DE2725045A1 - Verfahren zur reinigung eines waermetauschers - Google Patents

Description

• Verfahren zur Reinigung eines Wärmetauschers
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines Wärmetauschers für die Abgase einer Brennkraftmaschine.
• Die Kühlung der Abgase bei Brennkraftmaschinen wird z.B.
• zum Explosionsschutz beim Einsatz der Brennkraftmaschine in feuergefährlicher Umgebung angewandt. Nachteilig dabei ist, daß die vom Kühlmittel umspülten Rohre des Wärmetauschers, durch die die Abgase geführt werden, im Betrieb eine Rußschicht ansetzen, deren Stärke ständig zunimmt. Dadurch wird der Wärmeübergang verschlechtert und schließlich der Auspuffquerschnitt der Brennkraftmaschine in unzulässiger Weise gedrosselt. Deshalb ist von Zeit zu Zeit eine Reinigung der die Abgase führenden Rohre notwendig.
• Diese Reinigung ist aufwendig und erfordert in der Regel ein Abstellen der Brennkraftmaschine.
• Es ist bei Dampfmaschinen bekannt, die Heizflächen der Kessel durch den Einsatz von Dampfbläsern von dem sich ansetzenden Ruß zu reinigen. Dazu wird im Kessel erzeugter Dampf verwendet, der durch schwenkbare Düsen von Zeit zu Zeit in scharfem Strahl auf die zu reinigenden Oberflächen gerichtet wird. Bei Brennkraftmaschinen ist diese Art der Reinigung durch den fehlenden Dampf nur mit großem Aufwand darstellbar.
• Es ist außerdem ein Verfahren bekannt geworden (DAS 15 01 477)> bei dem zum Entfernen von Ablagerungen an den Innenwänden der Rohre von Wärmetauschern im Gegenstrom zu dem Gasstrom eine Stoßwelle geschickt wird. Diese Stoßwelle wird durch plötzliches Ausstoßen von Gas unter hohem Druck aus Düsen, durch Schallerzeuger, durch chemische Reaktionen oder durch Detonationen erzeugt. All diese Maßnahmen erfordern aufwendige Einrichtungen zur Erzielung der Druckstöße und Kontrolle der Prozeßabläufe, um eine Zerstörung der Rohre bzw. Wärmetauscher zu verhindern. Nachteilig ist dabei auch die verlangte Richtung der Stoßwelle entgegen dem Abgasstrom. Damit die Stoßwelle die Ablagerungen am Eingang der Abgase in den Wärmetauscher erfassen kann, muß sie entsprechend stark ausgebildet werden, um den Abgasstrom sicher zu verwinden. Dies bringt wiederum Gefahren für die Abgasrohre und unter Umständen Rückwirkungen auf die Brennkraftmaschine mit sich.
• Aufgabe der Erfindung ist die Reinigung der gekühlten Abgasrohre mit einfachen Mitteln während des Betriebes der Brennkraftmaschine.
• Diese Aufgabe wird gelöst durch eine während des Betriebes in bestimmten Intervallen durchgeführte Einspritzung von Wasser in die heißen, die Abgase führenden Rohre am Eingang der Abgase in den Wärmetauscher in Richtung des Abgasstromes.
• Bedingt durch die hohe Abgas- und Rohrleitungstemperatur verdampft das eingespritzte Wasser und erzeugt dadurch eine Druckwelle, deren Intensivität durch die Menge des eingespritzten Wassers genau dosiert werden kann. Da der Druck der Druckwelle dem Abgasdruck überlagert wird, genügt eine Druckwelle mit niedriger Druckspitze um die Ablagerungen abzulösen. Diese niedrige Druckspitze hat keinerlei feststellbare Auswirkung auf den Betrieb der Brennkraftmaschine und belastet auch die Abgasanlage selbst nur in vernachlässigbarer Weise.
• Die Richtung des Wasserstrahls braucht nicht verändert zu werden. Die Unterhaltungskosten der Reinigungsvorrichtung sind minimal und der Reinigungsvorgang kann ohne Unterbrechung des Betriebes der Brennkraftmaschine durchgeführt werden.
• Durch die Merkmale des zweiten Anspruches kann der Einspritzvorgang automatisiert werden. Damit wird die Reinigung nur dann ausgeführt, wenn die Notwendigkeit dazu besteht.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
• Ein Rohrbündel 11 eines Wärmetauschers wird von den an einem Eingang 12 zuströmenden und an einem Ausgang 13 abströmenden Abgasen durchströmt. Das Rohrbündel ist von einer an einem Eingang 14 zuströmenden und an einem Ausgang 15 abströmenden Xühlflüssigkeit umgeben.
• Von einem mit Spritzbohrungen versehenen Rohr 16 wird Wasser aus einem Druckbehälter 17 durch kurzzeitiges Öffnen eines Magnetventils 18 in die heißen, die Abgase führenden Rohre des Rohrbündels 11 in Richtung des Abgasstromes eingespritzt. Durch die an dieser Stelle vorhandene Abgastemperatur von ca. 5000 verdampft das eingespritzte Wasser und erzeugt dadurch eine Druckwelle, die die Verunreinigungen in den gekühlten Abgasrohren des Wärmetauschers ablöst und durch die anschließende Abgasleitung ins Freie befördert.
• Der Zeitpunkt der Einspritzung wird durch eine elektronische Steuerung 22 bestimmt, der als Regelgröße die Temperatur der Abgase am Ausgang des Wärmetauschers von einem Temperaturfühler 20 übermittelt wird. Damit erfolgt die Reinigung der Abgasrohre dann, wenn ein Anwachsen der Ablagerungen über ein zulässiges Maß hinaus stattgefunden hat und dadurch die Abgastemperatur am Ausgang des Wärmetauschers einen festgesetzten Wert übersteigt.
• Die die Wassermenge bestimmende Dauer der Öffnung des Magnetventils 18 wird auf einen durch Versuche ermittelten Wert eingestellt.
• Das Wasser im Druckbehälter 17 wird mit Druckluft über ein weiteres Magnetventil 19 unter Druck gesetzt. Ein Fühler 21 veranlaßt bei Absinken des Druckes infolge Wasserverbrauchs ein Nachregeln des Luftdruckes über die Steuerung 22 und das Magnetventil 19.
• L e e r s e i t e

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Reinigung eines Wärmetauschers für die Abgase einer Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch eine während des Betriebes in bestimmten Intervallen durchgeführte Einspritzung von Wasser in die heißen, die Abgase führenden Rohre am Eingang der Abgase in den Wärmetauscher in Richtung des Abgasstromes.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzvorgang gesteuert wird von der infolge der zunehmenden Verschmutzung der Rohrinnenwände ansteigenden Temperatur der Abgase nach dem Wärmetauscher.