DE202008014349U1 - Self-cleaning heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Selbstreinigender Wärmetauscher (1) bestehend üblicherweise aus einem Mantelrohr (1a), Rohrbündeln (2, 5), Rohrböden (10) und Klöpperböden für den endseitigen Abschluss sowie Öffnungen für den Medienzulauf und -abzug (3, 16), wobei sich in mittiger Lage im Innern eines insbesondere zylindrischen selbstreinigenden Wärmetauschers (1) eine Spindel (6) befindet, auf der in translatorischer Vorwärts- und Rückwärtsbewegung eine Druck- oder Kunststoffdruckscheibe (4, 7, 9 bzw. 18) angeordnet ist, dabei eine Vielzahl von Rohröffnungen (13) für die Rohre der Rohrbündel (2, 5) aufweist sowie zusätzlich eine oder mehrere Öffnungen (8, 19) zur Minimierung des Medienstaus besitzt und die Spindel (6) über einen Getriebemotor (20), der sich außerhalb des selbstreinigenden Wärmetauschers (1) befindet, angetrieben wird.Self-cleaning heat exchangers (1) usually from a jacket tube (1a), tube bundles (2, 5), tube sheets (10) and dished ends for the end Conclusion as well as openings for the Media inlet and outlet (3, 16), being in central position in the Interior of a particular cylindrical self-cleaning heat exchanger (1) a spindle (6) is located on the translational forward and regression a pressure or plastic pressure disc (4, 7, 9 and 18) arranged is, while a variety of pipe openings (13) for the pipes the tube bundle (2, 5) and additionally one or more openings (8, 19) to minimize the media jam possesses and the spindle (6) about a geared motor (20) located outside the self-cleaning heat exchanger (1) is driven.
Description
Die Erfindung betrifft einen selbstreinigenden Wärmetauscher.The The invention relates to a self-cleaning heat exchanger.
Wärmetauscher werden zur Nutzung von Restenergie in vielen Bereichen der Technik verwendet und in vorliegender Konfiguration maßgeblich zur Aufkonzentrierung von Säuren, Laugen, Salzlösungen, Elektrolyten, Alkoholen, Gärresten sowie anderen geeigneten Flüssigkeiten.heat exchangers become the use of residual energy in many areas of engineering used and in the present configuration essential for concentration of acids, Alkalis, saline solutions, Electrolytes, alcohols, digestate as well as other suitable fluids.
Es ist bekannt, dass flüssige Medien, die zur Beeinflussung technologischer/verfahrenstechnischer Prozesse mit anderen Medien zusammentreffen und/oder dabei Reaktionen ausgesetzt sind, in ihrer Ausgangskonzentration nachlassen. Sie sind dann für einen fortgesetzten Umlauf, der ein entsprechendes Endergebnis in einem Verfahren erbringen soll, nicht mehr geeignet.It is known to be liquid Media influencing technological / procedural Processes coincide with other media and / or reactions are exposed to decrease in their initial concentration. she are then for a continuous circulation, which has a corresponding final result in a method is no longer suitable.
Zu diesem Zweck müssen diese flüssigen Medien entweder ersetzt oder durch eine Wiederaufbereitung, die in einer an sich bekannten Aufkonzentrierung besteht, zum erneuten Prozessdurchlauf vorbereitet werden.To this purpose must these liquid media either replaced or by a reconditioning, in one known concentration, prepared for re-processing become.
Die Aufkonzentrierung erfolgt üblicherweise mittels Wärmetauschern.The Concentration is usually carried out by means of Heat exchangers.
Diese bestehen aus einem Behälter, in vorliegendem Fall aus Edelstahl oder aus anderen korrosionsgeschützten Legierungen, wobei in dem Behälter eine definierte Anzahl von Rohrbündeln positioniert ist, welche Heißdampf oder andere flüssige oder gasförmige Medien zum Wärmeaustausch mit dem an ihnen vorbeiströmendem flüssigen Medium, das aufkonzentriert werden soll, bringen.These consist of a container, in this case made of stainless steel or other corrosion-resistant alloys, being in the container a defined number of tube bundles is positioned, which superheated steam or other liquid or gaseous Media for heat exchange with the streaming past them liquid Bring medium to be concentrated.
Die z. B. zylinderförmigen Wärmetauscher können dabei eine liegende oder eine stehende, letztere mit einem Sockel verbundene, Position einnehmen.The z. B. cylindrical Heat exchangers can do this one lying or one standing, the latter connected to a pedestal, To take position.
Der Durchsatz des flüssigen, aufzukonzentrierenden Mediums verschlechtert sich jedoch während des Betriebs des Wärmetauschers, indem sich an seiner Wandung im Inneren, an den Rohren und / oder an seinem Boden Feststoffe absetzen, wodurch der Wärmeübergang von den Rohren des Wärmetauschers zum vorbeiströmenden flüssigen Medium, das aufkon zentriert werden soll, mit der Zeit unökonomisch abnimmt.Of the Throughput of liquid, However, to be concentrated medium deteriorates during the Operation of the heat exchanger, by being on its wall inside, on the pipes and / or settle solids at its bottom, thereby increasing the heat transfer from the pipes of the heat exchanger to the passing liquid Medium to be concentrated on, uneconomical over time decreases.
Die Folge ist, dass Stillstandszeiten derartiger Anlagen in regelmäßigen Abständen eingeplant werden müssen, damit eine grundsätzliche Reinigung des Wärmetauschers vorgenommen werden kann und gegebenenfalls die in ihm vorhandenen Rohre ausgetauscht werden können.The The consequence is that downtimes of such systems are scheduled at regular intervals have to, thus a fundamental Cleaning the heat exchanger can be made and, where appropriate, the existing pipes in it can be exchanged.
Aus der Patent- und Fachliteratur sind bisher keine Lösungen bekannt, die zur längeren, als allgemein üblichen, Nutzung eines zur Aufkonzentrierung eingesetzten Wärmetauschers beitragen.Out the patent and technical literature are so far no known solutions to the longer, as commonplace, Use of a heat exchanger used for concentration contribute.
Daher muss nach einer Lösung gesucht werden, mit der in vertretbarem Maß einer nicht generell auszuschließenden Stillstandszeit die Nutzungsdauer von Wärmetauschern, die zur Aufkonzentrierung flüssiger Medien genutzt werden, merklich verlängert wird.Therefore must look for a solution with a reasonable degree of non-excludable downtime the service life of heat exchangers, the liquid for concentration Media is used, is noticeably extended.
Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher derart weiterzubilden, dass in ihm eine Vorrichtung integriert wird, die das aufzukonzentrierende flüssige Medium in und entgegen seiner Durchsatzrichtung einer ständigen Verwirbelung unterzieht, sodass unter geringem energie- und vorrichtungstechnischem Aufwand ein Verblocken des Wärmetauschers vermieden wird und Abstellzeiten zu seiner Überholung/Reinigung in längeren Zyklen vorgesehen werden können.It Thus, the object of the invention is to develop a heat exchanger in such a way that in him a device is integrated, the aufkonzentrierende liquid Medium in and contrary to its throughput direction of a constant turbulence subjected, so under low energy and device technical Effort a blocking of the heat exchanger is avoided and shutdown times to its overhaul / cleaning in longer cycles can be provided.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe wie folgt gelöst, wobei hinsichtlich der grundlegenden erfinderischen Gedanken auf den Schutzanspruch 1 verwiesen wird.According to the invention Task solved as follows, being with regard to the fundamental inventive thought up the protection claim 1 is referenced.
Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Schutzansprüchen 2 bis 5.The Further embodiment of the invention results from the protection claims 2 to 5th
Folgende ergänzende Hinweise zur erfinderischen Lehre sind erforderlich.The following supplementary Hints for inventive teaching are required.
Der selbstreinigende Wärmetauscher besitzt in neuartiger Bauweise eine aus Kunststoff oder zu mehreren Stegen aus Metall bestehende und dem Innendurchmesser des Wärmetauschers angepasste Druckscheibe, die motorisch kontinuierlich bewegbar an der Innenwandung des Wärmetauschers und entlang der/des Rohrbündel/-s verschieblich angeordnet ist. Zur Überwindung des Strömungsdruckes des in fließender Bewegung und in einer Richtung durchge setzten flüssigen Mediums und zur Vermeidung mechanischer Verformungen besitzt die Druckscheibe eine definierte Dicke sowie eine zusätzliche größere Ausnehmung neben den Öffnungen für die Rohre eines oder mehrerer Rohrbündels/-el.Of the self-cleaning heat exchangers has a novel design one made of plastic or more Webs made of metal and the inner diameter of the heat exchanger adapted thrust washer, the motor continuously movable the inner wall of the heat exchanger and along the tube bundle / s slidably arranged. To overcome the flow pressure in flowing Movement and unidirectional liquid medium and avoidance mechanical deformations, the pressure plate has a defined Thickness as well as an additional larger recess next to the openings for the Tubes of one or more tube bundles / -el.
Die Öffnungen für die Rohre in der Druckscheibe besitzen ausserdem zylindrische Lagerungen mit definiertem Spiel, sodass ein Verkanten der Druckscheibe, die auch aus mehreren Stegen bestehen kann, praktisch ausgeschlossen ist.The openings for the Tubes in the thrust washer also have cylindrical bearings with a defined play, so that a tilting of the thrust washer, the can also consist of several webs, virtually impossible is.
Eine Vielzahl von Druckscheiben können in einem Wärmetauscher auch mehrfach hintereinander über mehrere Sektionen desselben vorhanden sein, wobei all diese Druckscheiben über eine mittig gelegene Schubstange bzw. Spindel von außen motorisch synchron bewegt werden. Entsprechend der im Innern des Wärmetauschers enthaltenen Rohre wird der Aufbau einer Druckscheibe derart vorgesehen, dass in Hintereinanderlegung mehrerer Stege und damit einer größeren Lagergleitfläche geschuldet, ein Verkanten dieser Druckscheiben nicht stattfindet.A plurality of thrust washers may be present in a heat exchanger several times in succession over several sections thereof, all of these thrust washers via a centrally located thrust rod or spindle from the outside mo be moved in sync toric. According to the tubes contained in the interior of the heat exchanger, the construction of a thrust washer is provided such that due to successive multiple webs and thus a larger Lagergleitfläche, a tilting of these pressure plates does not take place.
Die Lagergleitflächen werden durch mit einem Spiel versehene Hülsen – insbesondere aus Kunststoff bestehend – die sich in den Öffnungen für die Rohre in den Druckscheiben befinden, gebildet.The bearing liners are provided with a game sleeves - especially plastic consisting of - the in the openings for the Tubes are located in the pressure discs, formed.
Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The Invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment.
Die einzelnen Figuren zeigen:The individual figures show:
Die
in den
Der
selbstreinigende Wärmetauscher
Gemäß
Aus
Mit
Die Vorteile und Anwendungsgebiete der Erfindung können zusammenfassend darin gesehen werden:
- – höhere Einsatzbereitschaft, d. h. verlängerte Standzeit von Verdampfern/Wärmetauschern,
- – verringerter Einsatz von Reparaturmaterialien,
- – nur geringe Leistungsaufnahme des verwendeten Getriebemotors erforderlich,
- – vielfältige Anwendung in Biogasanlagen gegeben. Hier sollen Gärreste weiter entwässert und später als Dünger verwendet werden; dabei werden schnell einsetzende Verkrustungen unterbunden,
- – Vermeidung der Verwendung von Reinigungschemikalien,
- – Vermeidung von manuellen Reinigungsarbeiten.
- - higher operational readiness, ie extended service life of evaporators / heat exchangers,
- - reduced use of repair materials,
- - only low power consumption of the geared motor required,
- - Varied application in biogas plants given. Here, digestate is to be further dehydrated and later used as fertilizer; while fast onset encrustations are prevented,
- - avoiding the use of cleaning chemicals,
- - Avoid manual cleaning.
- 11
- selbstreinigender Wärmetauschersself-cleaning heat exchanger
- 1a1a
- Mantelrohrcasing pipe
- 22
- Rohrbündeltube bundle
- 33
- Medienzulaufmedia feed
- 44
- Druckscheibe (Ausgangsstellung)thrust washer (Starting position)
- 55
- Rohrbündeltube bundle
- 66
- Spindelspindle
- 77
- Druckscheibe (Mittelstellung)thrust washer (Center position)
- 88th
- Öffnung zur Minimierung des MedienstausOpening to Minimizing the media jam
- 99
- Druckscheibe (Endstellung)thrust washer (End position)
- 1010
- Rohrbodentube sheet
- 1111
- Stegweb
- 1212
- Abstandhalterspacer
- 1313
- Rohröffnungtube opening
- 1414
- KunststoffhülsePlastic sleeve
- 1515
- Stegweb
- 1616
- Mediumabzugmedium deduction
- 1717
- Aufstellgerüstinstalling stands
- 1818
- KunststoffdruckscheibePlastic thrust washer
- 1919
- Öffnung zur Minimierung des MedienstausOpening to Minimizing the media jam
- 2020
- Getriebemotor (nicht näher dargestellt)gearmotor (not closer shown)
Claims (5)
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