigungspartikel aus dem heißen Abgasstrom nach außen an die äußere Übertragerfläche 9 befördert und somit aus dem Abgasstrom abgetrennt.Approximately in the middle of the path length between the upper gas inlet opening 20 and the lower gas outlet opening 21 is located in the interior of the annular gap 8 in the gas-side primary circuit a distributor device 31 for discharging a cleaning medium 32. The cleaning medium 32 is externally connected by a feed line 30 in the heat exchanger. 1 conveyed and further promoted within the fixed shell of the inner transfer surface 11 to the level of the distribution device 31. The cylindrical jacket of the inner transmitter surface 11 is closed at its top. The distributor device 31 comprises, for example, a plurality of nozzle-shaped openings through which the cleaning medium, for example water, is introduced into the hot exhaust gas flow. Consequently, in the embodiment shown in Fig. 2 for the contaminated exhaust two different cleaning sections are realized within the heat exchanger 1: In section 34, a dry exhaust gas purification takes place due to the centrifugal forces caused by the cleaning coil 4 and it will be comparable to a cyclone solid impurity particles from the hot exhaust gas flow to the outside to the outer transfer surface 9 and thus separated from the exhaust stream.

[0055] Zusätzlich zur mechanischen Abreinigung durch die wirkenden Zentrifugalkräfte wird im daran anschließenden Abschnitt 35 des Ringspalts 8 das verunreinigte Abgas auch gewaschen. Durch das eingebrachte bzw. eingesprühte Reinigungsmedium 32 werden Verunreinigungspartikel aus dem Abgasstrom ausgewaschen und gelangen als Slurry gebunden in den darunter befindlichen Sumpfbehälter 29.In addition to the mechanical cleaning by the centrifugal forces acting in the adjoining portion 35 of the annular gap 8, the contaminated exhaust gas is also washed. Due to the introduced or sprayed cleaning medium 32 impurity particles are washed out of the exhaust stream and get bound as slurry in the underlying sump container 29th

[0056] In Fig. 3 sind vergleichbar mit Fig. 2 in einer schematischen Schnittansicht Details einer dritten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Wärmeüberträgers 1 mit zwei nebeneinander parallel angeordneten rohrförmigen Wärmeüberträgerabschnitten 2 jeweils mit Reinigungsvorrichtungen 3 gezeigt.In Fig. 3 are comparable to Fig. 2 in a schematic sectional view of details of a third embodiment of a heat exchanger 1 according to the invention with two juxtaposed tubular heat exchanger sections 2 each shown with cleaning devices 3.

[0057] Der hier dargestellte Wärmeüberträger 1 ist ebenfalls mit einer Zuleitung 30 für ein Reinigungsmedium 32 ausgestattet. Die Verteilervorrichtung 31 zur Zufuhr des Reinigungsmediums 32 in den vom Abgas durchströmten Ringspalt 8 ist allerdings anders als in der in Fig. 2 gezeigten Variante ausgeführt. Der feststehende zylinderförmige Mantel der inneren Übertragerfläche 11 ist entlang seines obersten Abschnitts als konisch zulaufender Verteilerabschnitt 33 ausgeführt, der an seinem höchsten Punkt eine Überlauföffnung als Auslass für das Reinigungsmedium 32 aufweist. Durch den konischen Verteilerabschnitt 33 wird das Reinigungsmedium 32 als dünner Film gleichmäßig über den gesamten Umfang der inneren Übertragerfläche 11 verteilt und rinnt im Ringspalt 8 als Film entlang des zylinderförmigen Mantels der inneren Übertragerfläche 11 weiter herab, bis das überschüssige Reinigungsmedium schließlich in den Sumpfbehälter 29 gelangt und dort gesammelt wird. Durch die vom Film des Reinigungsmediums 32 benetzte große Oberfläche der inneren Übertragerfläche 11 wird eine sehr wirksame Gaswäsche erzielt. Die vom herabrinnenden Film des Reinigungsmediums 32 erfassten Verunreinigungen des Abgasstroms werden als Slurry im Sumpfbehälter 29 abgeschieden und können von dort aus dem erfindungsgemäßen Wärmeüberträger 1 abgezogen werden.The heat exchanger 1 shown here is likewise equipped with a feed line 30 for a cleaning medium 32. However, the distributor device 31 for supplying the cleaning medium 32 into the annular gap 8 through which the exhaust gas flows is designed differently than in the variant shown in FIG. 2. The fixed cylindrical shell of the inner transmitter surface 11 is designed along its uppermost portion as a tapered distributor portion 33 having an overflow opening as an outlet for the cleaning medium 32 at its highest point. By the conical manifold portion 33, the cleaning medium 32 is distributed as a thin film evenly over the entire circumference of the inner Übertragerfläche 11 and runs in the annular gap 8 as a film along the cylindrical shell of the inner Übertragerfläche 11 further down until the excess cleaning medium finally enters the sump container 29 and is collected there. By the wetted by the film of the cleaning medium 32 large surface of the inner Übertragerfläche 11 a very effective gas scrubbing is achieved. The contaminants of the exhaust gas stream detected by the film of the cleaning medium 32 flowing down are deposited as a slurry in the sump container 29 and can be withdrawn therefrom from the heat exchanger 1 according to the invention.

[0058] Durch die in Fig. 3 gewählte Position der Verteilervorrichtung 31 mit einem konischen Verteilerabschnitt 33 am Kopf der inneren Übertragerfläche 11 wird die Länge des Abschnitts 35 zur Abgaswäsche gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Variante verlängert. Der Abschnitt 34, in dem eine trockene Abgasreinigung erfolgt, ist in der in Fig. 3 gezeigten Variante entsprechend verringert.By the selected in Fig. 3 position of the distributor device 31 with a conical manifold portion 33 at the head of the inner Übertragerfläche 11, the length of the portion 35 is for exhaust gas scrubbing over the variant shown in Fig. 2 extended. The section 34, in which a dry exhaust gas cleaning takes place, is correspondingly reduced in the variant shown in FIG.

[0059] Weiters ist es denkbar, die in Fig. 3 gezeigte Ausführung eines Wärmeüberträgers 1 mit 7/13Furthermore, it is conceivable that shown in Fig. 3 embodiment of a heat exchanger 1 with 7/13

Claims

Austrian Patent Office AT 508 157 B1 2010-11-15 a distributor device 31 on the inner Übertragerfläche 11 to equip an additional, not shown distribution device for discharging a cleaning medium film also on the outer Übertragerfläche 9 and thus the cleaning effect within the section 35 for waste gas scrubbing by a falling film , which wets the entire Übertragerflächen within the annular gap 8 along the tubular portion 2, continue to increase. LIST OF POSITION NUMBERS: 1 heat exchanger

2 tubular heat exchanger section 3 cleaning device 4 cleaning coil 5 outer edge of the cleaning coil 6 inner edge of the cleaning coil 7 cleaning edge 8 annular gap 9 outer Übertragerfläche 10 section of the outer Übertragerfläche 11 inner Übertragerfläche 12 section of the inner Übertragerfläche 13 drive 14 drive shaft 15 shaft bearing 16 shaft adapter 17 direction of rotation 18 housing Heat exchanger 19 Passage for drive shaft 20 Gas inlet opening 21 Gas outlet opening 22 Inflowing flue gas 23 Outflowing exhaust gas 24 T emperating medium inlet opening 25 T emperating medium outlet opening 26 Tempering medium inlet 27 Tempering medium outlet 28 Revisions flange 29 Sump tank 30 Supply line for cleaning medium 31 Distribution device for cleaning medium 32 Leaking cleaning medium 33 Conical distribution section 34 Section for dry exhaust gas purification 35 Section for Exhaust Gas 1. Heat exchanger (1), in particular tubular heat exchanger, for contaminated media such as exhaust gas, with a gas inlet opening (20) and a gas outlet opening (21), with a Temperiermediumseintrittsöffnung (24) and a Temperiermediumsaustrittsöffnung (25) and a cleaning device (3) , characterized in that in an annular gap (8) of the heat exchanger (1), which is traversed by contaminated exhaust gas, a rotatable cleaning coil (4) of the cleaning device (3) is arranged, wherein the outer edge (5) of the cleaning coil (4) at least in a portion (10) of the outer transfer surface (9) adjacent thereto. 2. Heat exchanger (1) according to claim 1, characterized in that the inner edge (6) of the cleaning spiral (4) at least in a portion (12) of the inner Übertragerfläche ( 11) adjacent to them.

3. Heat exchanger (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the cleaning coil (4) with a drive (13) which is arranged on the outside of the heat exchanger (1) is coupled in terms of movement.

4. Heat exchanger (1) according to claim 3, characterized in that the cleaning coil (4) with a drive shaft (14) to the drive (13) is connected.

5. Heat exchanger (1) according to claim 4, characterized in that a passage (19) of the drive shaft (14) through the housing (18) of the heat exchanger (1) is hermetically sealed.

6. Heat exchanger (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cleaning coil (4) is made of a spirally wound, strip-shaped material.

7. Heat exchanger (1) according to claim 6, characterized in that the cleaning coil (4) is made of a material with high mechanical strength, preferably of metal.

8. heat exchanger (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cleaning coil (4) at its inner edge (6) and / or at its outer edge (5) with a cleaning edge (7) is provided.

9. heat exchanger (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that below the level of the cleaning coil (4) is arranged a sump container (29) for receiving impurities.

10. Heat exchanger (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that below the level of the cleaning coil (4) an inspection opening (28) in the housing (18) is provided.

11. Heat exchanger (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the interior of the annular gap (8) at least one distributor device (31) for discharging a cleaning medium (32) is provided.

12. Heat exchanger (1) according to claim 11, characterized in that the distributor device (31) between the gas inlet opening (20) and the gas outlet opening (21) is arranged. 4 sheets of drawings 9/13