Reinigungsgerät für Wärmetauscher mit Rohrbündeln, insbesondere für den Rohrboden- und Abstandshalter-plattenbereich

Abstract

 In Wärmetauschern setzen sich im Betrieb Ablagerungen auf dem Boden ab, die regelmäßig durch kleine Inspektionsöffnungen ent­fernt werden müssen. Die Reinigung erfolgt durch ein Gerät, bei dem eine mit Düsen (2) versehene Lanze (1) durch eine Öffnung (3) des Wärmetauschers in das Rohrbündel einführbar, schritt­weise weiterführbar und durch eine Schwenkvorrichtung (4) schwenkbar ist. Das Gerät besitzt einen Flansch (5) mit Hohlzy­linder (6) zur Führung und Befestigung an der Öffnung (3). Die Schwenkvorrichtung (4) umfaßt einen Motor (7), der an dem Hohl­zylinder (6) befestigt ist, und ein Pendelgetriebe (8; 25, 26), das einen in Längsrillen (9) der Lanze (1) durch Laufräder (11) geführten Mitnehmer (10) mit dem Motor (7) schwenkbar verbindet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Reinigungsgerät, das durch eine Öffnung in einen Wärmetauscher eingeführt und mit dem ins­besondere der Rohrboden- und Abstandshalterplattenbereich ge­reinigt werden kann. Sie betrifft insbesondere ein Reinigungs­gerät für Wärmetauscher mit Rohrbündeln, insbesondere für den Rohrboden- und Abstandshalterplattenbereich, bei dem eine mit Düsen versehene Lanze durch eine Öffnung des Wärmetauschers in das Rohrbündel einführbar, schrittweise weiterführbar und durch eine Schwenkvorrichtung bewegbar ist und bei dem ein Flansch mit Hohlzylinder zur Führung der Lanze und zur Befestigung an der Öffnung vorgesehen ist.

[0002] Aus der US-PS 4 273 076 ist ein Reinigungsgerät bekannt, das an einer Öffnung des Wärmetauschers mittels einer Montageplatte befestigt wird, in der eine Lanze geführt wird. Die Lanze be­sitzt längs ihrer Oberseite eine zahnstangenförmige Ausbildung, auf die ein Antrieb derart einwirkt, daß die Lanze schrittweise in die Rohrgasse des Wärmetauschers eingeführt wird. An dem in den Wärmetauscher eingeführten Ende besitzt die Lanze einen Kopf mit Düsen, durch die unter Beibehaltung eines festen Winkels ein Reinigungsmittel in pulsierenden Strahlen auf den Rohrboden ge­spritzt wird. Das Gerät eignet sich zum Einführen in die in X- ­Richtung verlaufende Rohrgasse. Somit kann der Reinigungsstrahl in die 90° hierzu versetzt verlaufenden Rohrspalte lediglich unter Beibehaltung eines festen Anstellwinkels gelenkt werden.

[0003] Zum Reinigen eines Wärmetauscherrohrbodens ist es aus der DE-A 32 02 248 bekannt, einen fernbedienten Rohrgassenmanipula­tor zu verwenden. Der Manipulator ist durch eine Serviceöffnung in die Rohrgasse einführbar. Die an seinem Spritzkopf angeord­ neten Düsen sind in ihrer jeweiligen Spritzposition dadurch po­sitionierbar, daß das Fahrzeugrohr teilungskonform mit außen einfahrbaren Klemmfüßen an den Rohren der beiden einander gegen­überliegenden Rohrgassenseiten festgeklemmt wird. Dabei sind die Richtung der Spritzdüsenmündung sowie ihr Abstand von der Klemmebene der Klemmfüße auf die Rohrteilung so abgestimmt, daß die Spritzstrahlen in die Zwischenräume gelangen. Aufgrund seiner Abmessungen ist der Manipulator jedoch nur für die in X-Richtung ausgerichtete Rohrgasse verwendbar.

[0004] In einer aus der EP-B 0 077 255 bekannten Ausführung werden bandförmig angeordnete flexible Rohre in den Wärmetauscher ein­geführt, die mit Spritzdüsen fester Ausrichtung versehen sind, so daß die Spritzdüsen die Strahlen schräg und etwa symmetrisch zur Richtung einer Rohrreihe auf die Rohrplatte richten. Die Vorrichtung besitzt einen aufwendigen Vorschubmechanismus, der außerhalb des Wärmetauschers montiert werden muß und eine große Stellfläche benötigt.

[0005] Aus der US-PS 4 079 701 ist es bekannt, eine Lanze mittels eines Montagemechanismus an einer Wärmetauscheröffnung zu be­festigen und dann in den Inspektionskanal einzuführen. Der Vor­schub der Lanze kann per Hand oder mechanisch erfolgen. Der Lanzenschaft ist schwenkbar. Am Kopf der Lanze ist ein recht­winklig zur Lanze verlaufendes Rohrstück mit einer Düse an je­dem Ende angeordnet. Da beide Düsen ihren Strahl in entgegen­gesetzte Richtung richten, ist es nicht möglich, beide Strahlen gleichzeitig auf den Rohrboden zu lenken.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Reinigungsgerät für einen Wärmetauscher mit Rohrbündeln, insbesondere für den Rohrboden und Abstandshalterplattenbereich, anzugeben, das fern­bedient und weitestgehend automatisch eine über die gesamte Breite des Rohrbodens gleichmäßige Reinigung erlaubt.

[0007] Diese Aufgabe wird bei dem eingangs erwähnten Reinigungsgerät erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwenkvorrichtung einen Motor, der an dem Hohlzylinder befestigt ist, und ein Pendelgetriebe umfaßt, das einen in Längsrillen der Lanze durch Laufräder geführten Mitnehmer mit der Drehachse des Motors der­art verbindet, daß die Lanze um ihre Längsachse schwenkbar ist.

[0008] Das erfindungsgemäße Reinigungsgerät zeichnet sich durch einen kompakten raumsparenden Aufbau und eine einfache Schwenkvor­richtung aus. Es ermöglicht eine gründliche Reinigung des Bo­dens. Durch automatisches Schwenken mittels des Motors entfällt eine Bedienung durch Personal. Weiterhin ist dadurch eine gleichmäßige Beaufschlagung des Bodens mit Reinigungsmittel gewährleistet.

[0009] Vorzugsweise ist das Reinigungsgerät so ausgeführt, daß ein an dem einen Ende der Lanze angebrachter Anschlußkopf für die Rei­nigungsmittelversorgung von einer parallel zu der Lanze am Hohlzylinder angeordneten Führungs- und Vorschubeinrichtung geführt ist. Dadurch ist der aus dem Wärmetauscher herausragen­de Teil der Lanze mechanisch gesichert. Mechanische Bewegungen der Lanze werden auf diese Weise verhindert, so daß eine Ver­biegung der Lanze ausgeschlossen ist.

[0010] Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die Lanze oder ein Düsen­kopf der Lanze im größten Durchmesser kleiner als die kleinste Rohrspaltbreite ist. Die Lanze kann somit auch in Y-Richtung in die weitaus engeren Rohrspalte eingeführt werden, so daß eine Strahlausrichtung in X-Richtung auf den Boden möglich ist.

[0011] Es ist zweckmäßig, wenn die Lanze zwei Rohre mit je einem Dü­senkopf besitzt, die gegeneinander schwenkbar sind. Durch die Doppelanordnung kann der Reinigungsmitteldurchfluß verdoppelt werden, wodurch eine besonders intensive Reinigung des Rohrbo­dens möglich ist.

[0012] Besonders einfach ist es, wenn nur das erste Rohr direkt vom Schwenkantrieb angetrieben ist und das zweite Rohr in drehmo­mentschlüssiger Verbindung mit dem ersten Rohr steht. Dadurch kann der mechanische Aufwand für den Schwenkantrieb klein ge­halten werden.

[0013] Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen im Prinzip beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigen:

FIG 1 ein erstes Reinigungsgerät nach der Erfindung in Seiten­ansicht, dessen Lanze in einen Wärmetauscher eingeführt ist;

FIG 2 einen horizontalen Schnitt durch einen Wärmetauscher mit einem eingeführten zweiten Reinigungsgerät mit vergleichs­weise dünner Lanze;

FIG 3 im Querschnitt einen Düsenkopf gemäß FIG 1, der in eine Rohrgasse eingeführt ist und um einen Schwenkwinkel ± 45° um die Längsachse schwenkbar ist;

FIG 4 im Querschnitt zwei kleine, besonders dünne Düsenköpfe ei­nes dritten Reinigungsgerätes, wobei diese Düsenköpfe in einen Rohrspalt eingeführt und um einen Schwenkwinkel ± 22,5° gegensinnig verschwenkbar sind; und

FIG 5 einen Schnitt durch ein Reinigungsgerät mit zwei paralle­len Rohren in der Lanze, wie es bei der Ausführungsform nach FIG 4 eingesetzt werden kann.

[0014] In FIG 1 ist ein erfindungsgemäßes Reinigungsgerät gezeigt, des­sen Lanze 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ausgebildet ist. Diese Lanze 1 ist durch eine Öffnung 3 (z.B. ein Handloch) eines Wärmetauschers in eine Rohrgasse oder in eine Rohrspalte, die von Wärmetauscherrohren 30 gebildet wird, eingeführt.

[0015] In FIG 2 ist dargestellt, daß in X-Richtung die relativ breite Rohrgasse 21 verläuft; parallel dazu verlaufen relativ enge Rohrspalte. In Y-Richtung und parallel dazu gibt es dagegen nur durch den normalen Abstand der Wärmetauscherrohre 30 gebildete Rohrspalte 22. In FIG 2 stehen die Wärmetauscherrohr 30 senk­recht auf der Papierebene, also in Z-Richtung und parallel dazu. In der Darstellung ist eine in Y-Richtung zentral eingeführte Lanze 1 zu sehen, die relativ dünn ausgeführt ist und auch ei­nen relativ dünnen Düsenkopf besitzt. Es sind insgesamt vier Reinigungsstrahlen 27 parallel zur X-Z-Ebene dargestellt, und zwar beidseitig der Lanzen-Längsachse jeweils zwei. Diese kön­nen in den genannten parallelen Ebenen geschwenkt werden, also quer zur Einführungsrichtung Y. Damit überstreichen sie den Wärmetauscherboden 15. Dieser wird dadurch gereinigt. Entspre­chend kann bei einem (nicht gezeigten) Abstandsplattenhalter­bereich eines Wärmetauschers vorgegangen werden.

[0016] Wie in FIG 1 im Detail dargestellt, ist das Reinigungsgerät mit einem Flansch 5 am Wärmetauscher verschraubt. Dessen Boden ist auch hier wieder mit 15 bezeichnet. Die Lanze 1 ist hier mit Hilfe eines einzigen Rohres ausgebildet, das in einem Hohlzy­linder 6 gelagert ist, der wiederum mit dem Flansch 5 verbunden ist. Wie später näher dargelegt wird, kann die Lanze 1 auch mehr als ein Rohr umfassen. An dem in die Rohrgasse weisenden Ende der Lanze 1 ist ein Düsenkopf 13 angeordnet. Dieser ist auf der ge­zeigten ebenen Abstrahlseite mit vier zum Wärmetauscherboden 15 ausgerichteten Düsen 2 versehen. Diese vier Düsen 2 sind in Zweierreihen angeordnet. Entsprechend kann eine weitere, schräg zur ersten Abstrahlseite verlaufende zweite Seite vorgesehen sein, an der ebenfalls Düsen angeordnet sind.

[0017] An dem entgegengesetzten Ende der Lanze 1 befindet sich ein schwenkbar angeordneter Anschlußkopf 14, über den die Reinigungs­mittelversorgung erfolgt. Der Anschlußkopf 14 wird mittels einer Halterung 16 an einer Führungs- und Vorschubeinrichtung 12 ge­führt. Hierüber erfolgt mittels einer Spindel 17 der schritt­weise Vorschub der Lanze 1. Die Spindel 17 wird dabei von einem Vorschubmotor 19 angetrieben. Durch die Führungs- und Vorschub­einrichtung 12 kann die Lanze 1 schrittweise so weit in den Wärmetauscher eingeführt werden, bis die Halterung 16 an einem an einer Führungsschiene 20 einstellbar angebrachten Endschalter 18 zum Anschlag kommt. Dieser Endschalter 18 beendet den auto­matischen motorischen Vorschub. Durch die Einstellung oder Po­sitionierung des Endschalters 18 auf der Führungsschiene 20 ist die maximale Einschubtiefe der Lanze 1 festgelegt.

[0018] Unterhalb der Führungs- und Vorschubeinrichtung 12 ist gemäß FIG 1 auf der anderen Seite des Hohlzylinders 6 eine automati­sche Schwenkvorrichtung 4 angeordnet. Sie besteht im wesentli­chen aus folgenden Einheiten: Aus einem Motor 7, einem mit des­sen Antriebsachse verbundenen Pendelgetriebe 8 und einem in Längsrillen 9 der Lanze 1 durch Laufräder 11 geführten Mitneh­mer 10. Die Lanze 1 ist in dem Mitnehmer 10 in Längsrichtung beweglich geführt. Durch die in die Längsrillen 9 der Lanze 1 eingreifenden Laufräder 11 wird eine Schwenkung der Lanze 1 um ihre Längsachse bewirkt. Auf diese Weise werden, während die Lanze 1 schrittweise in die betreffende Rohrgasse eingefahren wird, die Reinigungsstrahlen 27 des Düsenkopfes 13 über den Wärmetauscherboden 15 hin- und hergeschwenkt.

[0019] Es soll angemerkt werden, daß auf jeder Abstrahlseite des Dü­senkopfes 13 mehr oder weniger als vier Düsen 2 angeordnet sein können.

[0020] In FIG 3 ist ein in eine Rohr- oder Inspektionsgasse 21 einge­führter Düsenkopf 13 mit insgesamt vier Düsen 2 im Querschnitt gezeigt. Der Düsenkopf 13 ist breiter als der nach FIG 2 ausge­bildet; er entspricht demjenigen von FIG 1. Die beiden ebenen Abstrahlseiten, an denen sich die jeweils zwei Düsen befinden, schließen untereinander einen Winkel z.B. zwischen 45° und 80° ein. Aus FIG 3 wird deutlich, daß mit den Reinigungsstrahlen 27 bei einem Düsenschwenkwinkel von nur ± 45°, der durch einen Dop­pelpfeil markiert ist, eine Beaufschlagung des Wärmetauscherbo­dens 15 mit Reinigungsmittel in seiner gesamten, in Y-Richtung gemessenen Breite möglich ist. Die Nullstellung des Düsen­ schwenkwinkels ist durch die durchgezogenen Pfeile, die die Rei­nigungsstrahlen 27 markieren, charakterisiert.

[0021] In FIG 4 ist eine Lanze 1 verwendet, die aus zwei Rohren mit jeweils einem angesetzten kleinen Düsenkopf 13 und mit z.B. zwei Düsen pro Düsenkopf 13 besteht. Diese Lanze 1, die auch als Doppellanze bezeichnet werden kann, ist in einen gegenüber der Rohrgasse 21 von FIG 3 weitaus engeren, in Y-Richtung verlau­fenden Rohrspalt 22 eingeführt. Jeder der beiden Düsenköpfe 13 hat einen Düsenschwenkwinkel von insgesamt 45°. Die Düsenköpfe 13 werden dabei gegenläufig geschwenkt, was durch die durchge­zogenen Pfeile (Ausgangsstellung) und die gestrichelten Pfeile (Umkehrstellung) für die Reinigungsstrahlen 27 verdeutlich ist. Durch die getroffene Düsenanordnung in den einzelnen Düsenköpfen 13 ist auch hier wieder eine gleichmäßig intensive Behandlung des Wärmetauscherbodens 15 über seine gesamte Breite möglich. Dies wird durch die gegenläufig schwenkenden Strahlen 27 der beiden Düsenköpfe 13 begünstigt. Die Düsenköpfe 13 sind dabei jeweils in ihrem größten Durchmesser kleiner als der Rohrspalt 22.

[0022] Zur Anordnung der Düsen 2 an den beiden Düsenköpfen 13 gemäß FIG 4 ist folgendes zu sagen: Zumindest eine Düse 2 ist an dem einen Düsenkopf 13 so angeordnet, daß ihr Reinigungsstrahl 27 in der einen Schwenk-Endstellung in etwa dieselbe Richtung zielt wie der Reinigungsstrahl 27 zumindest einer Düse 2 des anderen Düsenkopfes 13, und zwar dann, wenn dieser andere Dü­senkopf 13 zur gleichen Zeit seine Endstellung eingenommen hat. Mit anderen Worten: Die Reinigungsstrahlen 27 auf einer Seite der Lanze 1 schwenken aufeinander zu, bis sie etwa dieselbe Richtung erreicht haben, und sodann kehren sie in ihre Aus­gangslage zurück. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß eine gewisse Überschneidung stattfindet.

[0023] In FIG 5 ist ein Schnitt durch eine zwei Rohre 23a, 23b und end­seitig angebrachte (nicht gezeigte) Düsenköpfe umfassende Lanze 1 dargestellt. An jedem Düsenkopf sind wieder an einer oder an zwei Abstrahlseiten eine oder mehrere Düsen 2 angeordnet. Die Rohre 23a, 23b besitzen jeweils an ihrem Umfang eine Verzahnung 24. Die beiden Rohre 23a, 23b sind nach Art eines Getriebes in drehmomentschlüssiger Verbindung miteinander verbunden. Das un­tere oder erste Rohr 23b weist zusätzlich in seiner Oberfläche Längsrillen 9 auf, in denen die Laufräder 11 des Mitnehmers 10 geführt werden. Der Mitnehmer 10 wird an seinem anderen Ende durch einen auf einer Scheibe 26 befindlichen Zapfen 25 hin- ­und herbewegt, wobei die Scheibe 26 durch einen Motor 7 ange­trieben wird, wodurch die Schwenkung des unteren oder ersten Rohres 23b erfolgt. Da das zweite Rohr 23a zum ersten Rohr 23b in drehmomentschlüssiger Verbindung steht, wird dieses zweite Rohr 23a in entgegengesetzter Richtung mitgeschwenkt. Von diesem Verhalten war auch bei der Beschreibung von FIG 4 ausgegangen worden. Der Schwenkwinkel jedes Rohres 23a, 23b und damit jedes Düsenkopfes 13 beträgt z.B. ± 22,5°. Man kommt also hier mit besonders kleinen Schwenkwinkeln aus.

Ansprüche

1. Reinigungsgerät für Wärmetauscher mit Rohrbündeln, insbeson­dere für den Rohrboden- und Abstandshalterplattenbereich, bei dem eine mit Düsen (2) versehene Lanze (1) durch eine Öffnung (3) des Wärmetauschers in das Rohrbündel einführbar, schrittwei­se weiterführbar und durch eine Schwenkvorrichtung (4) bewegbar ist und bei dem ein Flansch (5) mit Hohlzylinder (6) zur Führung der Lanze (1) und zur Befestigung an der Öffnung (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung (4) einen Motor (7), der an dem Hohlzylinder (6) befestigt ist, und ein Pendelgetriebe (8; 25, 26) umfaßt, das einen in Längsrillen (9) der Lanze (1) durch Laufräder (11) geführten Mitnehmer (10) mit der Drehachse des Motors (7) derart verbindet, daß die Lanze (1) um ihre Längsachse schwenkbar ist.

2. Reinigungsgerät nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß ein an dem einen Ende der Lanze (1) angebrachter Anschlußkopf (14) für die Reinigungsmittelver­sorgung von einer parallel zu der Lanze (1) am Hohlzylinder (6) angeordneten Führungs- und Vorschubeinrichtung (12) geführt ist.

3. Reinigungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lanze (1) oder ein Dü­senkopf (13) der Lanze (1) im größten Durchmesser kleiner als der kleinste Rohrspalt (22) ist.

4. Reinigungsgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß die Lanze (1) zwei Rohre (23a, 23b) mit je einem Düsenkopf (13) besitzt, die gegeneinander schwenkbar sind, wobei jeder Düsenkopf (13) eine vorgegebene Anzahl von Düsen (2) aufweist.

5. Reinigungsgerät nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß nur ein Rohr (23b) direkt vom Schwenkantrieb (4; 25, 26) angetrieben ist und das zweite Rohr (23a) in drehmomentschlüssiger Verbindung mit dem ersten Rohr (23b) steht.

6. Reinigungsgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkelbereich jedes der beiden Rohre (23a, 23b) etwa ± 20° beträgt.

7. Reinigungsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­durch gekennzeichnet, daß die Düsen (2) an dem einen Düsenkopf (13) so angeordnet sind, daß ihr Reini­gungsstrahl (27) in der einen Endstellung in etwa dieselbe Richtung zielt wie der Reinigungsstrahl (27) der Düsen (2) des anderen Düsenkopfes (13) in dessen gleichzeitig einge­nommener Endstellung (FIG 4).

Zeichnung