DE2923875A1 - Anordnung und arbeitsweise zur wirkungsgraderhoehung eines waermetauschers - Google Patents

Anordnung und arbeitsweise zur wirkungsgraderhoehung eines waermetauschers

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DE2923875A1 DE19792923875 DE2923875A DE2923875A1 DE 2923875 A1 DE2923875 A1 DE 2923875A1 DE 19792923875 DE19792923875 DE 19792923875 DE 2923875 A DE2923875 A DE 2923875A DE 2923875 A1 DE2923875 A1 DE 2923875A1
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Description

  • Anordnung und Arbeitsweise zur Wirkungsgraderhöhung
  • eines Wärmetauschers Beschreibung Die nachstehende Erfindung hat zum Gegenstand eine Anordnung und deren spezielle Arbeitsweise, teils mit der Zielsetzung eine idettoerhöhung des Wirkungsgrades eines Wärmetauschers zu ermöglichen, teils mit der Zielsetzung die Reinigung bzw. die Säuberung des Wärmetauschers zu gewährleisten, so daß der praktisch erreichbare Wirkungsgrad des Wärmetauschers einen Wert erreicht, der im wesentlichen dem theoretisch maximal erreichbaren defekt entspricht.
  • Bei der Konstruktion von Wärmetauschern sind es mehrere verschiedenartige Faktoren, die den zu erreichenden Wirkungsgrad beeinflussen, darunter die Größe und die Verformung sowie die Beschaffenheit der wärmeübertragenden Oberflächen, die Wahl des Materials das zum Einsatz kommt, die Obeflächenstruktur und die Durchlaufgeschwindigkeit im Verhältnis zu den wärmeübertragenden Oberflächen.
  • Bin Faktor, der demnach dazu beiträgt,den Wirkungsgrad eines Wärmeaustauschers zu verbessern,ist eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit der den Värmet.auscher passierenden Medien im Verhältnis zu den die Wärme übertragenden Oberflächen des Wärmetauschers. Falls Jedoch die geometrische Form des Wärmetauschers und die Mengen des Mediums, das diesen durchlaufen soll,von Anfang an konstruktionsmäßig gegeben sind, ist es in einem herkömmlichen Wärmetauscher unmöglich, die Durchlaufgeschwindigkeit zu beeinflussen, da diese in einem derartigen Fall teils von dem gegebenen Volumendurchfluß bestimmt wird und teils von der für den Durchlauf zur Verfügung stehenden Querschnittsfläche.
  • Ein weiterer Faktor, der den praktisch erreichbaren Wirkungsgrad eines Wärmetauschers stark beeinflußt, ist dessen Neigung zur Verschmutzung, Sofern demnach die die Wärme übertragenden Oberflächen innerhalb eines derartigen Wärmetauschers Ablagerungen bekommen von Material bzw. von Verunreinigungen, die mit dem den Wärmetauscher durchfließenden Medium gefolgt sind oder sobald eine chemische Ausscheidung aus diesem Medium erfolgt,hat dies wiederum zur Folge, daß diese Ablagerung einen gewissen Isoliereffekt hat, der den Wirkungsgrad des Wärmetauschers markant herabsetzen kann. Wärmetauscher herkömmlicher Bauart können oftmals nur mit Schwierigkeit gesäubert werden und dies bedeutet, daß der praktisch erreichbare Wirkungsgrad eines solchen Wärmetauschers vielfach weitaus geringer ist als der andernfalls theoretisch mögliche Wirkungsgrad.
  • liel Sinn der nachstehenden Erfindung ist,eine Arbeitsweise zu ermöglichen und damit einen Effekt zu erzielen,wie er eingangs bereits genannt ist, wobei die Erfindung in denkbar höchstem Grad das oben genannte Problem, wie es bei bisher bekannten Wärmetauschern auftritt, eliminiert.
  • Dies wird entsprechend der Erfindung dadurch erreicht, daß unter zweckmäßigem Druck ein komprimierbares Fluidum dem Medium beigegeben wird, das den Wärmetauscher durchläuft, daß es der dadurch zustande gekommenen Mischung möglich ist zu expandieren, wodurch die Durchlaufgeschwindigkeit dieser Mischung zumindest in einem Teil des Wärmetauschers gesteigert wird. Dies hat zur Folge teils eine Verbesserung der Wärmeübertragung, teils aber auch eine Säuberung der Oberflächen und damit eine weitere Steigerung des Wirkungsgrades.
  • Sobald es sich bei dem den Wärmetauscher durchfließenden wärmeabgebenden Fluidum um eine Flüssigkeit handelt,die beispielsweise in der Hauptsache aus Wasser besteht, gilt im Sinne der Erfindung zweckmäßigerweise, daß die Flüssigkeit unter Druck gehalten wird, daß dieser unter Druck stehenden Flüssigkeit das komprimierbare Fluidum beigegeben wird, das alsdann durch Expansion von einem höheren Druck sich dem Druck dieser Flüssigkeit anpaßt, und daß hierdurch eine Steigerung der Durchlaufgeschwindigkeit erreicht wird. Bei der Vereinigung der Flüssigkeit mit dem komprimierbaren Fluidum wird diese Mischung ebenfalls auf eine höhere Geschwindigkeit gebracht. Als nähere Erläuterung für dieses Beispiel kann gelten, daß es sich bei diesem komprimierbaren Fluidum gegebenenfalls um Dampf handeln kann.
  • Durch die zusätzliche Wärme des Dampfes wird naturgemäß die Gesamttemperatur erhöht, wie auch während des Verlaufes der Kondensation eine weiterhin verbesserte Wärmeübertragung auftritt. Entsprechend einer anderen Alternative kann dem Fluidum auch Druckluft beigegeben werden und der Druck der Mischung wird reduziert, so daß zumindest in einem Teiles Wärmeaustauschers eine Ausdehnung auftritt.
  • Die Erfindung hat überdies den Zweck, eine Anordnung zu schaffen, die es ermöglicht, die eingangs geschilderte Arbeitsweise durchzuführen. Dieser Zweck im Sinne der Erfindung wird erreicht, sofern die Anordnung, die ihrerseits einen Durchlaufraum für ein wärmeabgebendes Fluidum umfaßt, wobei dieser Durchlaufraum zumindest teilweise von wärmeübertragenden Flächen abgegrenzt ist, in ihrer Konstruktion und ihrem Aufbau dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Mischorgan in der Durchlaufrichtung und vor dem Durchlaufraum angeordnet ist, daß dieses Mischorgan einen Zufluß für das wärmeabgebende Fluidum und einen Zufluß für das komprimierbare Fluidum aufweist, und daß fernerhin dieses Mischorgan über ein Druckreduzierorgan eine Durchlaufverbindung mit dem Durchlaufraum hat.
  • In einer zweckentsprechenden Ausführungsform der Anordnung gilt im Sinne der Erfindung, daß das i;ischorgan in etwa die Form einer Vorkammer am Zuflußteil des Durchlaufraumes aufweist, wobei diese Vorkammer unter Druck gesetzt werden kann, daß das Druckreduzierorgan eine zumindest mit einer öffnung versehenen Trennwand zwischen der Vorkammer und dem Durclffaufraum aufweist, wobei die Öffnung in dieser Trennwand im Verhältnis zu der Querschnittsfläche des Durchlaufraumes klein sein sollte.
  • Entsprechend der Erfindung gilt zweclXmäßigerweise weiterhin, daß das Zufluß organ für das komprimierbare Fluidum zur Vorkammer einen sich in diese Vorkammer erstreckenden, in der Hauptsache geschlossenen gesonderten Raum umfaßt, der set er seits eine Verbindung mit einem Zufluß organ des unter Druck stehenden komprimierbaren Fluidums aufweist und daß dessen Trennwand in der Vorkammer mit einer Anzahl kleinerer Oeffnungen versehen ist.
  • Unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen soll die Erfindung nunmehr eingehender beschrieben werden. Auf diesen Zeichnungen zeigt die Figur 1 grob schematisch das prinzipielle Aussehen der Anordnung für die Durchführung und Ermöglichung der Arbeitsweise entsprechend der Erfindung. Figur 2 zeigt ein Beispiel, wie der Temperaturverlauf der Nedien, die den Wärmetauscher durchlaufen, aussehen kann. Figur 3 zeigt ein praktisches und vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Wärmetauschers der derart konstruiert und geformt ist, daß er der Arbeitsweise im Sinne der aktuellen Erfindung entspricht.
  • Figur 1 zeigt in vereinfachter Form eine Anordnung für die praktische Auswertung der Erfindung. Diese Anordnung umfaßt eine äußere Verschalung 1, in der die Wärmeübertragungsflächen 2 des Wärmetauschers angebracht sind. Im vorliegenden Fall können diese Flächen beispielsweise in Form eines spralförmigen Rohres angeordnet sein. Die in der Figur 1 schematisch gezeigten Flächen 2 für die Wärmeübertragung können im praktischen Gebrauch jede, im Zusammehang mit Wärmetauschern herkömmliche Ausführung zeigen, und zweckmäßigeneise können sie zum größten Teil den Raum füllen, der von der äußeren Verschalung 1 begrenzt wird und in der überdies eine Trennwand 3 angeordnet ist. Dies bedeutet, daß der von der äußeren Verschalung 1 und dieser Trennwand 3 umfaßte Teil der Anordnung den eigentlichen Wärmetauscher bildet. Die in der Figur 1 gezeigte Ausführung weist einen Einlaß A für die Zufuhr des wärmeabgebenden Mediums sowie einen Auslaß B auf, durch den das Medium die Anordnung wieder verläßt. Weiterhin zeigt die Ausführungsform einen Einlaß C für die Zufuhr des Mediums, das erwärmt werden soll sowie einen Auslaß D, durch den das Medium die Anordnung unter erhöhten Temperaturverhältnissen verläßt. Weiterhin befindet sich hier ein Einlaß , durch den die Zufuhr des komprimierbaren Fluidums erfolgt. Das wärmeabgebende Fluidum sollte in der Regel aus einer Flüssigkeit bestehen, deren hauptsächlicher Bestandteil Wasser ist.
  • An der linken Seite der Ausführung gemäß Figur 1 befindet sich eine Vorkammer 9, die von der Trennwand 3 und von einem Teil der äußeren Verschalung 1 abgegrenzt wird. Der Einlaß A für die Zufuhr des wärmeabgebenden Fluidums mündet in diese Vorkammer 9. Auch der Einlaß E für die Zufuhr des Fluidums mit geringerer Dichte als das wärmeabgebende Fluidum mündet in diese Vorkammer. Die Einlaßvorrichtung für dieses Fluidum ist verbunden mit einer in der Vorkammer 9 vorgesehenen Injektoranordnung 10, die an einem konkreten Ausführungsbeispiel die Form eines an einem Ende verschlossenen Rohres aufweisen kann, wobei jedoch die Mantelfläche dieses Rohres eine Anzahl kleinerer Öffnungen aufweisen kann. Des weiteren ist die Trennwand 3, die die Vorkammer 9 von dem eigentlichen Wärmetauscher trennt, mit einer Anzahl Öffnungen 11 versehen, deren Anzahl und Größe genauestens abgestimmt sind.
  • Um die Arbeitsweise im Sinne der vorliegenden Erfindung gewährleisten zu können arbeitet die oben beschriebene Anordnung folgendermaßen: Das die Wärme abgebende Medium, wobei es sich beispielsweise um Wasser handeln kann, wird bei einer Temperatur T5 (siehe Figur 2 A) über die Zuflußvorrichtung A zur Vorkammer geleitet, die in ihrem gesamten Innenausmaß gefüllt wird und die unter einem gewissen Überdruck gehalten wird. In einem praktischen Betriebsfall kann diese Temperatur T5 beispielsweise 900 ausmachen. Über den Einlaß B und über die Injektoranordnung 10 wird der Dampf unter einem Druck, der die in der Vorkammer 9 herrschenden Druckverhältnisse übersteigt, hinzuefügt und demzufolge weist dieser die Temperatur T6 auf, die ihrerseits weitaus höher ist als die, die für das in der Vorkammer befindliche wärmeabgebende Fluidum gilt. Dies bedeutet, daß die Temperatur des Fluidums in der Vorkammer durch die Energiezufuhr steigt, die wiederum eine Folge der Dampf zufuhr in das Fluidum ist. Andererseits Jedoch verringert sich der Dampfdruck aufgrund der Expansion durch die Öffnungen 11 so daß ein geringerer Sättigungsdruck, entsprechend einer Temperatur T4 die Folge ist. Die Mischung Dampf/Wasser bei dieser Temperatur T4 leitet Wärme in den Wärmetauscher ab, wodurch der Dampf kondensiert wird, und gleichzeitig verursacht der Druckabfall durch den Wärmetauscher eine Verringerung sowohl des Sättigungsdruckes als auch der Sättigungstemperatur. Sobald der Dampf in seiner Gesamtheit kondensiert ist sinkt die Temperatur der Flüssigkeit linear auf die Endtemperatur T3.
  • Eine erhöhte Zufuhr von Dampf bedeutet, daß die Durchschnittsdichte des durch den Wärmetauscher strömenden Fluidums verringert wird, was wiederum zur Folge hat, daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Fluidums an den die Wärme übertragenden Flächen 2 erhöht wird. Dies andererseits beinhaltet, daß die Wärmeübergangszahl erhöht wird, da für diese k im Verhältnis zu v gilt, wobei k die Wärmeübergangszahl darstellt, v die Durcblaufgeschwindigkeit und« eine Zahl, die in vielerlei Zusammenhang den Wert 0,7 darstellen kann Über die bereits erwähnte Erhöhung der Durchlaufgeschvindigkeit hinaus an den die Wärme übertragenden Flächen 2 im Wärmetauscher vorbei wird durch die beschriebene Anordnung eine genaue Regulierung der Ausgangstemperatur bei D ermöglicht. Dies wird erreicht durch eine Regulierung der bei E zugeführten Dampfmenge. Weiterhin ergibt sich eine äußerst effektive und vorteilhafte Möglichkeit der Reinigung des eigentlichen Wärmetauschers während des Betriebes, nämlich durch die sehr hohen Durchlaufgeschwindigkeiten im Wärmetauscher, wobei diese hohen Durchlaufgeschwindigkeiten dadurch erreicht werden, daß der Zufluß des Fluidums über die Zuflußanordnung E in zweckmäßiger Menge erfolgt. Abgesehen von dem rein mechanischen Säuberungs- bzw. Reinigungseffekt, der eine Folge der hohen Durchlaufgeschwindigkeiten im Wärmetauscher ist, bietet sich auch die l'glicbkeit, die Oberflächentemperatur an den die Wärme überführenden Flächen 2 im Wärmetauscher zu erhöhen und insbesondere an den Flächenteilen, die der Trennwand 3 am nächsten liegen. Diese Möglichkeit der Erhöhung der Temperatur ist von größter Bedeutung, da gerade an diesen Teilen der die Wärme überführenden Flächen oftmals größere Mengen von Verunreinigungen und Fremdkörpern abgesetzt werden, die dem die Wärme abgebenden Fluidum bei dem Zufluß folgen. Bei einer Erhöhung der Oberflächentemperatur können sich diese Verunreinigungen wieder lösen und somit können sie aus dem Wärmetauscher wieder hinausgeführt werden.
  • Entsprechend der Erfindung ist es möglich, die beschriebene Anordnung auf verschiedenartige Weise arbeiten zu lassen.
  • Eine Arbeitsweise besteht darin, daß die Zufuhr des Dampfes ununterbrochen erfolgt, und dies entspricht einer ununterbrochenen Entspannung des Fluidums im Wärmetauscher und einer daraus folgenden Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit durch denselben. Derartige Betriebsverhältnisse ergeben in erster Linie eine .2erhöhung der 5.JärmeübergaLigszahl durch die erhöhte Durchlaufgeschwindigkeit, gleichzeitig aber bietet sich hierbei, wie bereits erwähnt, die lXiöglichlmeit die vom Wärmetauscher ausgehende Temperatur zu regulieren. Gemäß der zweiten Arbeitsweise kann die Dampfzufuhr stoßartig und mit kürzeren oder langeren Intervallen erfolgen. Bei stoßartiger Dampfzufuhr wird jeweils eine derartige Menge Dampf eingelassen, daß eine Entleerung der Vorkammer und damit der darin befindlichen Flüssigkeit erfolgt. Dies hat anfangs zur Folge, daß die in der Vorkammer befindliche blüssigkeitsmenge sehr schnell herausgetrieben wird, diese Flüssigkeitsmenge wird durch den Wärmetauscher getrieben, wonach reiner Dampf durch diesen rretrieben wird. Diese Arbeitsweise hat in erster Linie den Zweck, die Reinigung des Wärmetauschers zu ermöglichen. Bei pulsierender Dampfzufuhr, wenn mit anderen Worten die Dampf zufuhr in Intervallen erfolgt, bezweckt man teils eine Erhöhung des Wärmeausgleichswertes und teils eine Verschmutzung des Wärmeaustauschers zu vermeiden. Bei pulsierender Dampf zufuhr kann beispielsweise jeder Intervall etwa die gleiche Länge haben wie die Durchlaufzeit des Wassers durch den Wärmetauscher in Anspruch nimmt.
  • Im Sinne der Erfindung ist es ebenfalls möglich statt Dampf andere komprimierbare Fluiden zu verwenden. In einem praktischen Fall kann sich beispielsweise Druckluft als zweckmäßig erweisen und hierbei wird die Druckluft auf die gleiche Art und Weise wie der Dampf durch den Einlaß E eingeblasen.
  • Bei der Verwendung von Druckluft erfolgt in der Vorkammer 9 keine Erhöhung der Temperatur und demzufolge erfolgt auch kein Kochen im Wärmetauscher, sofern nicht die Temperatur des über die Zufuhrvorrichtung A einströmenden Fluidums über dem Kochpunkt liegen sollte,unter Berücksichtigung des im Wärmetauschers herrschenden Drucks. In normalen Fällen erreicht man jedoch durch die Expansion der Druckluft bei einer Reduzierung des Druckes an den Öffnungen 11 trotzdem eine starke .linderung der Durchschnittsdichte des Mediums,das den Wärmetauscher durchfließt, wodurch eine Erhöhung der DurchlaufGeschwindigkeit erfolgt. Der Temperaturverlauf geht aus der Figur 2B hervor.
  • Bei der Verwendung von Druckluft kann wie bei der Verwendung von Dampf verfahren werden, d. h. die Druckluft kann ununterbrochen zugeführt werden, wobei man ebenfalls eine Lrnöhung der Durcinnaufgeschwindigkeit durch den Wärmetauscher bezweckt. Auch die Druckluft kann stoßweise oder pulsierend zugeführt werden, jedoch erreicht man bei stoßweiser Zufuhr von Druckluft lediglich eine Reinigung des Wärmetauschers.
  • Bei pulsierender Zufuhr von Druckluft bezweckt und erreicht man teils eine Reinigung des Wärmetauschers im Betrieb und teils eine Erhöhung der Wärmeübergangszahl.
  • Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsform im Sinne der Erfindung, wobei diese Ausführungsform eine Reihe praktischer Vorteile aufweist. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Vorkammer 9 wie ein vertikales zentrales Rohr verformt, wobei dessen Mantelfläche 3 der anfangs beschriebenen Trennwand 3 entspricht.
  • Um diese Vorkammer 9 sind eine Reihe von Spiralen aus Rippenrohr angeordnet, übereinander gestapelt und voneinander getrennt mit Hilfe von abschirmenden Trennwänden 14. Die inneren Enden sämtlicher Spiralen sind an ein vertikales Ablaufrohr 12 angeschlossen, dessen Ilundung dem Auslauf D in der Ausführung des Wärmetauschers entspricht. Die äußeren Enden der Spiralen sind auf ähnliche Weise an ein vertikales Zuflußrohr 13 angeschlossen, und demzufolge entspricht die Mündung dieses Zuflußrohres dem Zufluß C des Wärmetauschers gemäß der vorher beschriebenen Anordnung. Die abschirmenden Trennwände 14 liegen dicht auf dem äußeren Mantel der Vorkammer 9 und sind vertikal in einem derartigen Abstand voneinander angeordnet, daß die Rippenrohre zwischen diesen Trennwänden genau Platz finden. Durch diese Anordnung werden radiale Durchlaufpassagen um die Rippenrohre gebildet und zwar von der Wand der Vorkammer radial nach außen zum äußeren Umkreis des Wärmetauschers. Hierbei weisen die Pfeile B auf den Abfluß des wärmeabgebenden Fluidums des Wärmetauschers.
  • Wie auch bei der Anordnung gemäß Figur 1 ist die Manteloberfläche auf ähnliche Art mit einer Reihe von Öffnungen 11 versehen, die mengen- wie auch größenmäßig genau angepaßt sind.
  • Gemäß einer alternativen Ausführung kann die Anzahl dieser Öffnungen 11 wie auch eventuell deren Größe entsprechend den Werten reguliert werden, die als zweckmäßig angesehen werden können,im Hinblick auf den jeweiligen Zufluß des Fluidums durch den Zulauf A. Im Inneren der Vorkammer 9 ist, ähnlich mit dem was bei der Anordnung gemäß Figur 1 der Fall ist, eine Inåektoranordnung 10 angeordnet, die in dieser Ausführungsform am zweckmäßigsten derart verformt ist, daß ein Rohr an einem Ende gänzlich verschlossen ist und daß die Iianteloberfläche auf ihrem Umkreis eine große Anzahl kleinerer Öffnungen aufweist. Das nicht verschlossene Ende dieses Rohres entspricht in diesem Fal' dem Zufluß E für beispielsweise die Dampfzufuhr.
  • Die in Figur 3 gezeigte Anordnung arbeitet im Prinzip auf die gleiche Art und Weise wie die Anordnung gemäß Figur 1.
  • Demnach ist es möglich, über die Zuflußvorrichtung E ununterbrochen sowohl Dampf als auch Druckluft einzulassen. Es ist ebenfalls möglich diese Zufuhr stoßweise oder pulsierend erfolgen zu lassen, wobei man in gleichem Ausmaß die bereits geschilderten Vorteile gewinnt. Weiterhin ist es möglich, die Durchlaufrichtung durch die aus Rippenrohr hergestellten Spiralen zu wenden, wobei die Richtungshinweise entsprechend den Pfeilen C und D gewendet werden. Dies ergibt eine Anderung der Arbeitsweise des Wärmetauschers von Gegenstrom auf Durchlauf in entgegengesetzter Richtung.
  • Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung. Diese Anordnung umfaßt eine äußere Verschalung 1, in deren Mitte ein Pfeiler angeordnet ist, um den parallelgekuppelte Spiralen aus Rohr laufen, die gegebenenfalls aus Rippenrohren 2 bestehen können. Diese Rohrspiralen 2 sind beim Pfeil C am oberen Teil der äußeren Verschalung 1 an ein Zuflußrohr angeschlossen und beim Pfeil D, am unteren Ende der äußeren Verschalung, an ein Abflußrohr. Die äußere Verschalung 1 weist weiterhin einen Zufluß A für das wärmeabgebende Fluidum auf sowie einen peripherischen Abfluß für dieses Fluidum am unteren Ende. Ein oberer Teil der äußeren Verschalung 1 ist mit EIilfe einer Scheidewand 3 von dem Teil der äußeren Verschalung 1, an dem die Rohre 2 liegen, getrennt. Die Scheide- bzv. Trennwand 3 ist auch hier mit Öffnungen 11 versehen, wie es auch bei den Trennwänden 3 in den Figuren 1 und 3 der Fall war. Somit begrenzt diese Trennwand gemeinsam mit dem oberen Teil der äußeren Verschalung die Vorkammer 9 der Anordnung. Der Zufluß E ist im Inneren der Vorkammer 9 mit einer Injektoranordnung 10 verbunden, die beispielsweise aus einem an einem Ende verschlossenen Rohr bestehen kann, dessen Manteloberfläche auf dem Umkreis perforiert und mithin mit einer Reihe von Öffnungen versehen ist.
  • Die Anordnung gemäß Figur 4 kann auf die gleiche Art und Weise arbeiten wie die Anordnungen gemäß Figur 1 und Figur 3.
  • Mithin ist es möglich, über die Zufuhr E sowohl Dampf als auch Druckluft einzulassen, teils in ununterbrochener Arbeitsweise, teils stoßweiseoder pulsierend Diese Betriebsalternativen ergeben die gleichen Vorteile wie- bereits beschrieben.
  • In einer alternativen Ausführung brauchen die Vorkammer und die darin vorgesehene Injektoranordnung nicht an der Eintritts öffnung des eigentlichen Wärmetauschers angebracht zu sein. Es ist demnach möglich, einen Wärmetauscher in mehrere Sektionen aufzugliedern, durch die der Druckabfall stufenweise erfolgt und wo in den einzelnen Sektionen Vorkammern für den einlaß von beispielsweise Dampf angeordnet sind. Alternativ kann auch eine oberhalb liegende Sektion die Vorkarnmer für die darunter liegenden Sektionen bilden.
  • Es kann ein Vorteil sein, wenn die Rohre 2 mit Flanschen 15 gemäß der Figur 3 versehen sind. Selbst wenn das korlprimierbare Fluidum nur in der Lage ist die Zwischenräume zwischen den Rohren sauber zu halten, so daß die Pflöcke 16 übrigbleiben, werden ein großer Teil der Flansche oz. der Bördel von dem durchlauf enden wärmeabgebenden Fluidum berührt.

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Verbesserung des Wirkungsgrades in einem Wärmetauscher, durch den ein wärmeabgebendes Fluidum geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein komprimierbares Fluidum unter Druck dem wärmeabgebenden Fluidum beigegeben wird, daß die dadurch zustande gekommene Mischung durch eine Erhöhung des Volumens eine höhere Durchlaufgeschwindigkeit zumindest in einem Teil des Wärmetauschers erreicht, wodurch der Wärmeausgleich selbst verbessert und der Wärmetauscher während des Betriebes gesäubert wird.
  2. 2. Verfahren nach .4anspruch 1, bei dem das wärmeabgebende Piluidui.' eine Flüssigkeit ist, die beispielsweise in der Hauptsache aus Wasser besteht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Flüssigkeit unter Druck gehalten wird, daß dieser unter Druck stehenden Flüssigkeit Dampf hinzugeführt wird, daß der Druck der Ilischung reduziert wird, so daß das Kochen und die Expansion zumindest in einem Teil des Wärmetauschers auftritt und daß ein gewisser Dampfgehalt in zumindest einem Teil des Wärmetauschers beibehalten wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Fluidum in der Hauptsache aus Wasser besteht, dadurch gekennzeichnet, daß diese Flüssigkeit unter Druck gehalten wird, daß dieser unter Druck stehenden Flüssigkeit Druckluft hinzugefügt wird, und daß der Druck dieser Mischung reduziert wird, so daß die Expansion in zumindest einem Teil des Wärmetauschers auftritt.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf oder die Druckluft ununterbrochen hinzugefügt werden.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf oder die Druckluft stoßweise oder pulsierend hinzugefügt werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf und die Druckluft gleichzeitig hinzugefügt werden.
  7. 7. Anordnung für die Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einschließend einen Durchlaufraum für ein wärmeabgebendes Fluidum, wobei dieser Durchlaufraum zumindest teilweise abgegrenzt ist durch die Wärme übertragende Flächen (2), dadurch gekennzeichnet, daß ein Iiischorgan (9) in dem Durchlaufraum oder in der Durchlaufrichtung vor diesem angeordnet ist, daß dieses Mischorgan einen Zufluß A für das wärmeabgebende Fluidum und einen Zufluß B für das komprimierbare Fluidum aufweist und daß das Mischorgan über ein Druckreduzierorgan (3,11) eine Durchlaufverbindung mit dem Durchlaufraum hat.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischorgan die Form einer Kammer (9) aufweist, die unter Druck gesetzt werden kann und die am Zufluß ende des Durchlaufraumes liegt, daß das Druckreduzierorgan zwischen der Vorkammer und dem Durchlaufraum eine mit zumindest einer Öffnung (11) versehene Trennwand (3) aufweist, wobei diese Öffnung im Verhältnis zur Querschnittsfläche des Durchlaufraumes einen geringen Querschnitt hat.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zufluß E für das komprimierbare Fluidum zur Vorkammer einen in der Hauptsache geschlossenen Raum (10) aufweist, der sich in die Vorkammer erstreckt, wobei dieser Raum eine Verbindung hat mit einer Quelle für das unter Druck stehende komprimierbare Fluidum, und wobei die Trennwand dieses Raumes in der Vorkammer (9) mit einer Anzahl kleinerer Öffnungen versehen ist.
  10. 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischorgan (9) zentral angeordnet und umgeben von dem Druckreduzierorgan (3,11) und dem Durchlaufraum (2,14) ist.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckreduzierorgan die Form eines perforierten, im wesentlichen zylindrischen Gehäuses (3) aufweist, wobei die die Wärme übertragenden Flächen (2) die Form ebener, eventuell mit Bördeln versehener Rohrspiralen aufweisen, die koaxial um das Gehäuse angeordnet sind und gleichzeitig voneinander getrennt durch Trennwände (14), deren Aufgabe es ist, axiale Strömungen zu verhindern.
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