EP3997407A1 - Verfahren zum erhöhen der standzeit von fluiddurchströmten bauteilen - Google Patents

Verfahren zum erhöhen der standzeit von fluiddurchströmten bauteilen

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EP3997407A1
EP3997407A1 EP20753701.0A EP20753701A EP3997407A1 EP 3997407 A1 EP3997407 A1 EP 3997407A1 EP 20753701 A EP20753701 A EP 20753701A EP 3997407 A1 EP3997407 A1 EP 3997407A1
Authority
EP
European Patent Office
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coupling element
cooling channels
ultrasonic transducers
frequencies
component
Prior art date
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Pending
Application number
EP20753701.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Katharina REISS
Matthias RIEGGER
Volker Krell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MS Ultraschall Technologie GmbH
Original Assignee
MS Ultraschall Technologie GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by MS Ultraschall Technologie GmbH filed Critical MS Ultraschall Technologie GmbH
Publication of EP3997407A1 publication Critical patent/EP3997407A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
    • B08B7/02—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by distortion, beating, or vibration of the surface to be cleaned
    • B08B7/026—Using sound waves
    • B08B7/028—Using ultrasounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G7/00—Cleaning by vibration or pressure waves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0059—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for petrochemical plants

Definitions

  • the present invention relates to a method for increasing the service life of components through which fluid flows, in particular heat exchangers.
  • the object of the invention is to provide a method for increasing the service life of components through which fluid flows, which is particularly simple and at the same time highly effective.
  • This object is achieved by the features of claim 1 and in particular by the fact that at least two ultrasonic transducers are coupled to the component and operated at the same time in such a way that the frequencies of the ultrasound generated by each ultrasonic transducer differ from one another, in particular by about 100 up to 2000 Hz.
  • the invention is not limited to such an operation with slightly different excitation frequencies.
  • the method according to the invention has proven to be particularly effective for use in heat exchangers in the petrochemical sector in which, for example, oil, bitumen or gas oil flows through the heat exchanger at temperatures in the range of about 300.degree.
  • a procedure has proven to be particularly advantageous in which several ultrasonic transducers, in particular four ultrasonic transducers, are operated simultaneously and in this way that all (four) frequencies of the generated ultrasound differ from one another, in particular by around 100 to 2000 Hz.
  • the service life of components through which fluid flows can be significantly increased, ie the period of time during which the component can be used without maintenance without maintenance can be significantly increased.
  • the overall service life of the components can be lengthened and the required maintenance intervals can be reduced to a minimum.
  • the efficiency of heat exchangers can also be increased, since after the method according to the invention has been applied, a Cleaning takes place and it is ensured during operation that unwanted deposits only build up to a reduced extent on the surfaces through which fluid flows.
  • each ultrasonic converter is operated at a constant frequency, which not only simplifies control but also increases efficiency.
  • the natural frequency of the component to be cleaned can first be determined, whereupon one of the ultrasonic converters is operated with the determined natural frequency.
  • the natural frequency of a bundle heat exchanger can initially be determined to be 21.5 kFIz.
  • four ultrasonic transducers can then be operated in such a way that they generate ultrasound with four slightly different frequencies of, for example, 21.5 kFIz, 21, 6 kFIz, 21.7 kFIz and 21.8 kFIz during operation.
  • the method according to the invention is also very effective when the originally determined natural frequency shifts somewhat, for example due to different temperatures or different flow fluids.
  • the natural frequency does not have to be re-determined and there is also no need to readjust the ultrasonic frequencies, since due to the slightly different excitation frequencies there is always a suitable excitation even if the natural frequency is shifted.
  • it can be advantageous for this purpose if the ultrasonic transducers are operated via a common control with which the frequencies which differ from one another are set and monitored.
  • At least one ultrasonic converter can be coupled to the component to be cleaned via a coupling element which is provided with several cooling channels through which cooling air flows.
  • a coupling element decouples back vibrations that arise in the component from the ultrasonic transducer.
  • the cooling air can additionally be blown into the cooling channels through lances or the like provided with nozzles.
  • the cooling air can be blown into adjacent cooling ducts which run transversely to one another, whereby a uniform and effective cooling of the coupling element is effected. It can also be advantageous here if adjacent cooling channels do not intersect.
  • a coupling element can be used which has a connecting duct extending transversely to the cooling ducts, which can in particular extend over the entire longitudinal extension of the coupling element.
  • Such an axial channel improves the method in two ways, since on the one hand it increases the surface area available for cooling the Kop pelieris. On the other hand, it has been found that such an axial channel can bring about an improved vibration behavior of the coupling element.
  • a coupling element can be used in the method, the axial length of which is equal to an integer multiple or an integer fraction of the product of the speed of the coupling element and one of the frequencies used in operation.
  • the speed of sound of the coupling element is understood here to be the speed of sound prevailing in the material of the coupling element for the longitudinal wave. This is, for example, about 6,100 m / s for a coupling element made of titanium, so that at an excitation frequency of 20 kHz an axial length of about 30 cm or 60 cm or 15 cm results.
  • each ultrasonic transducer can be coupled via a coupling element, the length of which is adapted to the operating frequency of the coupled ultrasonic transducer.
  • a coupling element the length of which is adapted to the operating frequency of the coupled ultrasonic transducer.
  • the ultrasonic transducers can be coupled to the component by screwing, clamping or magnetically. If there is no possibility of introducing a thread into the component, a clamping device can advantageously be provided to which the ultrasonic transducer is attached and with which it can be coupled to the component in a sound-transmitting manner.
  • a magnetic holder which, after carrying out tests, has surprisingly been found to be suitable for securing the ultrasonic transducer firmly to the component even during operation. A particularly simple assembly can take place, for example, via a magnet holder, which is screwed to one end of the Kop pelettis described above.
  • the present invention relates to a coupling element for use in a method of the type described above, comprising a cylindrical base body in which several axially spaced cooling channels are introduced, adjacent cooling channels running transversely to one another and not intersecting.
  • an uneven number of cooling channels can be provided, which advantageously influences the vibration behavior of the coupling element and the decoupling effect.
  • adjacentdeka channels can have the same distance in the axial direction. This also has a positive effect on the vibration behavior.
  • FIG. 1 shows a side view of a coupling element
  • FIG. 2 shows a perspective view of an ultrasonic transducer which is fastened to a component with the aid of a clamping device
  • Fig. 4 is a perspective view of a coupling element provided with a magnetic holder tion.
  • Fig. 1 shows a coupling element 10 which consists of a cylindrical base body 12 which is designed as a solid cylinder.
  • the coupling element 10 has an uneven number of cooling channels and in the illustrated embodiment a total of five cooling channels 14 and 16, which are arranged adjacent to one another and run transversely, in the illustrated embodiment in particular at right angles lig to one another.
  • the cooling channels are designed as cylindrical bores that do not intersect.
  • FIG. 1 shows, on the one hand the three cooling channels 14 and on the other hand the two cooling channels 16 each run parallel to one another, with adjacent cooling channels being equally spaced in the axial direction.
  • key surfaces are provided in order to facilitate the assembly of adjacent components.
  • FIG. 2 shows a somewhat different (longer) embodiment of a coupling element 10 ′, via which an ultrasonic transducer 20 is coupled to a component 22.
  • a clamping device 24 is provided in this embodiment, which has a base 26 to which the ultrasonic transducer 20 and a clamp holder 28 are attached.
  • a clamping lever 30 is slidably attached to the clamp holder 28, so that the clamping device 24 can be applied to the component 22 in the manner of a screw clamp and clamped to the component 22 by folding the lever 30.
  • FIG. 3 shows an alternative possibility of fastening a coupling element 10 with the aid of a magnetic base 40 which is screwed to the coupling element 10. Otherwise, the coupling element of FIG. 3 is designed like that of FIG. 1.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a further coupling element which, except for the key surfaces provided at the ends, corresponds to the coupling element 10 from FIG. 1.
  • This coupling element 10 also has a cylindrical base body 12, in which a plurality of axially spaced cooling channels 14 and 16 are introduced which run transversely, in the described embodiment, at right angles to one another. As can be seen from the sectional illustration of FIG. 4, adjacent cooling channels 14 and 16 do not intersect. However, these are through an axial channel running through the central axis of the coupling element 10 18 connected to each other. This is provided in the center of the coupling element, has approximately the same cross-section as the cooling channels and extends completely through the base body 12 to the two end faces of the cylindrical base body 12.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Erhöhen der Standzeit eines Bauteils werden mehrere Ultraschallwandler an das Bauteil angekoppelt und mit sich voneinander unterscheidenden Frequenzen betrieben.

Description

VERFAHREN ZUM ERHÖHEN DER STANDZEIT VON FLUIDDURCHSTRÖM-
TEN BAUTEILEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Standzeit von fluiddurchströmten Bauteilen, insbesondere von Wärmetauschern.
Aus dem Stand der Technik ist es grundsätzlich bekannt, die Standzeit von fluid durchströmten Bauteilen, wie beispielsweise Wärmetauscher, insbesondere der chemischen, pharmazeutischen, petrochemischen oder Lebensmittelindustrie, durch Anregung von Ultraschall zu erhöhen. Durch die Ultraschallanwendung kann einerseits ein Entfernen von Anhaftungen an fluiddurchströmten Flächen, d.h. ein Reinigen, im laufenden Betrieb erfolgen. Andererseits kann hierdurch auch die erneute Anlagerung von Anhaftungen verhindert werden. Die vorliegende Erfindung ist zwar nicht auf die Anwendung bei Wärmetauschern beschränkt, eig net sich jedoch gut für derartige Bauteile, die nach längerer Betriebszeit im Inne ren der Wärmetauscherkanäle Rückstände ansetzen, so dass sich der Strö mungswiderstand erhöht.
Im Stand der Technik wurde bereits vorgeschlagen, Ultraschallwandler an einem Montageflansch eines Bündelwärmetauschers zu befestigen und die Ultraschall wandler in unterschiedlichen Frequenzbereichen zu betreiben.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Ver fahren zum Erhöhen der Standzeit von fluiddurchströmten Bauteilen zu schaffen, das besonders einfach und gleichzeitig höchst effektiv ist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und ins besondere dadurch, dass zumindest zwei Ultraschallwandler an dem Bauteil an gekoppelt werden und gleichzeitig derart betrieben werden, dass sich die Fre quenzen des von jedem Ultraschallwandler erzeugten Ultraschalls voneinander unterscheiden, insbesondere um etwa 100 bis 2000 Hz. Überraschenderweise hat sich nämlich herausgestellt, dass - im Gegensatz zu Anwendungen, bei denen Gegenstände im Tauchbad mittels Ultraschall gereinigt werden - eine Anregung mehrerer an das Bauteil direkt angekoppelter Ultraschallwandler mit geringfügig voneinander verschiedenen Frequenzen im laufenden Betrieb außergewöhnlich gute Ergebnisse zeigt. Dennoch ist die Erfindung nicht auf einen solchen Betrieb mit sich geringfügig unterscheidenden Anregungsfrequenzen beschränkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat sich als besonders wirksam für die Anwen dung bei Wärmetauschern im petrochemischen Bereich herausgestellt, bei denen beispielsweise Öl, Bitumen oder Gasöl bei Temperaturen im Bereich von etwa 300°C den Wärmetauscher durchströmt. Im Gegensatz zu Versuchen, bei denen die Frequenzen der Ultraschallwandler variiert werden oder bei denen die Ultra schallwandler getaktet oder abwechselnd betrieben werden, hat sich eine Verfah rensweise als besonders vorteilhaft herausgestellt, bei der mehrere Ultraschall wandler, insbesondere vier Ultraschallwandler, gleichzeitig und derart betrieben werden, dass sich alle (vier) Frequenzen des erzeugten Ultraschalls voneinander unterscheiden, insbesondere um etwa 100 bis 2000 Hz.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich die Standzeit von fluiddurch- strömten Bauteilen deutlich erhöhen, d.h. der Zeitraum, währenddessen das Bau teil ohne Wartung unterbrechungsfrei benutzt werden kann, lässt sich deutlich ver längern. Hierdurch kann insgesamt die Lebensdauer der Bauteile verlängert wer den und erforderliche Wartungsintervalle lassen sich bis auf ein Minimum reduzie ren. Gleichzeitig lässt sich auch der Wirkungsgrad von Wärmetauschern erhöhen, da nach erfolgter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst eine Reinigung erfolgt und im laufenden Betrieb dafür gesorgt wird, dass sich uner wünschte Anlagerungen nur in verringertem Umfang an den von Fluid durchström ten Flächen ansetzen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind nachstehend beschrieben.
So kann es - wie bereits erwähnt - besonders vorteilhaft sein, wenn jeder Ultra schallwandler mit konstanter Frequenz betrieben wird, was nicht nur die Ansteue rung vereinfacht sondern auch die Effizienz erhöht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zunächst die Eigenfre quenz des zu reinigenden Bauteils ermittelt werden, woraufhin dann einer der Ult raschallwandler mit der ermittelten Eigenfrequenz betrieben wird. Mittels Anregung und Messung unter Verwendung von Ultraschall kann beispielsweise zunächst die Eigenfrequenz eines Bündelwärmetauschers zu 21 ,5 kFIz ermittelt werden. Zur Reinigung können dann vier Ultraschallwandler so betrieben werden, dass diese im laufenden Betrieb Ultraschall mit vier sich geringfügig unterscheidenden Fre quenzen von beispielsweise 21 ,5 kFIz, 21 ,6 kFIz, 21 ,7 kFIz und 21 ,8 kFIz erzeugen.
Da erfindungsgemäß mehrere nahe beieinander liegende Frequenzen für die Ult raschallanregung eingesetzt werden, ist das erfindungsgemäße Verfahren auch dann sehr effektiv, wenn sich die ursprünglich ermittelte Eigenfrequenz beispiels weise aufgrund unterschiedlicher Temperaturen oder aufgrund unterschiedlicher Strömungsfluide etwas verschiebt. In diesem Fall muss nämlich keine erneute Er mittlung der Eigenfrequenz erfolgen und es muss auch keine Nachregelung der Ultraschallfrequenzen durchgeführt werden, da aufgrund der leicht unterschiedli chen Anregungsfrequenzen auch bei einer Verschiebung der Eigenfrequenz stets eine passende Anregung erfolgt. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann es hierzu vorteilhaft sein, wenn die Ultraschallwandler über eine gemeinsame Steuerung betrieben werden, mit der die sich voneinander unterscheidenden Frequenzen eingestellt und über wacht werden.
Nach einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zumindest ein Ultra schallwandler an das zu reinigende Bauteil über ein Koppelelement angekoppelt werden, das mit mehreren Kühlkanälen versehen ist, die mit Kühlluft durchströmt werden. Ein solches Koppelelement koppelt in dem Bauteil entstehende Rück schwingungen gegenüber dem Ultraschallwandler ab. Durch eine Kühlung dieses Koppelelements lässt sich ein stabiler Dauerbetrieb erzielen. Die Kühlluft kann hierbei zusätzlich durch mit Düsen versehene Lanzen oder dergleichen in die Kühlkanäle eingeblasen werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Kühlluft in benachbar te Kühlkanäle eingeblasen werden, die quer zueinander verlaufen, wodurch eine gleichmäßige und effektive Kühlung des Koppelelements bewirkt wird. Hierbei kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn sich benachbarte Kühlkanäle nicht schneiden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein Koppelelement ver wendet werden, das einen sich quer zu den Kühlkanälen erstreckenden Verbin dungskanal aufweist, wobei sich dieser insbesondere über die gesamte Längser streckung des Koppelelements erstrecken kann. Ein derartiger Axialkanal verbes sert das Verfahren in zweierlei Hinsicht, da er einerseits die zur Kühlung des Kop pelelementes zur Verfügung stehende Oberfläche vergrößert. Andererseits hat sich herausgestellt, dass ein solcher Axialkanal ein verbessertes Schwingungs verhalten des Koppelelementes bewirken kann. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann bei dem Verfahren ein Koppelelement verwendet werden, dessen axiale Länge gleich einem ganzzahli gen Vielfachen oder einem ganzzahligen Bruchteil des Produkts aus der Schallge schwindigkeit des Koppelelements und einer der im Betrieb verwendeten Fre quenzen ist. Unter der Schallgeschwindigkeit des Koppelelements wird hierbei die in dem Material des Koppelelements für die Longitudinal-Welle vorherrschende Schallgeschwindigkeit verstanden. Diese beträgt beispielsweise für ein Kop pelelement aus Titan etwa 6.100 m/s, so dass sich bei einer Anregungsfrequenz von 20 kHz eine axiale Länge von etwa 30 cm oder 60 cm oder 15 cm ergibt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann jeder Ultraschallwandler über ein Koppelelement angekoppelt werden, dessen Länge an die Betriebsfre quenz des angekoppelten Ultraschallwandlers angepasst ist. In diesem Fall wer den Koppelelemente mit geringfügig unterschiedlichen Längen verwendet, die an das Material des Koppelelements und an die Frequenz des Ultraschallwandlers angepasst sind.
Nach einerweiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Ultraschallwandler durch Anschrauben, Verklemmen oder magnetisch an das Bauteil angekoppelt werden. Sofern die Möglichkeit des Einbringens eines Gewindes in das Bauteil nicht besteht, kann vorteilhafterweise eine Klemmvorrichtung vorgesehen werden, an welcher der Ultraschallwandler befestigt ist und mit welcher dieser schallüber tragend an das Bauteil angekoppelt werden kann. Eine weitere rasch zu montie rende Variante ist bei Verwendung einer Magnethalterung gegeben, die sich nach Durchführung von Versuchen erstaunlicherweise als geeignet herausgestellt hat, den Ultraschallwandler auch im laufenden Betrieb fest an dem Bauteil zu fixieren. Eine besonders einfache Montage kann dabei beispielsweise über eine Magnet halterung erfolgen, die mit einem Ende des vorstehend beschriebenen Kop pelelementes verschraubt ist. Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Koppelelement zur Verwendung in einem Verfahren der vorstehend beschriebenen Art, umfas send einen zylindrischen Grundkörper, in den mehrere axial voneinander beab- standete Kühlkanäle eingebracht sind, wobei benachbarte Kühlkanäle quer zuei nander verlaufen und sich nicht schneiden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines solchen Koppelelements kann eine ungerade Anzahl an Kühlkanälen vorgesehen sein, was das Schwingungsverhal ten des Koppelelements und die entkoppelnde Wirkung vorteilhaft beeinflusst.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können benachbarte Kühlka näle in Axialrichtung den gleichen Abstand aufweisen. Dies beeinflusst ebenfalls das Schwingungsverhalten positiv.
Nachfolgend werden zwei Komponenten zur Durchführung des erfindungsgemä ßen Verfahrens beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Koppelelements;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ultraschallwandlers, der mit Hilfe einer Klemmvorrichtung an einem Bauteil befestigt ist;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Koppelelement; und
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines mit einer Magnethalte rung versehenen Koppelelements.
Fig. 1 zeigt ein Koppelelement 10, das aus einem zylindrischen Grundkörper 12 besteht, der als Vollzylinder ausgebildet ist. Das Koppelelement 10 weist eine un gerade Anzahl von Kühlkanälen und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt fünf Kühlkanäle 14 und 16 auf, die benachbart zueinander angeordnet sind und quer, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere rechtwink lig zueinander verlaufen. Die Kühlkanäle sind als zylindrische Bohrungen ausge bildet, die sich nicht schneiden. Wie Fig. 1 zeigt, verlaufen einerseits die drei Kühl kanäle 14 und andererseits die beiden Kühlkanäle 16 jeweils parallel zueinander, wobei benachbarte Kühlkanäle in Axialrichtung gleich beabstandet sind. An den beiden Enden des Koppelelementes sind außenseitig jeweils Schlüsselflächen vorgesehen, um eine Montage angrenzender Bauteile zu erleichtern.
Fig. 2 zeigt eine etwas andere (längere) Ausführungsform eines Koppelelements 10', über welches ein Ultraschallwandler 20 an ein Bauteil 22 angekoppelt ist. Zur Ankopplung ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Klemmvorrichtung 24 vorge sehen, die eine Basis 26 aufweist, an welcher der Ultraschallwandler 20 sowie eine Zwingenhalterung 28 befestigt sind. An der Zwingenhalterung 28 ist ein Klemmhebel 30 verschiebbar befestigt, so dass die Klemmvorrichtung 24 nach Art einer Schraubzwinge an das Bauteil 22 angelegt und durch Umklappen des He- bels 30 mit dem Bauteil 22 verspannt werden kann.
Fig. 3 zeigt eine alternative Befestigungsmöglichkeit für ein Koppelelement 10 mit Hilfe eines Magnetfußes 40, der mit dem Koppelelement 10 verschraubt ist. Im Übrigen ist das Koppelelement von Fig. 3 so wie das von Fig. 1 ausgebildet.
Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres Koppelelement, das bis auf die an den Enden vorgesehenen Schlüsselflächen dem Koppelelement 10 von Fig. 1 entspricht. Auch dieses Koppelelement 10 weist einen zylindrischen Grundkörper 12 auf, in den mehrere axial voneinander beabstandete Kühlkanäle 14 und 16 eingebracht sind, die quer, bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel rechtwink lig, zueinander verlaufen. Wie aus der Schnittdarstellung von Fig. 4 zu erkennen ist, schneiden sich benachbarte Kühlkanäle 14 und 16 nicht. Allerdings sind diese durch einen durch die Mittelachse des Koppelelements 10 verlaufenden Axialkanal 18 miteinander verbunden. Dieser ist mittig in dem Koppelelement vorgesehen, weist etwa den gleichen Querschnitt wie die Kühlkanäle auf und erstreckt sich vollständig durch den Grundkörper 12 hindurch bis zu den beiden Stirnseiten des zylindrischen Grundkörpers 12. Im Bereich des Austritts des Axialkanals 18 ist in den Grundkörper jeweils ein Gewinde eingebracht, um das Koppelelement 10 mit einem Bauteil verschrauben zu können, oder um eine anderweitige Haltung, bei spielsweise den Magnetfuß 40 befestigen zu können. Das andere Ende des Kop pelelements kann dann mit dem Ultraschallwandler 20 verschraubt werden.

Claims

MS Ultraschall Technologie GmbH M11773PWO - Cs/Cs Ansprüche
1. Verfahren zum Erhöhen der Standzeit von fluiddurchströmten Bauteilen, insbesondere von Wärmetauschern, mittels Ultraschall, umfassend die fol genden Schritte:
Ankoppeln von zumindest zwei, insbesondere vier Ultraschallwandlern an dem Bauteil, und Betreiben der Ultraschallwandler, wobei die Ultraschallwandler gleichzeitig und derart betrieben werden, dass sich die Frequenzen des von jedem Ultraschallwandler erzeugten Ultraschalls voneinander unterscheiden, insbesondere um 100 - 2000 Hz.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei vier Ultraschallwandler gleichzeitig und derart betrieben werden, dass sich alle vier Frequenzen des erzeugten Ultraschalls voneinander un terscheiden, insbesondere um 100 - 2000 Hz.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, jeder Ultraschallwandler mit konstanter Frequenz betrieben wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zunächst die Eigenfrequenz des Bauteils ermittelt wird und anschlie ßend einer der Ultraschallwandler mit der ermittelten Eigenfrequenz betrie ben wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ultraschallwandler über eine gemeinsame Steuerung betrieben werden, mit der die sich voneinander unterscheidenden Frequenzen einge stellt und überwacht werden.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Ultraschallwandler an das Bauteil über ein Koppelele ment angekoppelt wird, das mit mehreren Kühlkanälen versehen ist, die insbesondere mit Kühlluft durchströmt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei benachbarte Kühlkanäle quer, insbesondere rechtwinklig, zueinander verlaufen.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei sich benachbarte Kühlkanäle nicht schneiden.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 -8, wobei ein sich quer zu den Kühlkanälen erstreckender Verbindungskanal vorgesehen ist, der sich insbesondere über die gesamte Längserstreckung des Koppelementes erstreckt.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 - 8, wobei dessen axiale Länge gleich einem ganzzahligen Vielfachen oder ei nem ganzzahligen Bruchteil des Produkts aus der Schallgeschwindigkeit des Koppelementes und einer der Frequenzen ist.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ultraschallwandler durch Verklemmen oder magnetisch an das Bauteil angekoppelt werden.
12. Koppelelement zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der vor stehenden Ansprüche, umfassend einen zylindrischen Grundkörper (12), in den mehrere axial voneinander beabstandete Kühlkanäle (14, 16) eingebracht sind, wobei be nachbarte Kühlkanäle (14, 16) quer zueinander verlaufen.
13. Koppelement nach Anspruch 12, wobei die Kühlkanäle (14, 16) durch einen Axialkanal (18) miteinander ver bunden sind, der insbesondere mittig in dem Koppelelement vorgesehen ist.
14. Koppelement nach Anspruch 12 oder 13, wobei sich der Axialkanal (18) vollständig durch den Grundkörper (12) hin durch erstreckt.
15. Koppelement nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 - 14, wobei eine ungerade Anzahl an Kühlkanälen (14, 16) vorgesehen ist.
16. Koppelement nach einem der vorstehenden Ansprüche 12 - 15, wobei benachbarte Kühlkanäle (14, 16) in Axialrichtung gleich beabstandet sind.
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