DE2927671A1

DE2927671A1 - Einrichtung zum verhindern von ablagerungen in waermetauschern

Info

Publication number: DE2927671A1
Application number: DE19792927671
Authority: DE
Inventors: Theodor Prof Dr Ing Rummel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-07-09
Filing date: 1979-07-09
Publication date: 1981-01-29

Description

Einrichtung zum Verhindern von Anblagerungen im Wärmetauschern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verhindern von Ablagerungen in Wärmetauschern. Die Erfindung läßt sich auf Wärmetauscher beliebiger Art anwenden, welche von gasförmigen, dampfförmigen oder flüssigen Wärmetauschmitteln durchströmt sind, wobei die jeweils unterschiedlichen Wärmetauschmittelräume vorzugsweise durch Trennwände, etwa Rohrleitungswände, Rippenwände oder dergleichen, voneinander getrennt sind.
P;in Anwendungsbeispiel sind Wärmetauscher, welche im Zuge des Abgaskanals von Verbrenlungskraftmaschinen liegen und welche der Gefahr von Rußablagerungen ausgesetzt sind, welche den Wärmeübergang zu dem Wärmetauschmittel eines die Abwärme ausnützenden Nutzkreislaufes stören. Ein Entfernen der Ablagerung durch Ausspülen mit einer Reinigungsflüssigkeit macht die Stillsetzung der betreffenden Anlage notwendig und ist umständlich und teuer.
Durch die Erfindung soll also die Aufgabe gelöst werden, eine Einrichtung zum Verhindern von Ablagerungen in Wärmetauschern so auszugestalten, daß solche Ablagerungen bereits während des Betriebes im wesentlichen an der entstehung :eiiude-i't verden.
Dieses Ziel soll liegt geringem Unterhaltungsaufwand und geringen anlagekosten erreicht werden.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine im oder am Wärmetauscher oder in oder an einer seiner Wärmetauschmittelzuleitungen angeordnete Ultraschallquelle zur Anregung der Wärmetauschertrennwände und der Wärmetauschergehäusewände.
Es zeigt sich, daß eine mit geringem Aufwand im oder am Wärmetauscher installierbare Ultraschallquelle bewirkt. daß .blagerungen an den angeregten Wärmetauscherteilen gleichsam ständig während des Betriebes abgeschüttelt werden können.
Es ist zwar belraimt, von Meßorganen Steinablagerungen durch Ultraschallanregung abzuschütteln, doch hat man bisher offenbar die Beseitigung oder Verhinderung von Ablagerungen an tauschern durch Ultraschallallregung nicht für möglich gehalten Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Ultraschallquelle eine in einer der Wärmetauschmittelzuleitungen angeordnete und mit mindestens einem Teilstrom des betreffenden Wärmetauschmittels betriebene Ultraschall- Flüssigkeits- oder Gas- oder Dampf-Pfeifenanordnung ist. Bevorzugtermaßen liegt die als Gas- oder Dampf-Pfeifenanordnung ausgebildete Ultraschall quelle in der Abgaszuleitung eines Wärmetauschers, welcher im Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine liegt und deren Restwärme nutzbar macht.
Das Wärmetauschergehäuse des mit einem gasförmigen oder dampfförmigen Wärmetauschmittel betriebenen Wärmetauschers kann eine untere, verschließbare Öffnung zum Ablassen oder Entnehmen von Ablagerungsmaterial aufweisen, das von den Wärmetauschertrennwänden abgeschüttelt worden ist.
nendelt @ sich bei dem Wärmetauscher um ein im Abgaskanal einer Verbrennungskraftmaschine liegendes Aggregat, so ist dem Wärmetauscher zweckmäßig ein Filter nachgeschaltet, welcher abgeschüttelter und von den Verbrennungsgasen mitgeführten Ablagerung Material ausscheidet.
An Führungsbeispiele werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die anliegnede schematische Zeichnung beschrieben. Es stellen dar: Fig. 1 eine Skizze einer kraftanlage mit einer Verbrennungskraftmaschine und einem in deren Abgaskanal liegenden Wärmetauscher und Fig. 2 eine gegenüber Figur 1 abgewandelte Ausführungsform der Wärmetauscheranordnung.
Figur 1 zeigt einen Dieselmotor 1, dessen abgase über eine Abgaszuleitung 2 in einen Wärmetauscher 3 eingeleitet werden, um die in den Abgasen enthaltene Rostwärme in einem Nutz- Wärmetauschmittelkreislauf 4 rückgewinnen zu können. Über einen Auslaß 5 strömt das Abgas des Dieselmotors 1 schließlich in die freie Umgebung ab. Innerhalb des Gehäuses des Wärmetauschers 3 befindet sich eine Rohrschlange 6, welche im Betrieb ebenso wie die Wärmetauscher- Gehäusewände der Gefahr von Rußablagerung ausgesetzt ist. Zur vermeidung solcher Rußablagerungen befindet sich innerhalb des Wärmetauschergehäuses eine Ultraschallquelle 7, beispielsweise in Gestalt eines von einer Hochfrequenzquelle 8 gespeisten Ultraschallwandlers. Die Anregung der Ultraschallquelle 7 erfolgt mit solcher Frequenz, daß einerseits die menschliche Hörschwelle sicher überschritten ist und andererseits eine ausreichende Schwingungsamplitude der Wärmetauscherbauteile erreicht wird, um Ablagerungen abschütteln zu können. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Wärmetauschergehäusewände und die wärmetauscher-Trennwände zwischen den verwendeten Wärmetauschmitteln frei von Belägen bleiben, welche den Wirkungsgrad des Wärmetauschers vorschlechtern könnten.
Während bei der Ausführungsform nach Figur 1 eine dem Ultraschallwandler 7 ausregende Hochfrequenzquelle erforderlich ist, erfolgt bei der Ausführungsform nach Figur 2 die Ultras@naklanregung der Wärmetauscherbauteile durch eine in der Abgaszuleitung 3 liegende Ultraschallpfeifenanordnung @, welche mit eine Füllstrom der Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine betriebene wird. Der Aufbau der Ultraschallpfeifenanordnung ist vorliegend nicht in seinen Einzelheiten gezeigt, da sie dem einachlägigen Trennwann bekannt sind.
Aus Figur 2 ist Ferner ersichtlich, daß bei der gezeigten Ausführungsform in Zuge des Auslaßkanals 5 ein Filter 10 angeordnet ist, welcher die aufgrund des Betriebes der Ultraschallpfeifenanordnung 5 von den Wärmetauscherbautelen abgeschüttelten Rußpartikel ausscheidet.
Der Durchsatz des Wärmetauschmittels der Nutz- Wärmetauschmittelkreislaufs 4 durch die Rohrschlange 6 wird mittels einer Pumpe 11 gesteuert, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Wärmetauschmittels, beispielsweise des Wassers ausreichend groß ist, um damit eine Flüssigkeits- Ultraschallpfeifenanordnung 12 zu betreiben, welche sich ebenfalls innerhalb des Wärmetauschers 3 befindet. Die Flüssigkeits- Ultraschallpfeifenanordnung 12 kann gemäß einer hier nicht gezeigten Ausführungsform auch anstelle der in der Abgaszuleitung 2 befindlichen Ultraschallpfeifenanordnung 9 vorgesehen sein. Auch der Aufbau der Flüssigkeits-Ultraschallpfeifenanordllung 12 ist vorliegend nicht iin einzel nen angegeben, da der einschlägige Fachmann diesbezügliche Kenntnisse besitzt.
Schließlich ist aus Figur 2 zu ersehen, daß sich im unteren Teil der Wärmetauschergehäuses eine verschließbare öffnung 13 betindet, über die von den Wärmetauscherwänden abgeschütteltes Ablagerungsmaterial abgelassen oder entleert werden kann.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Einrichtung zum Verhindern von Ablagerungen in wärmetauschern, gekennzeichnet durch eine im oder am Wärmetauscher (3) oder in oder an einer seiner Wärmetauschmittelzuleitungen (2,@) angeordnete Ultraschallquelle (7 bzw. 9,12) zur Anrogung der Wärmetauscher-Trennwände und der Wärmetauschergehäusewände.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallquelle eine in einer der Wärmetauschmittelzuleitungen (2,6) angeordnete und mit mindestens einem Teilstrom des betreffenden Wärmetauschmittels betriebene Ultraschall- Flüssigketis- oder Gas- oder Dampfpfeifenanordnung ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallpfeifenanordnung eine in der Abgaszuleitung (2) eines von den Abgasen einer Verbrennungskraftmaschine (1) durchströmten Wärmetauschers (3) angeordnete Ultraschallpfeifenanordnung (9) ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmetauschergehäuse eine untere, vers cnli eßbare Öffnung (13) zum Ablassen von den Wärmetauschertrennwänden und den Wärmetauschergehäusewänden abgeschüttelten Ablagerungsmaterials aufweist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß dem Wärmetauscher Filtermittel (10) sind jiusscheiden von den Wärmetauschertrennwänden und den Wärmetauschergehäusewänden abgeschüttelten Ablagerungsmaterials nachgeschaltet sind.