DE9209586U1

DE9209586U1 - Device for decontaminating electrical equipment contaminated with PCB

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Publication number: DE9209586U1
Application number: DE9209586U
Authority: DE
Original assignee: Nukem GmbH
Current assignee: Nukem GmbH
Priority date: 1992-07-17
Filing date: 1992-07-17
Publication date: 1993-11-18
Anticipated expiration: 2002-07-18

Description

Dipl.-PIiys. Dr. H.-H. Stoffregen " Seile 1Dipl.-PIiys. Dr. H.-H. Fabric Rain " Ropes 1

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NUKEM GmbH
Industriestraße !3
8755 AlzenauNUKEM GmbH
Industrial Street !3
8755 Alzenau

Description

Vorrichtung zur Dekontaminierung von mit PCB kontaminierten elektrischen GerätenDevice for decontamination of electrical equipment contaminated with PCB

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen von einem mit polychlorierten Biphenylen (PCBs) kontaminiertem Fluid versehenen elektrischen Gerät wie Transformator umfassend zumindest eine Destilliereinrichtung wie Verdampfer zur Aufnahme des kontaminierten Fluids sowie zur Erzeugung eines Dampfstroms bestehend im wesentlichen aus dekontaminiertem Fluid und einem Bodenstrom kontaminiert mit PCBs sowie zumindest eine Leitung zum Zurückführen von Fluid zu dem Gerät.The present invention relates to a device for cleaning an electrical device such as a transformer that is provided with a fluid contaminated with polychlorinated biphenyls (PCBs), comprising at least one distillation device such as an evaporator for receiving the contaminated fluid and for generating a vapor stream consisting essentially of decontaminated fluid and a bottom stream contaminated with PCBs, as well as at least one line for returning fluid to the device.

Für viele Jahre wurden PCBs als isolierendes oder dielektrisches Fluid in der elektrischen Apparateindustrie als sicheres und feuerresistentes Material benutzt. Ende der 60er und Anfang der 70er Jahre wurde jedoch festgestellt, daß PCBs gefährliche Umweltverunreinigungen darstellen, so daß von einer Weiterbenutzung Abstand genommen wurde. Allerdings waren zu diesem Zeitpunkt bereits eine Vielzahl von elektrischen Geräten gebaut worden, die PCBs nutzen.For many years, PCBs were used as an insulating or dielectric fluid in the electrical equipment industry as a safe and fire-resistant material. However, in the late 1960s and early 1970s, it was discovered that PCBs were dangerous environmental contaminants and their continued use was discontinued. However, by this time, a large number of electrical devices had already been built that used PCBs.

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PCBs hatten in Transformatoren und Kondensatoren die Aufgabe eines dielektrischen Kühlmittels. Aus diesem Grund bestand die Forderung, ökonomisch PCBs aus den elektrischen Geräten, vorzugsweise Transformatoren zu entfernen.PCBs served as a dielectric coolant in transformers and capacitors. For this reason, there was a demand to economically remove PCBs from electrical devices, preferably transformers.

Transformatoren, die PCBs als Dielektrikum nutzen, haben grundsätzlich alle den gleichen Aufbau derart, daß sie Zellulosematerial, gewöhnlicherweise Papier, als Isolation enthalten, welche auf und um die Wicklungen gewickelt ist, die den Kern der Transformatoren bilden. Auch weisen Transformatoren üblicher Bauweise Holzstrukturen als Isolatoren und Abstützungen des Kerns auf.Transformers that use PCBs as a dielectric all have basically the same construction in that they contain cellulosic material, usually paper, as insulation, which is wound on and around the windings that make up the core of the transformer. Also, transformers of common construction have wooden structures as insulators and core supports.

Aufgrund der Porosität dieser beiden Hauptelemente, die bei der Konstruktion von Transformatoren benutzt werden, wirkt das Innere der Transformatoren wie ein Schwamm, so daß diese Materialien mit PCBs getränkt sind. Aus diesem Grunde scheiterten Anstrengungen, auf einfache Weise die PCBs zu entfernen und in einem einzigen Schritt die Transformatoren mit einem anderen elektrischen Kühlmittel zu befüllen, um die PCBs unterhalb der gesetzlich zulässigen Werte zu bringen.Due to the porosity of these two main elements used in the construction of transformers, the interior of the transformers acts like a sponge, so that these materials are saturated with PCBs. For this reason, efforts to simply remove the PCBs and, in a single step, fill the transformers with another electrical coolant to bring the PCBs below the legal limits have failed.

Um als Nicht-PCB-Transformator reklassifiziert zu werden, muß nach gesetzlichen Bestimmungen einiger Länder der Weit an PCBs in dem neu in einen Transformator gefüllten Fluid nach sechs Monaten unter 50ppm liegen. Um also diese Werte zu erreichen und dem Nicht-PCB-Standard zu genügen, müssen die PCBs, die sowohl in den Materialien des Kerns des Transformators eingelagert sind als auch die im Dielektrikum, das in dem Transformator benutzt wird, vorhanden sind, entfernt werden.To be reclassified as a non-PCB transformer, some countries have legal requirements that the level of PCBs in the fluid newly filled into a transformer must be less than 50 ppm after six months. So to achieve these levels and meet the non-PCB standard, the PCBs embedded in both the transformer core materials and the dielectric used in the transformer must be removed.

Für das Reinigen und Reklassifizieren von Transformatoren sind mehrere Prozesse und Methoden bekannt. Ein einziger Neubefüllschritt ist in dem US-Patent 4,425,949Several processes and methods are known for cleaning and reclassifying transformers. A single refilling step is described in US Patent 4,425,949

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beschrieben, wobei ein elektrisches Gerät wie z.B. ein Transformator mit einem hitzebeständigen Fluid wie Perchlorethylen oder Freon 113 gespült wird. Abhandlungen über PCB-Reinigung und das Säubern von PCB-kontaminierten elektrischen Geräten wie insbesondere Transformatoren sind den US-Patenten 4,483,717 und 4,312,794 zu entnehmen. described, whereby an electrical device such as a transformer is flushed with a heat-resistant fluid such as perchloroethylene or Freon 113. Discussions on PCB cleaning and cleaning of PCB-contaminated electrical devices such as transformers in particular can be found in US patents 4,483,717 and 4,312,794.

In den US-Patentschriften 4,474,905 und 4,738,780 werden Rückfüllverfahren zum Austausch PCB enthaltender Kühlmittel in Transformatoren mit im wesentlichen PCB-freien Dielektrika beschrieben. Beide Dokumente unterstreichen die Verfahrensschritte, die in einem Rückfüllungsprozeß benutzt werden, und die das wiederholte Entleeren und Neubefüllen des Transformators zu dessen Dekontaminierung verlangen. Gleichzeitig werden ganz spezielle Dielektrika, die bei dem Verfahren benutzt werden, hervorgehoben. US Patents 4,474,905 and 4,738,780 describe backfilling processes for replacing PCB-containing coolants in transformers with substantially PCB-free dielectrics. Both documents highlight the process steps used in a backfilling process, which require repeated emptying and refilling of the transformer to decontaminate it. At the same time, very specific dielectrics used in the process are highlighted.

In der US-A 4,685,972 wird ein Verfahren zum Entfernen von PCB aus Transformatoren beschrieben. Wie den Zeichnungen zu entnehmen ist, umfaßt die Vorrichtung eine Destilliereinrichtungen zum Trennendes Dielektrikums/Lösungsmittels von PCBs, einen Verflüssiger zum Kondensieren des Dielektrikums/Lösungsmittels und irgendwelchen Wassers, einen Wasserseparator zum Trennen von Wasser von dem Dielektrikum/-Lösungsmittel und Zurückführen des Wassers zu der Destilliereinrichtung sowie einen Kondensatbehälter zur Aufnahme des kondensierten Dielektrikums/Lösungsmittels, bevor eine Rückführung zum Transformator erfolgt. Die Zeichnungen offenbaren femer wechselseitige Kühleinrichtungen für das Dieleketrikum, welches Freon 113 ist.US-A 4,685,972 describes a method for removing PCBs from transformers. As can be seen from the drawings, the apparatus includes a distiller for separating the dielectric/solvent from PCBs, a condenser for condensing the dielectric/solvent and any water, a water separator for separating water from the dielectric/solvent and returning the water to the distiller, and a condensate tank for receiving the condensed dielectric/solvent before returning it to the transformer. The drawings further disclose mutual cooling means for the dielectric, which is Freon 113.

Die Nachteile der Prozesse und Verfahren nach dem Stand der Technik sind darin zu sehen, daß sie entweder große Mengen an mit PCB kontaminiertem Fluid erzeugen undThe disadvantages of the state-of-the-art processes and methods are that they either generate large quantities of fluid contaminated with PCB and

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einen großen Zeitaufwand verlangen, um dem Nicht-PCB-Transformatorstandard zu genügen, oder sie schließen aufwendige Vorrichtungen und Verfahrensschritte zum Entfernen der PCBs ein.require a significant amount of time to meet the non-PCB transformer standard, or involve complex fixtures and processing steps to remove the PCBs.

Einige Verfahren nach dem Stand der Technik machen es erforderlich, daß die Wartung der Transformatoren für lange Zeiträume oder mehrfach während des Dekontaminationsprozesses unterbrochen werden, um dem Nicht-PCB-Transformatorstandard zu genügen. Des weiteren sind dem vorbekannten Stand der Technik keine Maßnahmen der Wärmebeherrschung oder Wärmewiedergewinnung oder die Verwendung einer Temperaturüberwachung in den elektrischen Geräten bekannt.Some prior art methods require that maintenance of the transformers be interrupted for long periods of time or multiple times during the decontamination process in order to meet the non-PCB transformer standard. Furthermore, the prior art does not provide for measures for heat management or heat recovery or the use of temperature monitoring in the electrical equipment.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich daher auf eine Vorrichtung bestimmt zur Dekontaminierung und damit Reklassifizierung PCB-kontaminierter elektrischer Geräte insbesondere Transformatoren und soll die Aufgabe lösen eine sichere Dekontamination bei kompaktem Aufbau der Vorrichtung zu ermöglichen, wobei während des Betriebs der Vorrichtung, also des Dekontaminierens eine kontinuierliche Überwachung nicht erforderlich sein soll und wobei das elektrische Gerät selbst weiterhin genutzt werden soll. Auch soll ein optimaler energetischer Verfahrensablauf möglich sein.The present invention therefore relates to a device intended for decontamination and thus reclassification of PCB-contaminated electrical devices, in particular transformers, and is intended to solve the problem of enabling safe decontamination with a compact device design, whereby continuous monitoring should not be required during operation of the device, i.e. during decontamination, and whereby the electrical device itself should continue to be used. An optimal energetic process sequence should also be possible.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das Fluid zu dem elektrischen Gerät zurückführende Leitung eine Mischeinrichtung mit einem seitlichen Anschluß aufweist, der an eine zumindest einen Teil des mittelbar oder unmittelbar von der Destilliereinrichtung kommenden Dainpfstroms führende Leitung angeschlossen ist. Dabei ist insbesondere die Mischeinrichtung eine Venturi- bzw. Laval-Düse. Der Mischeinrichtung kann der gesamte obere Dampfstrom der Destilliereinrichtung wie Verdampfer zugefühlt werden, die dazu benutzt wird, um die Verunreinigungen wieThe object is achieved according to the invention in that the line returning the fluid to the electrical device has a mixing device with a side connection which is connected to a line carrying at least part of the vapor stream coming directly or indirectly from the distillation device. The mixing device is in particular a Venturi or Laval nozzle. The entire upper vapor stream of the distillation device such as an evaporator can be fed to the mixing device, which is used to remove the impurities such as

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PCBs aus dem Dielektrikum zu entfernen. Durch die Mischeinrichtung, die als Wasserstrahlpumpe wirkt, wird der Dampf angesaugt und sodann im Fluidkreislauf kondensiert, wobei die freiwerdende Wärme von dem zirkulierenden Fluid zurücklangend zum Transformator aufgenommen wird.PCBs from the dielectric. The mixing device, which acts as a water jet pump, sucks in the steam and then condenses it in the fluid circuit, with the heat released being absorbed by the circulating fluid and returned to the transformer.

Eine andere Wärmetauschereinrichtung, die ein Teil der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sein kann, ist ein Flüssigkeits/Dampf-Wärmetauscher, in dem das Dielektrikum, das als Flüssigkeit von dem Transformator abgezogen wird, durch den von dem Verdampfer wie einstufiger Destillationskolonne kopfseitig abgezogenen Dampfstrom erwärmt wird, bevor die Flüssigkeit destilliert wird.Another heat exchanger device that can be part of the apparatus of the present invention is a liquid/vapor heat exchanger in which the dielectric withdrawn as a liquid from the transformer is heated by the vapor stream withdrawn from the top of the evaporator such as a single stage distillation column before the liquid is distilled.

Der Flüssigkeits/Dampf-Wärmetauscher dient dazu, um die Wärme aus dem Dampf, die andernfalls verloren wäre, wiederzugewinnen und das zirkulierende Fluid zu erwärmen, bevor es destilliert wird, wodurch der Wärmebedarf der Destillationskolonne reduziert wird.The liquid/vapor heat exchanger serves to recover the heat from the vapor that would otherwise be lost and to heat the circulating fluid before it is distilled, thereby reducing the heat demand of the distillation column.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus den der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention emerge not only from the claims, the features derived therefrom - individually and/or in combination - but also from the preferred embodiments shown in the drawing.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 ein Veifahrensfließbild für eine erste Ausführungsform einer VorrichtungFig. 1 is a process flow diagram for a first embodiment of a device

zum Reinigen eines mit PCB kontaminiertem Transformators,for cleaning a transformer contaminated with PCB,

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Fig. 2 ein Verfahrensfließbild einer zweiten Ausführungsform einer VorrichtungFig. 2 is a process flow diagram of a second embodiment of a device

Fig. 3 ein Verfahrensfließbild einer dritten Ausfuhrungsform einer VorrichtungFig. 3 is a process flow diagram of a third embodiment of a device

zum Reinigen eines mit PCB kontaminiertem Transformators undfor cleaning a transformer contaminated with PCB and

Fig. 4 ein Verfahrensfließbild einer besondere hervorzuhebenden Ausführungsform einer Vorrichtung zum Reinigen eines mit PCB kontaminiertem Transformators.Fig. 4 is a process flow diagram of a particularly noteworthy embodiment of a device for cleaning a transformer contaminated with PCB.

PCBs, die normalenveise in der Vergangenheit in elektrischen Geräten wie Transformatoren benutzt worden sind, sind üblicherweise PCB-Verbindungen, die im Bereich zwischen 250⁰C und 550⁰C sieden. Üblichei-weise benutzte PCB-enthaltende Fluide werden Askarele genannt, die Mischungen von Biphenylen mit unterschiedlichem Grad der Chlorierung in einem Trichlorbenzol (TCB)-Lösungsmittel sind. So enthalten z.B. übliche Mischungen ungefähr 50% bis 85% vermischte PCBs und entsprechend zwischen 15% und 50% chlorierte Benzole (TCB).PCBs that have been commonly used in electrical equipment such as transformers in the past are typically PCB compounds that boil in the range of 250 ⁰ C to 550 ⁰ C. Commonly used PCB-containing fluids are called askarels, which are mixtures of biphenyls with varying degrees of chlorination in a trichlorobenzene (TCB) solvent. For example, common mixtures contain approximately 50% to 85% mixed PCBs and correspondingly between 15% and 50% chlorinated benzenes (TCB).

Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtungen sind von kompakter Bauweise und ausgelegt, um unbewacht zu arbeiten.The devices proposed according to the invention are of compact construction and designed to operate unattended.

Die mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen erzielbaren Vorteile werden besonders verständlich bei ihren Einsätzen zur Reklassifizierung und Dekontaminierung von PCB-kontaminierten Transformatoren. Dabei kann bei der Reklassifizierung des Transformators dieser in Betrieb bleiben. Bei Betrieb des Transformators wird sich der Strom, der durch den Transformator entsprechend seiner Betriebsbedienung fließt, zwischen 0The advantages that can be achieved with the devices according to the invention are particularly understandable when they are used for the reclassification and decontamination of PCB-contaminated transformers. The transformer can remain in operation during the reclassification. When the transformer is in operation, the current that flows through the transformer according to its operating conditions will vary between 0

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und voller Kapazität des Transformators ändern, und zwar in Abhängigkeit von der angelegten elektrischen Last. Diese sich ändernde Last verursacht eine sich verändernde Menge an Wärme. Aufgabe des in dem Transformator vorhandenen Dielektrikums ist es, diese Wärme abzuleiten. Während des Dekontamination- und Reklassifikationsprozesses soll die Temperatur des Fluids während des Betriebes des Transformators optimal eingestellt werden können, um ein beschleunigtes Entfernen des PCBs zu erreichen.and full capacity of the transformer, depending on the electrical load applied. This changing load causes a changing amount of heat. The task of the dielectric present in the transformer is to dissipate this heat. During the decontamination and reclassification process, the temperature of the fluid should be able to be optimally adjusted during operation of the transformer in order to achieve accelerated removal of the PCB.

Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen wird die Temperatur innerhalb des Transformators auf einem günstigen Wert gehalten, wodurch die Zeit zum Entfernen des eingelagerten PCBs reduziert wird. Dies wird durch Regeln der Menge der intern erzeugten Wärme erwirkt, die vom Transformator frei wird.In the devices of the invention, the temperature inside the transformer is maintained at a favorable level, thereby reducing the time required to remove the embedded PCB. This is achieved by controlling the amount of internally generated heat released by the transformer.

Die Temperatur des Dielektrikums innerhalb des Transformators sollte hinreichend hoch sein, um die Auslaugrate der PCBs von dem Kern in das Dielektrikum/Lösungsmittel hinein zu steigern. Jedoch sollte die Temperatur des Dielektrikums unterhalb des Siedepunkts des Fluids gehalten werden, um das Erfordernis besonderer Maßnahmen zur Handhabung von Dampf, der erzeugt werden könnte, zu vermeiden.The temperature of the dielectric within the transformer should be sufficiently high to increase the leaching rate of PCBs from the core into the dielectric/solvent. However, the temperature of the dielectric should be kept below the boiling point of the fluid to avoid the need for special measures to handle any vapor that may be generated.

Um einen Trasformator zu reklassifizieren, wird dieser normalerweise außer Betrieb genommen und entleert, um den Hauptteil der PCBs zu entfernen. Der Transformator wird dann vorzugsweise mit einer PCB-freien dielektrischen Flüssigkeit einer Menge gewaschen, die zwischen 1 und 200%, vorzugsweise jedoch zwischen 5 und 20% des Transformatorvolumens liegt, um irgendwelche größeren Mengen von im Kern des Transformators oder dessen Gehäuse eingelagerten PCBs zu entfernen. Das flüssige PCB-freie Dielektrikum oder Lösungsmittel wird über den Kern verteilt, um RippenTo reclassify a transformer, it is normally taken out of service and drained to remove the majority of PCBs. The transformer is then preferably washed with a PCB-free dielectric fluid in an amount ranging from 1 to 200%, but preferably from 5 to 20% of the transformer volume, to remove any large amounts of PCBs embedded in the core of the transformer or its casing. The liquid PCB-free dielectric or solvent is spread over the core to remove ribs

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oder andere Teile des Transformators auszuspülen. Dieses Lösungsmittel wird dann von dem Transformator entfernt, und zwar entweder vor Ort für eine weitere Nutzung oder es wird unter Verwendung der eifindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der nachfolgenden Beschreibung gereinigt, um PCBs von dem Fluid zu trennen. Während der Zeit der Außerbetriebsetzung des Transformators und des Entleerens kann der Transformator gewartet werden.or other parts of the transformer. This solvent is then removed from the transformer, either on site for further use or it is cleaned using the inventive device as described below to separate PCBs from the fluid. During the period of the transformer shutdown and draining, the transformer can be serviced.

Das anfängliche Entleeren und Waschen oder Reinigen des Transformators stimmt mit den bekannten Verfahrensabläufen zur Reklassifizierung eines PCB-Transformators überein. Während des anfänglichen Entleerens und Spülens kann der Transformator bequem mit Verbindungen, Ventilen und Leitungen versehen werden. Gleiches gilt in bezug auf das Einfüllen eines PCB-freien Dielektrikums/Lösungsmittels wie das Wiederfüllen des Transformators mit einem Dielektrikum, das von den PCB-Fluiden abweicht, und/oder mit einem Fluid, das zum Waschen und Spülen des Transformators benutzt wird.The initial draining and washing or cleaning of the transformer is consistent with the known procedures for reclassifying a PCB transformer. During the initial draining and flushing, the transformer can be conveniently fitted with connections, valves and wires. The same applies to filling with a PCB-free dielectric/solvent as well as refilling the transformer with a dielectric other than the PCB fluids and/or with a fluid used to wash and flush the transformer.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß ein bevorzugtes Reklassifikationsfluid Perchlorethylen ist, dessen Siedepunkt bei rund 12O⁰C liegt, oder andere Mischungen mit ähnlichen Siedepunkten. Beispiele schließen reine Substanzen ein, die weniger als ungefähr lOOppm Chlorkohlenwasserstoffverunreinigungen aufweisen, wie es in dem US-Patent 4,312,794 beschrieben ist, oder Perchlorethylen mit Inhibatoren gemäß US-Patenten 4,293,433 und 4,697,043, die zur ergänzenden Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu werten sind.In practice, it has been found that a preferred reclassification fluid is perchloroethylene, which has a boiling point of around 120 ^° C, or other mixtures with similar boiling points. Examples include pure substances containing less than about 100 ppm chlorinated hydrocarbon impurities as described in U.S. Patent 4,312,794, or perchloroethylene with inhibitors as described in U.S. Patents 4,293,433 and 4,697,043, which are incorporated by reference into the disclosure of the present invention.

Das Reklassifikationsfluid/Lösungsmittel hat einen Siedepunkt, der eine einfache und leichte Trennung des Reklassifikationsfluids von PCBs durch Destillation ermöglicht.The reclassification fluid/solvent has a boiling point that allows for simple and easy separation of the reclassification fluid from PCBs by distillation.

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Perchlorethylen als Dielektrikum ist für Transformatoren geeignet. Wird dieses im Transformator eingesetzt, kann der Transformator während des Reklassifikationsprozesses betrieben werden. Perchlorethylen ist ein nicht entflammbares und gutes Lösungsmittel für PCB. Wie ein Durchschnittsfachmann weiß, ist es wichtig, daß der Transformatorkern weder Sauerstoff noch Feuchtigkeit ausgesetzt wird. Auch wenn Perchlorethylen ein bevorzugtes Reklassifikationsfluid ist, können wesentliche Aspekte der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch in einer Vorrichtung realisiert werden, die andere Reinigungs- oder Reklassifikationsfluide wie Chlorbenzol oder Freon 113 benutzen.Perchloroethylene is suitable as a dielectric for transformers. When used in the transformer, the transformer can be operated during the reclassification process. Perchloroethylene is a non-flammable and good solvent for PCBs. As one of ordinary skill in the art knows, it is important that the transformer core is not exposed to oxygen or moisture. Although perchloroethylene is a preferred reclassification fluid, essential aspects of the inventive device can also be implemented in a device using other cleaning or reclassification fluids such as chlorobenzene or Freon 113.

Nach dem Stand der Technik weisen bekannte Vorrichtungen keine Temperaturregelung im Transformator und eine Energiespeicherung in der Reklassifikationsvorrichtung zur Erhöhung der PCB-Auswaschrate vom Kern des Transformators in die dielektrische Flüssigkeit hinein auf. Aufgrund der Ineffektivität entsprechender Vorrichtungen ist der Energiebedarf viel größer als bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen. Diese schließen Energiesparmaßnahmen mit einem verbesserten Wirkungsgrad der Vorrichtung als Reklassifikationseinrichtung für einen PCB-Transformator bei gleichzeitig kompaktem Aufbau ein, so daß auch innerhalb von Gebäuden oder anderen Gegebenheiten, wo wenig Raum zur Verfügung steht, eine Nutzung möglich ist.According to the state of the art, known devices do not have temperature control in the transformer and energy storage in the reclassification device to increase the PCB leaching rate from the core of the transformer into the dielectric liquid. Due to the ineffectiveness of corresponding devices, the energy requirement is much greater than with the devices according to the invention. These include energy saving measures with an improved efficiency of the device as a reclassification device for a PCB transformer while at the same time having a compact structure so that it can also be used inside buildings or other situations where little space is available.

Um wesentliche Aspekte der vorliegenden Erfindung erkennen zu können, wird nunmehr auf die Fig. I Bezug genommen.In order to recognize essential aspects of the present invention, reference is now made to Fig. I.

Ein Transformator (10) soll reklassifiziert werden. Der Transformator (10), insbesondere wenn es sich um einen Leistungstransformator handelt, weist äußere Wärmetauscherrippen (12) auf. Diese Rippen (12) werden durch den Transformator (10) umgebende Luft gekühlt und arbeiten in gleicher Art wie ein Radiator. Bei Betrieb des TransformatorsA transformer (10) is to be reclassified. The transformer (10), especially if it is a power transformer, has external heat exchanger fins (12). These fins (12) are cooled by the air surrounding the transformer (10) and work in the same way as a radiator. When the transformer is in operation

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(10), wenn Strom durch den Transformator (10) fließt, wird Wärme erzeugt und das Dielektrikum wird erwärmt. Um das Dielektrikum im Transformator zu kühlen, stellen die Rippen (12) eine Wärmetauscherfläche für den Transformator dar und dienen zur Kühlung des Dielektrikums innerhalb des Transformators (10).(10), when current flows through the transformer (10), heat is generated and the dielectric is heated. In order to cool the dielectric in the transformer, the fins (12) represent a heat exchange surface for the transformer and serve to cool the dielectric inside the transformer (10).

Um den Transformator (10) ist eine Abschirmung (16) angeordnet, damit die Luftströmung über die Rippen (12) begrenzt wird. Die Wärmeabschirmmittel (16) schließen eine Verkleidung (18) ein, das den Transformator (10) umgibt. Zweck der Verkleidung (18) ist es, eine definierte Menge an Luft, die mit den Transformator (10) umgebenden Wärmetauscherrippen (12) in Kontakt gelangt, zu begrenzen. Hierdurch wird das Maß des Wärmeaustausches zwischen dem Transformator (10) und der umgebenden Luft durch die Zirkulation der begrenzten Menge an Luft vorgegeben, wodurch die Temperatur des Reinigungs- oder Reklassifizierungsfluids bei einer optimal angehobenen Temperatur gehalten wird.A shield (16) is arranged around the transformer (10) to limit the air flow over the fins (12). The heat shielding means (16) includes a casing (18) that surrounds the transformer (10). The purpose of the casing (18) is to limit a defined amount of air that comes into contact with the heat exchanger fins (12) surrounding the transformer (10). This dictates the degree of heat exchange between the transformer (10) and the surrounding air by the circulation of the limited amount of air, thereby maintaining the temperature of the cleaning or reclassification fluid at an optimally elevated temperature.

Die optimale angehobene Temperatur liegt hinreichend unter des Siedepunktes des Reklassifikationsfluids, so daß kein wesentlicher Anteil von Reklassifikationsfluiddampf im Transformator (10) gebildet wird. Die Temperatur ist dazu bestimmt, um die Menge an Dampfdruck des Reklassifikationsfluids in dem Transformator (10) zu kontrollieren und eine überhöhte Temperatur zu vermeiden, die zur Zerstörung von Elementen im Inneren des Transformators (10) führen könnten. Für die meisten Transformatoren liegt die optimale maximale Temperatur zwischen 70 und 80⁰C.The optimum elevated temperature is sufficiently below the boiling point of the reclassification fluid so that no significant amount of reclassification fluid vapor is formed in the transformer (10). The temperature is designed to control the amount of vapor pressure of the reclassification fluid in the transformer (10) and to avoid excessive temperatures which could lead to destruction of elements inside the transformer (10). For most transformers, the optimum maximum temperature is between 70 and 80 ⁰ C.

Der Transformator (10) kann einen Körper mit kreisförmigem Querschnitt oder auch jede andere Form aufweisen. Die Kühlrippen (12) erstrecken sich in den meisten Fällen von dem im Querschnitt kreis- oder rechteckförmigen Körper des Transformators (10)The transformer (10) can have a body with a circular cross-section or any other shape. The cooling fins (12) extend in most cases from the body of the transformer (10) which has a circular or rectangular cross-section

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radial. Hierdurch bedingt wird die den Transformator (10) umgebende Verkleidung (18) eine im Schnitt kreisförmige oder rechteckförmige Geometrie aufweisen und deckt die Wärmetauscherrippen (12) ab. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, erstreckt sich die Abschirmwandung (18) von unterhalb der untersten Rippe (12) bis über die Kopfseite des Transfonmatorkörpers. Die Abschirmwandung (18) weist ferner einen oberen Abschnitt (20) auf, der sich horizontal erstreckt und die Kopffläche des Transformators (10) bis auf eine Öffnung (21) abdeckt, die einen bestimmten Querschnitt aufweist. Auf diese Weise begrenzt die Abschirmung (18) ein bestimmtes Volumen von Luft zum Transformator (10) hin, wobei Luft entlang der Rippen (12) zum Kühlen des Reklassifikationsfluids in dem Transformator (10) strömt.radially. As a result, the casing (18) surrounding the transformer (10) will have a circular or rectangular geometry in section and covers the heat exchanger fins (12). As shown in Fig. 1, the shield wall (18) extends from below the lowest fin (12) to above the top of the transformer body. The shield wall (18) also has an upper section (20) that extends horizontally and covers the top surface of the transformer (10) except for an opening (21) that has a certain cross-section. In this way, the shield (18) restricts a certain volume of air to the transformer (10), with air flowing along the fins (12) to cool the reclassification fluid in the transformer (10).

Zwischen der Abschirmwandung (18) und dem Transformator (10), also in dem von der Abschirmung (18) umgebenen Raum ist eine Kühleinrichtung wie Ventilator (20) angeordnet, der an- und ausschaltbar ist und der über die Temperatur des Dielektrikums im Transformator (10) gesteuert wird.Between the shielding wall (18) and the transformer (10), i.e. in the space surrounded by the shielding (18), a cooling device such as a fan (20) is arranged, which can be switched on and off and is controlled by the temperature of the dielectric in the transformer (10).

Der Ventilator (20) ist während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung dann eingeschaltet, wenn die Temperatur innerhalb des Transformators (10) eine obere Grenze der eingestellten Temperatur überschreitet. Der Ventilator (20) ist während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgeschaltet, wenn die Temperatur innerhalb des Transformator unterhalb eines unteren Grenzwertes der unteren festgesetzten Temperatur liegt.The fan (20) is switched on during operation of the device according to the invention if the temperature inside the transformer (10) exceeds an upper limit of the set temperature. The fan (20) is switched off during operation of the device according to the invention if the temperature inside the transformer is below a lower limit of the lower set temperature.

Mit Hilfe der Wärmeabschirmung bzw. Isolierung (16) und dem Ventilator (20) kann die Temperatur des Dielektrikums in dem Transformator (10) innerhalb eines optimalen Reklassifikationstemperaturbereichs gehalten werden.With the help of the heat shield or insulation (16) and the fan (20), the temperature of the dielectric in the transformer (10) can be kept within an optimal reclassification temperature range.

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Ohne irgendwelche Wärmeabschirmmaßnahmen und insbesondere dann, wenn der Transformator außerhalb von Gebäuden angeordnet ist, wäre die Temperatur des Dielektrikums im Transformator vollständig von der Umgebungstemperatur abhängig.Without any thermal shielding measures, and especially if the transformer is located outside buildings, the temperature of the dielectric in the transformer would be completely dependent on the ambient temperature.

Der Transformator (10), sofern dieser aufgrund der Verwendung von PCBs als Dielektrikum dekontaminiert ist, wird entleert, gewaschen und hat geeignete Anschlüsse für ein leichtes Verbinden von Leitungen an die erfindungsgemäße Vorrichtung. Auch sind die notwendigen Leitungen, Ventile und Anschlüsse vorgesehen, um das Reklassifikationsfluid einzufüllen und die PCBs und sonstige kontaminierte Reinigungsfluide, die zum Spülen oder Reinigen des Transformators (10) erforderlich sind, abzulassen.The transformer (10), if decontaminated due to the use of PCBs as a dielectric, is drained, washed and has suitable connections for easy connection of lines to the device according to the invention. The necessary lines, valves and connections are also provided for filling the reclassification fluid and draining the PCBs and other contaminated cleaning fluids required for flushing or cleaning the transformer (10).

Die Vorrichtung umfaßt eine Leitung (28) zur Entnahme des Dielektrikums aus dem Transformator (10) und zum Zuführen des Fluids zu einer Pumpe (30). Von der Pumpe (30) geht eine Rückführ- oder Umlaufleitung (32) aus, die in eine Wiederzuführungsleitung (34) übergeht, die mit dem Transformator zum Wiedereinleiten des Dielektrikums in den Transformator (10) verbunden ist. Die Leitungen (28) und (34), die mit den zuvor angesprochenen Anschlußstücken verbindbarsind, bilden einen Kreislauf. Der Transformator (10) und die Leitungen (32) und (34) werden mit sauberem dielektrischen Kühlmittelfluid, vorzugsweise Perchlorethylen gefüllt, das vorzugsweise bei dem zuvor beschriebenen Spül- bzw. Reinigungsprozeß benutzt wird. Sodann ist der Transformator (10) für einen normalen Betrieb bereit.The device comprises a line (28) for removing the dielectric from the transformer (10) and for supplying the fluid to a pump (30). From the pump (30) there extends a return or circulation line (32) which merges into a recirculation line (34) which is connected to the transformer for reintroducing the dielectric into the transformer (10). The lines (28) and (34), which can be connected to the previously mentioned connectors, form a circuit. The transformer (10) and the lines (32) and (34) are filled with clean dielectric coolant fluid, preferably perchloroethylene, which is preferably used in the previously described flushing or cleaning process. The transformer (10) is then ready for normal operation.

Ein Teil oder das gesamte Fluid fließt über die Pumpe (30) und kann über eine Leitung (38) in eine Destilliereinrichtung (40) strömen, die als Einstufen- oder fraktionelle Destillierkolonne zum Trennen der PCBs von dem kontaminierten Fluid ausgebildet ist. Ein Ventil (33) in der Leitung (32) und ein Ventil (37) in der Leitung (38) können soPart or all of the fluid flows through the pump (30) and can flow through a line (38) into a distillation device (40) which is designed as a single-stage or fractional distillation column for separating the PCBs from the contaminated fluid. A valve (33) in the line (32) and a valve (37) in the line (38) can thus

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eingestellt sein, daß ein Teil, alles oder nichts von dem Fluid zu der Destilliereinrichtung (40) gelangt. Von der Destilliereinrichtung (40) wird kopfseitig über eine Leitung (42) Dampfstrom abgeführt, wohingegen ein Bodenstrom (44), der PCBs enthält, über eine Leitung (44) abgeführt und ordnungsgemäß entsorgt wird.be set so that part, all or none of the fluid reaches the distillation device (40). A vapor stream is discharged from the distillation device (40) at the top via a line (42), whereas a bottom stream (44) containing PCBs is discharged via a line (44) and disposed of properly.

Ventile (46) und (48), die in den Leitungen (34) und (32) angeordnet sind, können derart gesteuert werden, daß das gesamte oder ein Teil des Fluids in der Leitung (32) weiterströmt, um durch eine Mischeinrichtung wie Venturi- oder Laval-Düse (50) ähnlich einer Wasserstrahlpumpe zu strömen. Seitlich in die Düse (50) wird der Dampf über die Leitung (52) angesaugt, die über die Leitung (42) in der Destilliereinrichtung (40) mündet. Der angesaugte Dampf kondensiert in dem im Kreislauf durch die Mischeinrichtung (50) strömenden Fluid. Die durch die Kondensation freigewordene Wärme wird folglich an das zurückgeführte Dielektrikum abgegeben, welches wieder über die Leitung (34) zurückgeführt wird und zum Transformator (10) strömt.Valves (46) and (48) arranged in the lines (34) and (32) can be controlled in such a way that all or part of the fluid in the line (32) continues to flow through a mixing device such as a Venturi or Laval nozzle (50) similar to a water jet pump. The steam is sucked into the nozzle (50) from the side via the line (52), which opens into the distillation device (40) via the line (42). The sucked-in steam condenses in the fluid flowing in the circuit through the mixing device (50). The heat released by the condensation is thus given off to the returned dielectric, which is returned again via the line (34) and flows to the transformer (10).

Die Mischeinrichtung wie Venturi- oder Laval-Düse (50) macht die Verwendung eines Kondensators wie luftgekühlten oder wassergekühlten Kondensator überflüssig, der den Dampf von der Leitung (42) der Destilliereinriehtung (40) kommend kondensieren und der das gereinigte Fluid zum Transformator zurückführen würde. Mit einem entsprechenden Kondensator wäre die Wärme des Dampfes verloren. Außerdem würde ein Aufbau notwendig sein, der bei weitem aufwendiger ist.The mixing device such as a Venturi or Laval nozzle (50) eliminates the need for a condenser such as an air-cooled or water-cooled condenser, which would condense the steam coming from the line (42) of the distillation device (40) and return the purified fluid to the transformer. With such a condenser, the heat of the steam would be lost. In addition, a structure that is far more complex would be necessary.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung schließt folglich als Energie- und damit auch Raumeinsparung die Mischeinrichtung (50) ein. Die Verwendung der Mischeinrichtung (50) bewirkt außerdem eine Reduzierung des Aufwands an erforderlichen Instrumenten. Die Mischeinrichtung bewirkt fernerden Druckausgleich zwischen einem FlüssigkeitsstromThe device according to the invention therefore includes the mixing device (50) to save energy and thus also space. The use of the mixing device (50) also reduces the number of instruments required. The mixing device also causes the pressure equalization between a liquid flow

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und einem Dampf enthaltenden Strom.and a steam-containing stream.

Der Fig. 2 ist eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung mit einem allgemeinen Aufbau zu entnehmen, wie dieser im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben ist. Daher werden auch für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.Fig. 2 shows an embodiment of the present invention with a general structure as described in connection with Fig. 1. Therefore, the same reference numerals are used for the same elements.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind mehr als eine Einrichtung zur Energieeinsparung vorgesehen. Hierzu strömt das Dielektrikum, nachdem dieses über die Leitung (28) vom Transformator (10) abgezogen und zur Pumpe (30) gelangt ist, über die Leitung (32), wobei ein Teil des Fluids über die Leitung (58) in eine Flüssigkeits/-Dampf-Wärmetauschereinrichtung oder Kondensator (60) gelangt. Die Menge des Fluids, das in die Leitung (58) strömt, wird über ein Ventil (62) in der Leitung (32) und ein Ventil (64) in der Leitung (58) gesteuert, so daß ein Teil in die Leitung (58) gelangt und der andere Teil weiterhin in der Leitung (32) strömt. Der Teil des Fluids in der Leitung (32) durchströmt dann die Mischeinrichtung (50). Das Fluid, das über die Leitung (58) in den Kondensator (60) strömt, wird in dessen äußere Ummantelung eingeleitet, um vom oberen Teil des Kondensators (60) über die Leitung (70) weggeführt zu werden. Der Dampfstrom wird kopfseitig von der Destilliereinrichtung (40) über die Leitung (42) abgezogen und beim Durchströmen des Innenraums oder -rohre des Kondensators (60) gekühlt und über die Leitung (72) weggeführt, um sodann in die Leitung (52) und anschließend in die Mischeinrichtung (50) zu gelangen.In the embodiment of Fig. 2, more than one device for saving energy is provided. To this end, the dielectric, after being drawn from the transformer (10) via line (28) and reaching the pump (30), flows via line (32), with part of the fluid passing via line (58) into a liquid/vapor heat exchanger device or condenser (60). The amount of fluid flowing into line (58) is controlled by a valve (62) in line (32) and a valve (64) in line (58), so that part of it passes into line (58) and the other part continues to flow in line (32). The part of the fluid in line (32) then flows through the mixing device (50). The fluid flowing into the condenser (60) via line (58) is introduced into its outer casing in order to be led away from the upper part of the condenser (60) via line (70). The vapor flow is drawn off from the top of the distillation device (40) via line (42) and is cooled as it flows through the interior or tubes of the condenser (60) and led away via line (72) in order to then reach the line (52) and then the mixing device (50).

Das erwärmte Fluid in der Leitung (70) wird der Destilliereinrichtung (40) zugeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Dielektrikum, das von dem Transformator (10) kommt, vorerwärmt, bevor es in die Destilliereinrichtung (40) fließt. Durch dieses Erwärmen wird der Wärmebedarf in der Destilliereinrichtung (40) reduziert. FernerThe heated fluid in the line (70) is fed to the distillation device (40). In the present embodiment, the dielectric coming from the transformer (10) is preheated before it flows into the distillation device (40). This heating reduces the heat requirement in the distillation device (40). Furthermore

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werden Mittel zur Aufnahme der Wärme des Dampfstroms der Destilliereinrichtung (40) zur Verfugung gestellt. Die gesamte Wärme, die durch den Wärmeübergang bei Nutzung des Kondensators (60) gewonnen wird, führt zu Wärmeeinsparungen in der Destiniereinrichtung (40), die andernfalls zusätzliche Energie zum Erwärmen des ankommenden Dielektrikums bedürfte. Diese Wärme würde andernfalls verlorengehen, falls ein Luftkondensator zum Kondensieren des Dampfstrom kommend von der Destilliereinrichtung (40) benutzt würde. Es sei erwähnt, daß die Energieverwertung ohne aufwendige und komplizierte Kontrolleinrichtung oder durch sonstiges realisiert wird, um Temperaturen innerhalb bestimmter Betriebsbereiche zur Verfügung zu stellen. Eine Optimierung der Energiebilanz wird vielmehr durch Maximierung der Rückgewinnung der Wärme durch Verwendung spezieller Kombinationen von Energiespa rein richtungen verwirklicht.means are provided for absorbing the heat of the steam flow of the distillation device (40). All of the heat gained through heat transfer when using the condenser (60) leads to heat savings in the distillation device (40), which would otherwise require additional energy to heat the incoming dielectric. This heat would otherwise be lost if an air condenser were used to condense the steam flow coming from the distillation device (40). It should be noted that the energy utilization is realized without expensive and complicated control devices or other means in order to provide temperatures within certain operating ranges. Rather, an optimization of the energy balance is realized by maximizing the recovery of heat by using special combinations of energy saving devices.

Mit der Kombination der Mischeinrichtung (50) und des Dampf/Flüssigkeits-Kondensators (60) gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Energiebedarf der Destilliereinrichtung (40) reduziert, und zwar durch Vorerwärmen der Flüssigkeit in dem Kondensator (60), bevor die Flüssigkeit in die Destilliereinrichtung (40) strömt, und durch Wärmeübertragung von dem Dampf in das Fluid, das zu dem Transformator (10) zurückgelangt.With the combination of the mixing device (50) and the vapor/liquid condenser (60) according to the present embodiment, the energy requirement of the distillation device (40) is reduced by preheating the liquid in the condenser (60) before the liquid flows into the distillation device (40) and by transferring heat from the vapor to the fluid returning to the transformer (10).

Durch die Mischeinrichtung (50) wie Venturi- oder Laval-Düse mit seitlichem Sauganschluß wird Wärme von dem vom Kopfbereich der Destilliereinrichtung (40) kommenden Fluid rückgewonnen, wobei das Fluid ein Dampf, eine Flüssigkeit oder eine Kombination dieser sein kann. Falls der Dampf Flüssigkeit enthält, liefert die Flüssigkeit und/oder das Gas, das über die Leitung (52) zugeführt wird, eine Zusammensetzung, von der Wärme zurückgewonnen und dem zu dem Transformator (10) zurückgelangen-Through the mixing device (50) such as a Venturi or Laval nozzle with side suction connection, heat is recovered from the fluid coming from the head region of the distillation device (40), where the fluid can be a vapor, a liquid or a combination of these. If the vapor contains liquid, the liquid and/or the gas supplied via the line (52) provides a composition from which heat is recovered and returned to the transformer (10).

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den Fluid zugeführt wird.the fluid is supplied.

Mit der Kombination spezieller Einrichtungen gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird Wärme substantiell gespart und die Wärmesteuemng des Transformators (10) ist merklich, da die Wärme, die zu dem Transformator (10) zurückgelangt ist, bei bekannten Vorrichtungen verloren war. Von besonderer Bedeutung ist, daß durch die Kombination der Elemente die Baugröße der Vorrichtung selbst nicht zunimmt.With the combination of special devices according to the present embodiment, heat is saved substantially and the heat control of the transformer (10) is noticeable, since the heat that returned to the transformer (10) was lost in known devices. Of particular importance is that the combination of the elements does not increase the size of the device itself.

In der Fig. 3 ist ein weiteres bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt, in dem entsprechend zu den Fig. 1 und 2 für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen Verwendung finden.Fig. 3 shows a further preferred embodiment in which corresponding to Figs. 1 and 2, the same reference numerals are used for the same elements.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird ein elektrischer Transformator (10), der mit PCB als Dielektrikum betrieben worden ist, geleert, gesäubert und mit Anschlüssen versehen, um von PCBs abweichende Dielektrika einzufüllen. Das bevorzugte Reinigungs- und Reklassifiziei'ungsfluid Perehlorethylen wird in einem Umfang im Überschuß eingefühlt, damit der Transformator (10) hinreichend gefüllt ist.In the embodiment according to Fig. 3, an electrical transformer (10) which has been operated with PCB as a dielectric is emptied, cleaned and provided with connections in order to fill in dielectrics other than PCBs. The preferred cleaning and reclassification fluid perchloroethylene is filled in excess to ensure that the transformer (10) is sufficiently filled.

Der Transformator (10) weist Kühlrippen (12) auf, durch die das dielektrische Kühlmittelfluid in dem Transformator (10) gekühlt wird. Die Kühlrippen (12) des Transformator (10) werden von einer Wärmeabschirung (16) umgeben, die eine seitliche Wandung (18) und einen oberen Abschnitt (20) umfaßt, um eine definierte Menge von Luft innerhalb der Abschirmung (16) zu begrenzen und um den Luftstrom durch die Öffnung (21) am Kopf des Transformators (10) zu beeinflussen.The transformer (10) has cooling fins (12) through which the dielectric coolant fluid in the transformer (10) is cooled. The cooling fins (12) of the transformer (10) are surrounded by a heat shield (16) which comprises a side wall (18) and a top section (20) in order to confine a defined amount of air within the shield (16) and to influence the air flow through the opening (21) at the top of the transformer (10).

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Um die Temperatur innerhalb des Transformators (10) zu steuern, ist ein Ventilator
(22) zwischen der Abschirmwandung (18) und dem Transformator (10) angeordnet, der, wenn dieser eingeschaltet ist, einen kontrollierten Luftstrom über die Kühlrippen (12) hervorruft, die ihrerseits Wärmetauscher lachen des Transformators (10) sind, um das Fluid in dem Transformator (10) zu kühlen. Der Ventilator (22) wird durch Nutzung eines Thermoelementes (22T) oder anderer temperaturempfindlicher Schalter oder Kontrolleinrichtungen -wie sie hinreichend bekannt sind- eingeschaltet, wenn die Temperatur eine vorgegebene Temperatur überschreitet, so daß das Reinigungs- oder Reklassifizierungsfluid nicht ihre optimale erhöhte Temperatur übersteigt.To control the temperature inside the transformer (10), a fan
(22) is arranged between the shield wall (18) and the transformer (10) which, when energized, causes a controlled flow of air over the cooling fins (12), which in turn are heat exchangers of the transformer (10), to cool the fluid in the transformer (10). The fan (22) is energized by use of a thermocouple (22T) or other temperature sensitive switches or controls - as are well known - when the temperature exceeds a predetermined temperature so that the cleaning or reclassification fluid does not exceed its optimum elevated temperature.

Eine Leitung (28) ist mit dem Transformator (10) verbunden, um das kontaminierte Dielektrikum Pumpe (30) hin abziehen zu können. Am Ausgang der Pumpe (30) ist eine Leitung (32) vorhanden, die in eine Leitung (34) zum Wiedereinführen des Fluids in den Transformator (10) übergeht.A line (28) is connected to the transformer (10) in order to be able to drain the contaminated dielectric to the pump (30). At the outlet of the pump (30) there is a line (32) which leads into a line (34) for reintroducing the fluid into the transformer (10).

In dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Ventil (46) in der Leitung (34) und das Ventil (48) in der Leitung (32) derart eingestellt werden, daß das gesamte oder ein Teil des Fluids der Leitung (32) über die Leitung (58) dem Flüssigkeits/Dampf-Wärmetauscher oder Kondensator (60) zugeführt wird.In the present preferred embodiment, the valve (46) in the line (34) and the valve (48) in the line (32) can be adjusted so that all or a portion of the fluid in the line (32) is supplied via the line (58) to the liquid/vapor heat exchanger or condenser (60).

Der Kondensator (60) hat eine äußere Umhüllung (68), der das dielektrische Kühlmittelfluid im Bodenbereich zugeführt wird. Das Fluid wird vom Kopfbereich der Umhüllung oder Ummantelung (68) über die Leitung (70) weggeführt.The condenser (60) has an outer casing (68) to which the dielectric coolant fluid is supplied in the bottom region. The fluid is led away from the top region of the casing or jacket (68) via the line (70).

Wie die Fig. 3 verdeutlicht, wird das Fluid, das im Kondensator (60) erwärmt wurde, über eine Leitung (72) einem zweiten Flüssigkeits/Dampf-Wärmetauscher oder Flüssig-As shown in Fig. 3, the fluid heated in the condenser (60) is fed via a line (72) to a second liquid/steam heat exchanger or liquid

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keitskondensator (74) zugeführt. Der Kondensator (74) hat eine äußere Hülle oder Ummantelung (76), in dessen Bodenbereich über die Leitung (72) die erwärmte Flüssigkeit vom Kondensator (60) kommend eingeleitet wird. Von dem Kondensator (74) wird die Flüssigkeit im Kopfbereich über die Leitung (78) abgezogen. Das erwärmte bzw. erhitzte Dielektrikum wird dann über die Leitung (78) geführt, wobei ein Teil über die Leitung (80) der Destilliereinrichtung (40) und ein anderer Teil über die Leitung (82) der Mischeinrichtung (50) zugeführt. Das Ventil (79) in der Leitung (80) und das Ventilcondenser (74). The condenser (74) has an outer shell or casing (76), into the bottom area of which the heated liquid from the condenser (60) is introduced via the line (72). The liquid in the top area of the condenser (74) is drawn off via the line (78). The heated or heated dielectric is then fed via the line (78), with a part being fed via the line (80) to the distillation device (40) and another part via the line (82) to the mixing device (50). The valve (79) in the line (80) and the valve

(81) in der Leitung (82) regeln die Teilmengen, die durch jede der Leitungen (80) und(81) in the line (82) regulate the partial quantities that pass through each of the lines (80) and

(82) strömen.(82) flow.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfaßt die Destilliereinrichtung (40) eine erste einstufige Destillierkolonne (41) und eine zweite einstufige Destillierkolonne (91). In den einstufigen Kolonnen (41) und (91) sind keine Böden oder Rückflußkühler und Kontrollsysteme vorhanden, die übliche Bestandteile in Mehrstufen-oder franktionierten Destillationskolonnen sind. Die Kolonnen werden über Erhitzer (43) bzw. (93) erwärmt. In jeder der Kolonnen (41) und (91) wird kopfseitig ein Dampf gebildet und der Dampf der Kolonne (41) wird über die Leitung (42) weggeführt und beim Durchströmen des Kondensators (60) anschließend gekühlt. Das gekühlte Fluid strömt dann über die Leitung (94) und wird über die Leitung (52) seitlich in die Mischeinrichtung gesaugt.In the present embodiment, the distillation device (40) comprises a first single-stage distillation column (41) and a second single-stage distillation column (91). In the single-stage columns (41) and (91) there are no trays or reflux condensers and control systems, which are common components in multi-stage or fractionated distillation columns. The columns are heated via heaters (43) and (93) respectively. In each of the columns (41) and (91) a vapor is formed at the top and the vapor from the column (41) is led away via line (42) and then cooled as it flows through the condenser (60). The cooled fluid then flows via line (94) and is sucked into the mixing device from the side via line (52).

Der Bodenstrom der ersten einstufigen Destillierkolonne (41) wird über die Leitung (44) abgezogen und der zweiten einstufigen Destillierkolonne (91) zugeführt. In der Kolonne (91) wird ein Kopfdampf über eine Leitung (92) weggeführt und sodann in den Kondensator (74) eingeleitet, wodurch der Dampf gekühlt und über die Leitung (94) wieder in die erste einstufige Destillierkolonne (41) geleitet wird.The bottom stream of the first single-stage distillation column (41) is withdrawn via line (44) and fed to the second single-stage distillation column (91). In the column (91), a top vapor is led away via a line (92) and then introduced into the condenser (74), whereby the vapor is cooled and fed back into the first single-stage distillation column (41) via line (94).

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Zur weiteren Energieeinsparung ist ein luftgekühlter Kondensator (96) am Kopf der Destillierkolonne (91) vorgesehen. Der Kondensator (96) ist eine dünne Metallröhre, die eine Vielzahl von Rippen (98) zur Verbesserung der Wärmeübertragungsrate aufweist. Das Rohr (97) -soweit erforderlich- kann mit Umhüllungsmaterial umgeben sein. Der Kondensator (96) wird ein Teil des Dampfstromes kondensieren und die kondensierte Flüssigkeit wird zurück in die Destillierkolonne (91) tropfen.To further save energy, an air-cooled condenser (96) is provided at the top of the distillation column (91). The condenser (96) is a thin metal tube having a plurality of fins (98) to improve the heat transfer rate. The tube (97) may be surrounded by wrapping material if necessary. The condenser (96) will condense a portion of the vapor stream and the condensed liquid will drip back into the distillation column (91).

Der Kondensator (96) ist ein Rektifizierer und nicht von der Art eines Kondensators, der in einer Mehrstufendestillationskolonne verwendet wird. In einer Mehrstufenkolonne wird der Kondensator einen hinreichenden Flüssigkeitsstrom kondensieren, um einen Rückflußstrom zur Verfugung zu stellen, der in die Spitze der Kolonne eingeführt wird. Ein solcher Kondensator verlangt Kontrolleinriehtungen zur Bestimmung der Temperatur und des Rückflußverhältnisses. Im vorliegenden Fall sind keine Kontrolleinriehtungen für den Kondensator (96) vorhanden. Der Kondensator (96) hilft auf einfache Weise die Effizienz und die Effektivität der Destillation zu verbessern, wenn das Dielektrikum, das gereinigt und reklassifiziert wird, eine Vielzahl von chemischen Komponenten enthält und eine spezifische Zusammensetzung, wenn auch nicht PCBs, eine nicht gewünschte Komponente des Dielektrikum ist, welche letztenendes bei der Bedienung oder beim Reinigen des Transformators (10) benutzt wird.The condenser (96) is a rectifier and not of the type of condenser used in a multi-stage distillation column. In a multi-stage column, the condenser will condense a sufficient liquid stream to provide a reflux stream which is introduced into the top of the column. Such a condenser requires control means for determining the temperature and reflux ratio. In the present case, no control means are provided for the condenser (96). The condenser (96) helps to simply improve the efficiency and effectiveness of distillation when the dielectric being cleaned and reclassified contains a variety of chemical components and a specific compound, if not PCBs, is an undesirable component of the dielectric which is ultimately used in the operation or cleaning of the transformer (10).

Ein spezielles Beispiel ist die Reklassifizierung eines Askarel-Transformators mit Perchlorethylen als Reinigungsfluid. Wenn das ursprüngliche Dielektrikum des kontaminierten Transformators (10) ein Askarel war, enthält das Askarelfluid nicht nur polychlorierte Bephinyle (PCBs), sondern auch einen wesentlichen Anteil an Trichlorbenzol als Lösungsmittel. Der Kondensator (96) wird vorteilhaft beim Reinigen oder Reklassifizieren eines Askarel-Transformators bewirkt, da das Trichlorbenzol, das einenA specific example is the reclassification of an Askarel transformer using perchloroethylene as a cleaning fluid. If the original dielectric of the contaminated transformer (10) was an Askarel, the Askarel fluid contains not only polychlorinated bephinyls (PCBs) but also a significant amount of trichlorobenzene as a solvent. The capacitor (96) is advantageously effected when cleaning or reclassifying an Askarel transformer because the trichlorobenzene, which has a

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viel geringeren Siedepunkt als die Bephinyle aufweisen, in bezug auf Trichlorethylenreinigungsfluid von dem Kondensator (96) bevorzugterweise kondensiert werden, so daß die Trichlorbenzole entfernt und abgezogen werden über die vom Boden ausgehende Leitung (100) der Kolonne (91). In diesem Fall hat das Reinigungsfluid Trichlorethylen einen niedrigeren Siedepunkt als das Trichlorbenzol und wird nicht in dem Kondensator (96) kondensieren.much lower boiling point than the bephinyls, are preferentially condensed with respect to trichloroethylene cleaning fluid from the condenser (96) so that the trichlorobenzenes are removed and withdrawn via the line (100) from the bottom of the column (91). In this case, the cleaning fluid trichloroethylene has a lower boiling point than the trichlorobenzene and will not condense in the condenser (96).

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist eine kompakte, energiesparende und effiziente Vorrichtung zur Verwendung zur Dekontaminierung oder Reklassifizierung eines Transformators. Die Kompaktheit resultiert aus verschiedene Kombinationen von Energiespareinrichtungen gemäß der Erfindung wie beschrieben und stellt eine Vorrichtung zur Verfügung, bei der die Wärmehandhabung und -regelung des Transformators, der reklassifiziert oder gereinigt werden soll, maximiert ist. Effizienz ist in der Vorrichtung vorhanden, ohne daß eine große Anzahl von Bauelementen, Kontrolleinrichtungen und -schaltungen oder der Gebrauch von irgendwelchen komplexen Ausrüstungsgegenständen erforderlich ist. Des weiteren kann die Vorrichtung ohne das Erfordernis der Anwesenheit von Bedienungspersonal betrieben werden.The embodiment of Fig. 3 is a compact, energy saving and efficient apparatus for use in decontaminating or reclassifying a transformer. The compactness results from various combinations of energy saving features according to the invention as described and provides an apparatus in which the thermal management and control of the transformer to be reclassified or cleaned is maximized. Efficiency is present in the apparatus without requiring a large number of components, controls and circuits or the use of any complex equipment. Furthermore, the apparatus can be operated without the requirement of the presence of operators.

Das Dielektrikum wird durch Nutzung der Wärme der Dampfströme, die in den Destilliereinrichtungen gebildet werden, erwärmt, wobei gleichzeitig der Energiebedarf in der bzw. den Destillationskolonnen reduziert wird.The dielectric is heated by using the heat of the steam streams formed in the distillation devices, while at the same time reducing the energy requirement in the distillation column(s).

Einstufendestillierkolonnen werden benutzt, so daß allein ein Erhitzer, der ein elektrischer Heizer oder irgendeine andere Wärmeaustauscheinrichtung sein kann, erforderlich ist, um im wesentlichen die Flüssigkeit in der Destilliereinrichtung zum Sieden zu bringen.Single stage distillation columns are used so that only one heater, which may be an electric heater or some other heat exchange device, is required to substantially boil the liquid in the still.

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Die Flüssigkeit, die beim Reinigungsprozeß benutzt wird, ist vorzugsweise Perchlorethylen, das einen niedrigen Siedepunkt aufweist und ein gutes Dielektrikum ist.The liquid used in the cleaning process is preferably perchloroethylene, which has a low boiling point and is a good dielectric.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einem Transformator beigestellt werden und der Transformator kann in Betrieb bleiben, und zwar auch dann, wenn dieser gereinigt oder reklassifiziert wird. Eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Dielektrika zurückzuführen, die im optimalen Betriebstemperaturbereich gereinigt wurde, um die dielektrische Flüssigkeit in dem Transformator so warm wie möglich zu halten, um PCBs zu entfernen und aus dem Kern des Transformators auszulaugen. Daher wird die Wärme, die sowohl in dem Transformator während seines Betriebs als auch in der Gesamtanorclnung zur Reklassifizierung des Transformators erzeugt wird, rückgewonnen und genutzt. Allerdings kann dann, wenn die Temperatur des Fluids innerhalb des Transformators über eine gewünschte maximale Betriebstemperatur steigt, der Ventilator (22) in Betrieb genommen werden, damit hinreichend Luft über die Kühlrippen (12) zur Kühlung des Fluids in dem Transformator (10) strömen kann. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Temperatur nicht einen nicht akzeptierbaren Wert innerhalb des Transformators (10) erreicht.The apparatus of the present invention can be added to a transformer and the transformer can remain in operation even when it is being cleaned or reclassified. One of the features of the present invention is to recycle the dielectrics that have been cleaned in the optimum operating temperature range to keep the dielectric fluid in the transformer as warm as possible to remove and leach PCBs from the core of the transformer. Therefore, the heat generated both in the transformer during its operation and in the overall arrangement for reclassifying the transformer is recovered and utilized. However, if the temperature of the fluid within the transformer rises above a desired maximum operating temperature, the fan (22) can be activated to allow sufficient air to flow over the cooling fins (12) to cool the fluid in the transformer (10). This ensures that the temperature does not reach an unacceptable level within the transformer (10).

Der Fig. 4 ist eine besonders hervorzuhebende Ausführungsfomi der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu entnehmen, wobei - wie bei den Fig. 1 bis 3 - für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.Fig. 4 shows a particularly noteworthy embodiment of the device according to the invention, whereby - as in Figs. 1 to 3 - the same reference numerals are used for the same elements.

Das von dem Transformator (10) kommende Fluid gelangt freiströmend, also schwerkraftbedingt über die Leitung (28) zu der Pumpe (30), um wahlweise über die Mischeinrichtung (50) und über die Leitung (34) zum Transformator (10) zurückzuströmen oder über die Leitung (38) dem Verdampfer (40) zugeführt zu werden, dessen Dampf überThe fluid coming from the transformer (10) flows freely, i.e. due to gravity, via the line (28) to the pump (30) in order to either flow back to the transformer (10) via the mixing device (50) and via the line (34) or to be fed via the line (38) to the evaporator (40), the steam of which is

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die Leitung (42) von der Mischeinrichtung (50) abgesaugt wird, um in dem in den Transformator (10) zurückzuführenden Fluid kondensiert zu werden.the line (42) is sucked off by the mixing device (50) in order to be condensed in the fluid to be returned to the transformer (10).

Dem Verdampfer (40) ist ein Konzentrator (91), der der einstufigen Destillierkolonne (91) gemäß Fig. 3 entspricht, nachgeordnet, und der den von dem Verdampfer (40) abfließenden und PCB enthaltenden Bodenstrom aufnimmt.A concentrator (91) corresponding to the single-stage distillation column (91) according to Fig. 3 is arranged downstream of the evaporator (40) and receives the bottom stream containing PCB flowing out of the evaporator (40).

Von dem Konzentrator (91) gelangt Dampf über den Rektifizierer (96) erneut in den Verdampfer (40).From the concentrator (91) steam returns to the evaporator (40) via the rectifier (96).

Die Pumpe (30), die Mischeinrichtung (50) in Form einer Venturi- bzw. Laval-Düse, der Verdampfer (40) und der Konzentrator (91) mit dem nachgeordneten Rektifizierer (96) sind erfindungsgemäß in einem Gehäuse (100) angeordnet, welches Abmaße aufweist, die es zulassen, durch eine Türöffnung transportiert zu werden, um auf diese Weise auch in Gebäuden vorhandene Transformatoren reklassifizieren zu können.The pump (30), the mixing device (50) in the form of a Venturi or Laval nozzle, the evaporator (40) and the concentrator (91) with the downstream rectifier (96) are arranged according to the invention in a housing (100) which has dimensions that allow it to be transported through a door opening in order to be able to reclassify transformers present in buildings.

Von dem Verdampfer (40) geht eine Druckausgleichsleitung (102) aus, die über Filtereinrichtungen (104) mit der Umgebung verbunden ist. Eine Druckausgleichsleitung verbindet auch die den Fluidkreislauf bildenden Leitungen (28) und (34). Diese Druckausgleichsleitung ist mit dem Bezugszeichen (106) versehen.A pressure equalization line (102) extends from the evaporator (40) and is connected to the environment via filter devices (104). A pressure equalization line also connects the lines (28) and (34) that form the fluid circuit. This pressure equalization line is provided with the reference number (106).

Bevor das Fluid dem Transformator (10) wieder zugeführt wird, wird jenes in einem Ausdehnungsgefäß (108) zugeführt, welches oberhalb des Transformators (10) angeordnet ist.Before the fluid is fed back into the transformer (10), it is fed into an expansion vessel (108) which is arranged above the transformer (10).

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Patenlainvalt-Euiüpeaii Patent AiionieyPatent Application-Euiüpeaii Patent Aiioniey

Die Funktion der der Fig. 4 zu entnehmenden Vorrichtung entspricht denen der Fig. 1 bis 3, so daß insoweit auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen wird.The function of the device shown in Fig. 4 corresponds to that of Figs. 1 to 3, so that reference is made to the relevant description.

In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß sich das durch die Leitung (34) des Kreislaufs strömende Fluid in etwa aus 10 % von von dem Verdampfer (40) über die Mischeinrichtung (50) angesaugtem Dampf und 90 % an Flüssigkeit zusammensetzt, welche unmittelbar dem Transformator (10) entnommen worden ist.In this context, it should be mentioned that the fluid flowing through the line (34) of the circuit consists of approximately 10 % of steam sucked in by the evaporator (40) via the mixing device (50) and 90% of liquid which has been taken directly from the transformer (10).

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Claims

Dipl.-Phys. Dr. H.-H. Stoffregen Page 1 Patent Attorney-European Patent Attorney NUKEM GmbH Industriestraße 13 Alzenau Claims Device for decontaminating electrical devices contaminated with PCB

1. Device for cleaning an electrical device such as a transformer that is contaminated with a fluid contaminated with polychlorinated biphenyls (PCBs), comprising at least one distillation device such as an evaporator for receiving the contaminated fluid and for generating a vapor stream consisting essentially of decontaminated fluid and a bottom stream contaminated with PCBs, and at least one line for returning fluid to the device,

characterized,

that the line (28, 32, 34, 70, 78, 82) returning the fluid to the electrical device (10) has a mixing device (50) with a lateral connection, which is connected to a line (42, 52, 72, 84, 92, 94) carrying at least part of the steam flow coming directly or indirectly from the distillation device (40).

2. Device according to claim 1,
characterized,

that the mixing device (50) is a Venturi or Laval nozzle.

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3. Device according to claim 1,
characterized,

that the steam flow fed to the mixing device (50) contains at least partially condensate.

4. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that at least one branch (58) extends from the line (32) which at least partially returns the fluid to the electrical device (10) and is connected to the distillation device (40).

5. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the branch (58) of the line (32) is connected to the distillation device (40) via at least one liquid/vapor heat exchanger (60, 74).

6. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the liquid/steam heat exchanger (60, 74) is connected to the distillation device (40) via a line (42, 92) carrying the steam flow.

7. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the steam flow is connected to the liquid/steam heat exchanger (60,74) via a line (42,92) extending from the top of the distillation device (40).

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Patentaiiwali-European Patent Attorney

8. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the distillation device (40) comprises two single-stage evaporators or distillation columns (41, 91).

9. Device according to at least claim 8,
characterized,

that from each evaporator (41, 91) there extends at the top a line (42, 92) carrying a substantially decontaminated steam flow and at the bottom a line (44, 100) carrying a bottom flow contaminated with PCBs, that the line (44) carrying the bottom flow of the one (first) evaporator (41) opens into the other (second) evaporator (91), whose line (92) carrying the steam flow opens into the first evaporator (41).

10. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the lines (92, 42) of the first and second evaporators (41, 91) carrying the respective steam flow lead via a liquid/steam heat exchanger (60, 64).

11. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the electrical device is surrounded at least circumferentially by a shield (16, 18) enabling thermal insulation.

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12. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that a fan device (22) is arranged in the free space between the electrical device (10) and the shield (16, 18).

13. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the shield (16, 18) extends at least in sections along the head side of the electrical device (10).

14. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the mixing device (50), the evaporator(s) (40, 41,91) and a conveying unit (30) conveying the fluid are arranged in a housing (100) forming a unit.

15. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that a pressure equalization line (102) extends from the evaporator (40) and is connected to the line (34) returning the fluid to the electrical device.

16. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in

that the fluid coming from the electrical device (10) flows freely to the

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conveyor unit (30).

17. Device according to at least one of the preceding claims,
characterized,

that in the line returning the fluid to the electrical device (34) an expansion tank (108) is arranged upstream of the latter, which is directly or indirectly connected to the pressure equalization line (102, 106).

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