NL8300850A - Inrichting voor het gedoseerd afnemen van warmte uit een uitlaatgassenstroom. - Google Patents

Description

83.5022/AA/MvC

*-.......-.-β»·"'

Korte aanduiding: inrichting voor het gedoseerd afnemen van warmte uit een uitlaatgassenstroom.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het gedoseerd afnemen van warmte uit een hete uitlaatgassenstroom, in het bijzonder aan boord van een vaartuig.

Het verwarmen van een vloeistof, bestemd voor verwar-5 mingsdoeleinden, aan boord van een vaartuig, gebruikmakend van een in de motoruitlaat opgenomen warmtewisselaar, levert in de praktijk vele problemen op.

Vooral corrosie door zwavelcondens, aan de uitlaatgassenzijde van de warmtewisselaar, veroorzaakt grote schade aan 10 en zelfs lekkage van deze warmtewisselaars.

Teneinde bij vermindering van de behoefte aan warmte oververhitting van de vloeistof (waardoor achteruitgang van de kwaliteit daarvan zelfs koken met daarbij gepaard gaande aanzienlijke drukverhoging optreedt) te voorkomen worden 15 gecompliceerde regelingen gebruikt: aan de vloeistofzijde door het teveel aan warmte via een watergekoelde dumpkoeler af te voeren waarbij de warmtewisselaar vol belast blijft doch het gevaar van zwavelcondens ontstaat bij deellast van de motor, en aan de gaszijde door via een klep de uitlaat-20 gassen door een omloopkanaal te leiden; deze maatregel brengt echter het gevaar van zwavelcondens, vooral plaatselijk bij lage warmtebehoefte, met zich mee.

De uitvinding beoogt een inrichting van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen welke eenvoudig en vooral 25 rookgaszijdig overzichtelijk kan worden geconstrueerd en in het bijzonder gemakkelijk regelbaar is.

Volgens de uitvinding bestaat hiertoe de warmtewisselaar uit een verdamper die via een condenstoevoerleiding en een dampafvoerleiding is verbonden met een condensator, welke 30 door het te verwarmen medium wordt doorstroomd.

De met een hoog rendement werkende verdamper kan eenvoudig en licht worden geconstrueerd en de regeling van de installatie kan op eenvoudige wijze geschieden door middel van een in de condensleiding opgenomen regelklep.

35 Zodra er behoefte aan warmte ontstaat wordt via een ge- 8300850 _,__ - 2 - #·' *» schikte regeling deze klep min of meer geopend en vrijwel direct daarna gevolgd door produktie van damp, die in de condensor condenseert, waarbij de vrijkomende condensatiewarmte het langs de condensor stromende medium verwarmt.

5 Wanneer de klep wordt gesloten zal alle in de verdamper aanwezige vloeistof verdampen en vervolgens in de condensor condenseren waarna alle in het systeem aanwezige vloeistof zich tussen de condensor en de zegelklep bevindt.

Indien dus geen warmte afgenomen wordt zal de verdamper 10 de temperatuur van de uitlaatgassen aannemen waardoor geen rookgaszijdige condens kan optreden. Door nu ook tijdens volle capaciteit de toegevoerde vloeistof te doseren en doelmatig over het verwarmend oppervlak te verdelen is gecombineerd met bovenvermelde overzichtelijke rookgaszijdige constructie 15 condensvorming volledig te voorkomen.

Daar het systeem volledig gesloten werkt wordt de maximum temperatuur van de bij de condensor afgegeven warmte bepaald door de specifieke eigenschappen van de vloeistof en de druk in het circuit. Bij voorkeur is op de dampafvoerleiding een 20 aan deze druk aangepaste overdrukveiligheid aangesloten.

In de voorkeursuitvoering omvat de verdamper een cilindrisch aan de onderzijde gesloten verticaal geplaatst huis met rookgaszijdig zgn. koelribben in symmetrische opstelling, en aan de binnenzijde met de cilinder in goed warmtegeleidend 25 contact staande verdampingsplaten waarboven de condenstoevoer uitmondt.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening, die schematisch een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding toont.

30 In de figuur is met het verwijzingscijfer 1 de uitlaat- leiding aangegeven van een, niet getekende, scheepsdiesel-motor die overgaat in een verwijd gedeelte 2 waarop het uit-laatgedeelte 3 met normale doorsnede aansluit. De richting van de uitlaatgassen is aangegeven met de pijlen 4.

35 In het verwijde gedeelte 2 is opgenomen een verdamper 5, bestaande uit een cilindrische buis, met uitwendige vinnen 6, gevuld met een aantal boven elkaar geplaatste, verdampings-platen 7. Deze zijn zodanig opgesteld en van openingen voor- 8300850 ζ*-τι_ ιη> .....

- 3 - zien dat de via de erboven gelegen monding 8 toegevoerde vloeistof gelijkmatig langs het gehele verdampingsoppervlak stroomt. De monding 8 is het einde van een leiding 9. Welke ter plaatse van de passage door de uitlaatgassen in de damp-5 leiding is geplaatst om condensvorming op deze leiding te voorkomen.

Behalve leiding 9, welke,zoals nog nader zal worden beschreven, dient voor toevoer van de vloeistof, mondt in de uit verdamper 5 ter plaatse van 10 een leiding 11/welke dient voor 10 de afvoer van de gevormde damp. De leiding 9 mondt ter plaatse 12 uit in een condensor 13 waarin ter plaatse 14 de dampleiding 11 uitmondt. De condensor 13 is niet in detail getekend en kan bijvoorbeeld de op zich bekende constructie hebben, met een pijpenbundel 15 aangesloten tussen de punten 15 12 en 14. Op de condensor is de toevoer 16 en de afvoer 17 voor het te verwarmen medium, dat in dit geval warm water voor het vaartuig 15, aangesloten.

De condensleiding 9 bevat een aan-uitklep 18' met uitlaatgassenthermostaat 19 welke het apparaat buiten werking 20 stelt als er geen of niet voldoende warmte in de uitlaatgassen aanwezig is. De regelklep 20 met de daarbij behorende voeler 21 welke klep 20 in relatie met de warmtebehoefte commandeert en 2 kranen 22 en 23 welke voor het vullen resp. het doseren van de hoeveelheid vloeistof in het systeem dienen.

25 Op de dampleiding 11 is de veiligheidsklep 22 aangesloten. De werking van de inrichting is als volgt: Al naar gelang de behoefte aan warm water in het circuit 16-17 is de klep 20 min of meer geopend. Bij geopende klep 20 stroomt de condens in de richting van de pijl 25 naar de verdamper 5, vloeit via 30 de monding 8 op de verdamperplaten 7 en wordt snel omgezet in damp die via de leiding 11 in de richting van de pijl 26 naar de condensor 13 stroomt. Daar condenseert de damp. De vrijkomende condensatiewarmte verwarmt het in het circuit 16-17 stromende water. Door het min of meer openen van de klep 20 35 via een niet nader aangegeven besturing 21 is een snelle en nauwkeurige regeling van de watertemperatuur mogelijk. Wanneer de verlangde temperatuur is bereikt sluit de klep 20 en zal alle zich na de klep 20 bevindende vloeistof verdampen in de 8300850 + * - 4 - verdamper, welke worden "drooggestookt" , vervolgens condenseren in de condensor en, voor onmiddellijk gebruik gereed, opgeslagen zitten in de condensleiding 9 voor de klep 20.

- conclusies - 8300850

Claims (5)

1. Inrichting voor het gedoseerd afnemen van warmte uit een hete uitlaatgassenstroom gebruikmakend van een daarin geplaatste warmtewisselaar, in het bijzonder aan boord van een vaartuig, met het kenmerk, dat deze 5 warmtewisselaar bestaat uit een verdamper die via een condens-toevoerleiding en een dampafvoerleiding is verbonden met een condensor, welke door het te verwarmen medium wordt door-stroomd.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat in de condensleiding een regelklep is opgenomen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de verdamper een cilindrisch, aan de onderzijde gesloten, verticaal geplaatst huis omvat met koel- 15 ribben aan de rookgaszijde, waarin met de buitenwand in warmtegeleidend contact staande verdampingsplaten, waarboven de condenstoevoer uitmondt, zijn geplaatst.

4. Inrichting volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat de dampafvoerleiding op een overdruk- 20 veiligheid is aangesloten.

5. Inrichting volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat het laatste gedeelte van de condenstoe-voerleiding zodanig in de dampafvoerleiding is aangebracht dat nergens direct contact tussen uitlaatgassen en condensleiding 25 optreedt. • · · « · 8300850 ________________... ... ......ini