DE1915337A1

DE1915337A1 - Heat exchange surfaces, ductile in the elas - tic range

Info

Publication number: DE1915337A1
Application number: DE19691915337
Authority: DE
Inventors: Ecken Dipl-Ing Josef
Original assignee: ECKEN DIPL ING JOSEF
Current assignee: ECKEN DIPL ING JOSEF
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1969-03-26
Publication date: 1970-10-15

Abstract

Heat exchange surfaces, ductile in the elastic range For apparatus with substances deposited on the heat exchanger surface which are, in general, brittle. This exchange surface is treated in relative movement to the substance deposited and this mechanically detaches the substance. The relative movement results from an outside drive unit. It is effected by a single or a pulsating pressure difference on the heat exchange surfaces, which move as membranes under the pressure.

Description

W ä r m e a u s t a u s c h f l ä c h e Beschreibung: Die Erfindung betrifft Wärmetauscherflächen, die während ihrer Einsatzzeit sich mit Inkrustierungen oder, Je nach Temperatur, mit spröden, gefrorenen Schichten überziehen. Voraussetzung für die Anwendbarkeit der Erfindung ist, daß die aufgebrachten Schichten nur sehr geringe Bewegungen ohne zu brechen mitmachen, und sich von der eigentlichen Wärmetauscherfläche lösen. Produkte dieser Art sind beispielsweise aufgefrorene Eisschichten, bestimmte Salze und Kristalle, oder Verbindungen, die sich bei den vorgegebenen Temperaturen der Tauscherfläche erhärten. Es handelt sich also im allgemeinen um Kühlflächen. W e r m e a u s t a u s c h f a la c h e Description: The invention relates to heat exchanger surfaces that become encrusted during their service life or, depending on the temperature, cover it with brittle, frozen layers. pre-condition for the applicability of the invention is that the applied layers only very join in small movements without breaking, and move away from the actual heat exchanger surface to solve. Products of this type are, for example, frozen layers of ice, certain Salts and crystals, or compounds, that are at the given temperatures harden the exchanger surface. So it is generally a question of cooling surfaces.

Es ist bekannt, Wärmetauscherflächen, die durch Inkrustationen in ihrer Benutzbarkeit eingeschränkt werden von Zeit zu Zeit zu reinigen. Dieser Reinigungsvorgang geschieht im einfachsten Falle durch Bürsten oder Abschaben von Hand. Andere Wärmetauscherflächen, etwa walzenartige Körper, werden häufig dadurch gereinigt, daß man anhaftende Schichten mit Schabern, Messern, Kratzern oder dergl. säubert. Bei Flugzeugen kennt man an solchen Punkten, die der Vereisungsgefahr besonders unterliegen, die Aufbringung von aus Elastomuren gebildete Flächen, etwa Gummi oder Perbunanüberzüge, die durch PreS-luft aufgeblasen werden können und hierbei sich bildendes Eis abstoßen.It is known that heat exchanger surfaces, which are caused by incrustations in their usability will be restricted from time to time to clean them. This cleaning process In the simplest case, this is done by brushing or scraping by hand. Other heat exchanger surfaces, roller-like bodies, for example, are often cleaned by removing adhering layers cleans with scrapers, knives, scratches or the like. With airplanes one knows those points that are particularly subject to the risk of freezing, the application of surfaces formed from Elastomur, such as rubber or Perbunan coatings, which through PreS air can be inflated and thereby repel ice that forms.

Diese letztere Methode ist für Wärmeaustauschvorgänge ungeeignet, da die nicht metallischen deformierbaren Flächen wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeitswerte als wärmetauschende Flächen aus scheiden. Den Verfahren mit mech nischen Kratzern oder Schabern haftet der Nachteil an, daß sie innerhalb einer Apparatur eine Vielzahl von mechanischen Betätigungselementen erfordern. Innerhalb geschlossener Druck- oder Vakuumräume bereiten außerdem die Durchführungen zu diesen mechanischen Reinigungselementen konstruktive Schwierigkeiten oder sie verlangen verhältnisMBig hohe Wartungskosten.This latter method is unsuitable for heat exchange processes, because the non-metallic deformable surfaces because of the poor thermal conductivity values as heat-exchanging surfaces. The process with mechanical scratches or scrapers have the disadvantage that they can do a large number of them within one apparatus of mechanical actuators. Inside closed pressure or vacuum spaces also prepare the feedthroughs for these mechanical cleaning elements constructive difficulties or they require relatively high maintenance costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, die wärmetauschenden Flächen einerseits so auszubilden, daB sie für den Verfahrensdruck hinreichend fest sind, andererseits aber durch mechanische, pneumatische oder hydraulische Beeinflussung innerhalb ihrer Elastizitätsgrenzen bewegt werden konnen und durch Relativbewegung der wärmetauschenden Fläche gegenGber der anhaftenden sprdden Schicht letztere zum Abplatzen bringen. Hierbei ist es nicht notwendig, Temperaturveränderungen an der wärmetauschenden Schicht vorzunehmen, wie es beispielsweise dann geschieht, wenn man durch Abtauen etwa anhaftende Eisschichten von einer Eiskondensatorfläche entfernt. Es wird vie#lmehr das anfallende stückige Produkt einfach abgestoßen und gegebenenfalls in nachgeschalteten Vorlagen als stückiges Produkt aufgefangen. Ein Vorteil der Erfindung besteht weiterhin darin, bei etwa sich ansammelden Eis- oder Kristallisationsschichten, deren Dicke zu limitieren, indem man die entsprschenden Reinigungsintervalle zeitlich entsprechend anordnet. Dieses führt sowohl zu einer besseren Verfahrenskontinuierung als auch zu einer besseren Ausnutzung der Wärmetauscherflächen, da die Isolationswirkung der aufgebrachten Schichten entfällt und damit die Gesamtleistung der Wärmetauscher gesteigert wird. Die geo etrische Anordnung solcher Wärmetauscherflächen ist einerseits verfahrensabhängig und aus der Eigenart des Wärmetauschproblems zu entwickeln, andererseits von Festigkeitsfragen bestimmt. Für Systeme mit höherem Innen- oder Außendruck bzw. mit gröberen Druckdifferenzen zwischen der einen und der anderen Seite der wärmetauschenden Fläche empfehlen sich im allgemeinen rohrartige Teile z.B. Spiralschläuche, FZaltenbälge oder dergl.. Selbstverständlich kdnnen euch andere Flächen angeordnet werden, sogar ebene Flächen mit etwa parallel verlaufenden Sicken, vorausgesetzt, daß die Druckverhältnisse dieses zulassen.The present invention is based on the idea, the heat-exchanging Surfaces on the one hand to be designed in such a way that they are sufficiently strong for the process pressure, on the other hand, however, through mechanical, pneumatic or hydraulic influences can be moved within their elastic limits and by relative movement the heat-exchanging surface compared to the adhering brittle layer, the latter to the Bring chipping. It is not necessary to change the temperature on the make heat-exchanging layer, as it happens, for example, when any adhering ice layers are removed from an ice condenser surface by defrosting. Rather, the resulting lumpy product is simply repelled and, if necessary caught in downstream templates as a lumpy product. An advantage of the The invention also consists in any accumulating ice or crystallization layers, to limit their thickness by timing the corresponding cleaning intervals arranges accordingly. This leads to a better continuation of the process as well as to a better utilization of the heat exchanger surfaces, since the insulation effect of the applied layers and thus the overall performance of the heat exchangers is increased. The geo etrical arrangement of such heat exchanger surfaces is on the one hand process-dependent and to develop from the nature of the heat exchange problem, on the other hand determined by questions of strength. For systems with higher internal or external pressure or with larger pressure differences between one and the other side of the heat exchangers In general, tubular parts, e.g. spiral hoses, F bellows are recommended or the like .. Of course, other surfaces can be arranged for you, even flat surfaces with roughly parallel corrugations, provided that the pressure conditions allow this.

Beispielhafte erfindungsgemäBe Anordnungen der Wärmetauscherflächen zeigen die beiden Abbildungen 1 und 2: Abbildung 1 zeigt einen Wärmeaustaucher, wie er etwa innerhalb eines Vskuumverfahrens, als Eiskondenaator benutzt wsrden könnte, mit spiralschlauchartigen Austauscherflächen.Exemplary arrangements of the heat exchanger surfaces according to the invention The two figures 1 and 2 show: Figure 1 shows a heat exchanger, as it would be used as an ice condenser within a vacuum process could, with spiral hose-like exchanger surfaces.

Abbildung 2 zeigt Wärmetauscherflächen in einem kastenartigen Gehäuse, wobei die Wärmeatuscherflächen als ebene doppelwandige Platten ausgebildet sind. Figure 2 shows heat exchanger surfaces in a box-like housing, wherein the heat exchanger surfaces are designed as flat double-walled plates.

Abbildung 1 zeigt einen Bahälter mit einem zylindrischen Teil 1, eine unten anschließenden Boden in konischer Ausfahrung 2, und einem oben aufgeflanschten gewölbten Deckel 3. An den unteren konischen Boden schließt sich eine Absperrarmatur 4 an, diu &u einer Vorlage 5 Uberleitet. Die Vorlage 5 urtilt nach unten hin das Absperrorgan 6. Die beiden Anschlußstutzen 7 und 8 dienen dem Durchstrom der im Kondensator niederzuschlagenden Dampfe. Als wärmetauschende Fläche sind die Spiralrohre 11 anzusehen. Auf diesen Flächen würden sich dann auszufrierende Dampfbestandteile niederschlagen und einfrieren. Der Wärmeabfuhr dient ein über die Stutzen 9 zugeführtes und über den Stutzen 10 abgeführtes Kältemittel. Die Einführungsstelle der Stutzen 9 zu den Spiralrohren 11 geschieht über eine Membran 12, die den Behälterinnenraum nach außen hin dicht und vakuumfest abschließt. Die erforderliche Relativbewegung zwischen aufgebrachter Schicht und Wärmetauscherfläche 11 würde beispielsweise über ein hin- und hergehendes Gestänge oder auch ein rotierendes Gestänge 13 erfolgen. Hierbei geraten die Spiralrohre in Schlingerbewegungen, die die anhaftende Eisschicht abspringen und nach unten in den konischen Teil 2 fallen lassen. Figure 1 shows a container with a cylindrical part 1, a bottom adjoining bottom in a conical extension 2, and a flanged top domed lid 3. A shut-off valve closes on the lower conical base 4 to, diu & u of a template 5 transferred. The template 5 tilts downwards the shut-off element 6. The two connecting pieces 7 and 8 are used to flow through the in the condenser to be suppressed steam. As a heat-exchanging surface the spiral tubes 11 are to be seen. These areas would then freeze out Defeat and freeze steam components. The heat dissipation serves an over refrigerant supplied to the connection piece 9 and discharged via the connection piece 10. The introduction point the nozzle 9 to the spiral tubes 11 is done via a membrane 12, which the container interior closes tightly and vacuum-tight to the outside. The required relative movement between applied layer and heat exchanger surface 11 would, for example, about a reciprocating linkage or a rotating linkage 13 take place. Here, the spiral pipes start rolling movements, the adhering ice layer Jump off and drop down into the conical part 2.

Abbildung 2 zeigt des kastenförmige Gehäuse 3 mit den beiden Anschlußstutzen 1 und 2. Der Einfachheit halber sei auch hier das Ausfrieren von Dämpfen innerhalb einer Vakuumanlage angenommen, wobei nachmals darauf hingewiesin wird, daß selbstverständlich auch unter anderen physikalischen und verfahrenemäßigen Bedingungen gearbeitet werden kann.Figure 2 shows the box-shaped housing 3 with the two connecting pieces 1 and 2. For the sake of simplicity, the vapors are also frozen out within a vacuum system, it being pointed out later that of course work can also be carried out under other physical and procedural conditions can.

Im Gehäuse sind die Wärmetauscherelemente 6 eingesetzt. Diese Elemente werden über die Anschlußstutzen 4 und 5 mit dem Kältemittel versorgt, welches die anfallende Wärme abführt. Im Schnitt A - B wird der Längsschnitt durch ein solches Element gezeigt: Das Element besteht aus einem durch zwei mit Sicken versehene Platten abgegrenzten Raum. Dieser Raum wird über die Stutzen 4 und 5 mit Kältemittel durchflossen. Auf der Außenseite bildet sich dann eine Eisschicht, da durch zum Abplatzen gebracht werden kann, daß der Innenraum dieses Elementes mit Überdruck so beaufschlagt wird, daß sich die beiden Flächen 8 und 9, die durch die Sicken 7 elastisch geworden sind, elastisch nach außen wölben und dabei die Eisschicht absprengen können.The heat exchanger elements 6 are used in the housing. These elements are supplied via the connecting pieces 4 and 5 with the refrigerant, which the dissipates accumulating heat. In section A - B, the longitudinal section is made through one of these Element shown: The element consists of a plate provided with two beads demarcated space. This space is traversed with refrigerant via the nozzles 4 and 5. A layer of ice then forms on the outside, causing it to flake off can be that the interior of this element is pressurized so that that the two surfaces 8 and 9, which have become elastic due to the beads 7, bulge elastically outwards and be able to break off the layer of ice in the process.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend ist es gleichgültig, ab die erzeugte Relativbewegung zum aufgebrachten Produkt oder Eis durch Schwingungen, pulsierend oder durch einmalige Verformung erfolgt. According to the idea of the invention, it does not matter from the generated Movement relative to the applied product or ice due to vibrations, pulsating or by one-time deformation.

Auch kann die beschriebene Methode auf Ablagerungen ausgedehnt werden, die sich auf der wärmetauschenden Fläche in Form von Granulaten, Stäuben oder dergl. bilden. The method described can also be extended to deposits, which are on the heat-exchanging surface in the form of granules, dusts or the like. form.

Claims

1. Heat exchange surface made up of surfaces that can be deformed in the elastic range consisting, for devices with accumulating on the heat exchanger surface, in general brittle substances, characterized in that these exchange surfaces in a relative movement to the deposited substance and the substance this is mechanically detached.

2. Heat exchanger surface made up of surfaces that can be deformed in the elastic range consisting, for devices with accumulating on the heat exchanger surface, in general brittle substances according to claim 1 in relative movement to the deposited substance offset, characterized in that this relative movement by external drive elements he follows.

3. Heat exchanger surface made up of surfaces that can be deformed in the elastic range consisting, for devices with accumulating on the heat exchanger surface, in general brittle substances, set in relative motion according to claim 1, thereby characterized that this relative movement by setting a one-time or pulsating pressure difference generated on the membrane-like moving exchange surfaces will.

L e r s e i t e