DE2927671A1

DE2927671A1 - Heat-exchanger deposit-prevention equipment - comprises ultrasonic emitter causing walls to vibrate

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

Abstract

The equipment prevents the formation of deposits in heat exchangers, and comprises an ultrasonic emitter (7) on the heat exchanger itself (3) or the pipes (2,6) leading to it, generating vibration in the exchanger and pipe walls. The emitter can be in the forms of a steam-gas-, or fluid-operated whistle, typically mounted in a heat exchanger through which engine exhaust gases flow. The exchanger can have a bottom hatch which can be opened to remove deposits shaken free, there is also a filter to collect the deposits.

Description

Einrichtung zum Verhindern von Anblagerungen im WärmetauschernDevice to prevent deposits in the heat exchanger

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.The invention relates to a device for preventing Deposits in heat exchangers. The invention can be applied to any heat exchanger Apply kind, which of gaseous, vaporous or liquid heat exchange media are flowed through, the respective different heat exchange medium spaces preferably by partition walls, such as pipeline walls, rib walls or the like, from one another are separated.

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.P; in the application example there are heat exchangers which are installed in the flue gas duct of internal combustion engines and which are at risk of soot deposits are exposed to the heat transfer to the heat exchange medium of the waste heat Interfere with the useful cycle. Removal of the deposit by rinsing with a cleaning liquid makes it necessary to shut down the system concerned and is cumbersome and expensive.

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.The object of the invention is therefore to be achieved, a device to prevent deposits in heat exchangers in such a way that such Deposits already formed during operation essentially: eiiude-i't verden.

Dieses Ziel soll liegt geringem Unterhaltungsaufwand und geringen anlagekosten erreicht werden.This goal is said to be low maintenance and low investment costs can be achieved.

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.The stated object is achieved according to the invention by an im or arranged on the heat exchanger or in or on one of its heat exchange medium feed lines Ultrasonic source for stimulating the heat exchanger partitions and the heat exchanger housing walls.

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.It turns out that one with little effort in or on the heat exchanger causes installable ultrasonic source. that. deposits on the excited heat exchanger parts can be shaken off constantly during operation, as it were.

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.It is coated with glue, stone deposits from measuring organs due to ultrasound excitation to shake off, but so far one has apparently the elimination or prevention of Deposits on exchangers due to ultrasonic excitation were not considered possible A particularly simple arrangement results if according to a preferred embodiment the ultrasound source is arranged in one of the heat exchange medium supply lines and operated with at least one partial flow of the relevant heat exchange medium Is ultrasonic, liquid or gas or vapor pipe assembly. Preferred dimensions the ultrasonic source, designed as a gas or steam pipe arrangement, lies in the exhaust gas feed line of a heat exchanger, which is located in the exhaust gas duct of an internal combustion engine and makes the residual heat usable.

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.The heat exchanger housing of the with a gaseous or vaporous Heat exchanger operated heat exchanger can have a lower, closable opening for draining or removing debris from the heat exchanger partitions has been shaken off.

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.In the case of the heat exchanger, @ circles around a in the exhaust gas duct of an internal combustion engine If the unit is lying down, a filter is expediently connected downstream of the heat exchanger, which deposit material shaken off and carried along by the combustion gases ruled out.

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. Examples of guidance are given below with reference to the attached schematic drawing. The figures show: FIG. 1 a sketch a power plant with an internal combustion engine and one in its exhaust duct lying heat exchanger and FIG. 2 shows an embodiment that is modified from FIG. 1 the heat exchanger arrangement.

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.Figure 1 shows a diesel engine 1, the exhaust gases via an exhaust gas feed line 2 are introduced into a heat exchanger 3 to the contained in the exhaust gases To be able to recover grate heat in a useful heat exchange medium circuit 4. Above Finally, the exhaust gas from the diesel engine 1 flows through an outlet 5 into the open environment away. A coil is located inside the housing of the heat exchanger 3 6, which in operation as well as the heat exchanger housing walls reduce the risk of soot deposits is exposed. To avoid such soot deposits is located inside the Heat exchanger housing an ultrasonic source 7, for example in the form of a from a high frequency source 8 fed ultrasonic transducer. The suggestion of Ultrasonic source 7 takes place at such a frequency that on the one hand the human Hearing threshold is surely exceeded and on the other hand a sufficient oscillation amplitude the heat exchanger components is reached in order to be able to shake off deposits. In this way it is achieved that the heat exchanger housing walls and the heat exchanger partition walls remain free of deposits between the heat exchange media used, which the Could pre-degrade the efficiency of the heat exchanger.

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.While in the embodiment of Figure 1 one of the ultrasonic transducer 7 exciting high-frequency source is required, takes place in the embodiment according to Figure 2, the Ultras @ naklanregung the heat exchanger components by one in the Exhaust gas feed line 3 lying ultrasonic pipe arrangement @, which with a filling flow the exhaust gases of an internal combustion engine is operated. The construction of the ultrasonic whistle arrangement is not shown in its details here, as it is the single partition are known.

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.From Figure 2 it can also be seen that in the embodiment shown in the course of the outlet channel 5, a filter 10 is arranged, which due to the Operation of the ultrasonic whistle assembly 5 shaken off the heat exchanger components Soot particles are deposited.

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.The throughput of the heat exchange medium of the useful heat exchange medium circuit 4 through the coil 6 is controlled by means of a pump 11, the flow rate of the heat exchange medium, for example the water, is sufficiently large to thereby to operate a liquid ultrasonic whistle assembly 12, which is also located within the heat exchanger 3. The liquid ultrasonic whistle assembly 12, according to an embodiment not shown here, can also be used instead of the one shown in FIG Exhaust gas feed line 2 located ultrasonic pipe arrangement 9 may be provided. Even the structure of the liquid ultrasonic pipe arrangement 12 is not present here i indicated individually because the relevant specialist has the relevant knowledge owns.

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.Finally, it can be seen from Figure 2 that in the lower part of the Heat exchanger housing has a closable opening 13 through which the Deposits shaken off the heat exchanger walls are drained or emptied can be.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. Device for preventing deposits in heat exchangers, characterized by an in or on the heat exchanger (3) or in or ultrasonic source arranged on one of its heat exchange medium supply lines (2, @) (7 or 9, 12) for fusing the heat exchanger partition walls and the heat exchanger housing walls.

2. Device according to claim 1, characterized in that the ultrasonic source one arranged in one of the heat exchange medium supply lines (2, 6) and with at least one a partial flow of the relevant heat exchange medium operated ultrasonic liquid ketis- or gas or steam pipe arrangement.

3. Device according to claim 2, characterized in that the ultrasonic whistle arrangement one in the exhaust gas feed line (2) one of the exhaust gases from an internal combustion engine (1) through the heat exchanger (3) arranged ultrasonic pipe arrangement (9) is.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the heat exchanger housing has a lower edible opening (13) for draining shaken off the heat exchanger partition walls and the heat exchanger housing walls Has deposition material.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the heat exchanger filter means (10) are jiusscheiden from the heat exchanger partitions and downstream of the heat exchanger housing walls shaken off deposition material are.