[0001] Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung für Wärmetauscherzüge von, insbesondere
brennerbeheizten, Kesseln mit wenigstens einem Reinigungselement und mit einer Halterung
für das Reinigungselement.
[0002] Eine Reinigungseinrichtung für Wärmetauscherzüge von brennerbeheizten Kesseln ist
aus der AT 399 385 B bekannt. Zum Reinigen der Wärmetauscherzüge des Rohrwärmetauschers
des dort beschriebenen Heizkessels sind in den Wärmetauscherzügen im wesentlichen
ortsteste aber drehbare und in achsialer Richtung oszillierende Reinigungselemente
vorgesehen, die über einen gemeinsamen Antrieb gedreht werden.
[0003] Der Nachteil einer derartigen Reinigungseinrichtung liegt darin, daß die Reinigungselemente
permanent in den Rohren des Wärmeaustauschers angeordnet sind, wodurch der Rohrquerschnitt
auch während des Kesselbetriebes vermindert ist und sich an den Reinigungselementen
im Abgas enthaltene Verunreinigungen ablagern können.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Reinigungseinrichtung
anzugeben, das die erwähnten Nachteile möglichst vermeidet.
[0005] Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Reinigungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches
1.
[0006] Gemäß der Erfindung ist wenigstens ein Reinigungselement vorgesehen, das in die Wärmeaustauschzüge
einschiebbar ist. Die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung kann somit bevorzugt
während einer Betriebspause des Kessels zum Einsatz kommen.
[0007] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein einziges Reinigungselement vorgesehen
ist, das nacheinander einzeln in die Rauchgaszüge einschiebbar sowie über eine Verstellmechanik
quer zur Längsrichtung der Rauchgaszüge bewegbar ist. Dadurch wird, auch wenn Betriebspausen
nicht vorgesehen sind, die Strömung im Wärmeaustauscher während des Reinigens wesentlich
weniger behindert, da immer nur die Strömung in einem einzigen Wärmetauscherzug behindert
wird. Wenn nur ein Reinigungselement verwendet wird, dann ist sowohl die Herstellung
als auch die Wartung und Instandhaltung der Reinigungseinrichtung relativ günstig.
[0008] Um das Einführen des Reinigungselementes in die einzelnen Wärmeaustauschzüge zu vereinfachen,
kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Verstellmechanik eine
Führung für das Reinigungselement aufweist, die in achsialer Richtung vor den Wärmetauscherzügen
positionierbar ist.
[0009] Der Ablauf des Reinigungsvorganges wird bevorzugt von einer elektronischen Programmsteuerung
gesteuert, welche die Führung über die Verstellmechanik nacheinander vor die einzelnen
Wärmetauscherzüge positioniert, wonach das Reinigungselement problemlos ein oder mehrere
Male in die einzelnen Wärmetauscherzüge hineingeschoben und wieder herausgezogen werden
kann, um diese zu reinigen.
[0010] Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Reinigungselemente vorgesehen sind, die in einem dem Abstand der Rauchgaszüge entspechenden
Abstand voneinander angeordnet und parallel miteinander in die Rauchgaszüge einführbar
sind. Bei dieser Ausführungsform kann das Reinigen der Rauchgaszüge wesentlich schneller
durchgeführt werden, da mehrere oder alle Rauchgaszüge auf einmal gereinigt werden
können.
[0011] Um den technischen Aufwand für das Verschieben der Reinigungselemente in die Rauchgaszüge
und zurück möglichst gering zu halten ist bevorzugt, wenn die Reinigungselemente an
einer gemeinsamen Halterung befestigt sind. Diese Halterung kann z. B. von einem Druckmittelzylinder
oder von einem Zahnstangengetriebe angetrieben sein.
[0012] In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Rauchgaszug des Wärmetauschers
von einem Deckel verschlossen ist, und daß im Deckel Öffnungen angeordnet sind, durch
welche die Reinigungselemente in die Rauchgaszüge einführbar sind und vorzugsweise,
daß die Öffnungen im Deckel durch eine Verschlußeinrichtung verschließbar sind. Diese
Ausführungsformen bieten den Vorteil, daß die Reinigungselemente, während sie nicht
in Betrieb sind und sich in der Warteposition befinden, vor Hitzeeinwirkung geschützt
sind, was sich auf die Lebensdauer der Reinigungselemente günstig auswirkt.
[0013] Weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen
und der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung mit Bezug
auf die Zeichnungen.
[0014] Es zeigt Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen mit einer erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung
ausgestatteten Kessel, Fig. 2 die Reinigungseinrichtung von Fig. 1 mehr im Detail,
Fig. 3 einen Achsialschnitt durch einen Teil eines Wärmetauschers eines Kessels mit
einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung und Fig.
4 eine Ansicht auf die Anordnung von Fig. 3 von links mit der Maßgabe, daß das Gehäuse
der Reinigungseinrichtung aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung weggelassen
wurde.
[0015] In Fig. 1 ist mit 1 eine Brennkammer eines Kessels bezeichnet, der von unten über
eine Zubringerschnecke 7 Heizmaterial zugeführt wird. Die aus der Brennkammer 1 durch
eine Austrittsöffnung 12 ausströmenden Rauchgase werden durch einen Wärmetauscher
3 hindurchgeführt. Der Brennkammer 1 wird Sekundärluft über ein Gebläse 6 und eine
Sekundärluftleitung 10, die im Bereich der Austrittsöffnung in die Brennkammer 1 mündet,
zugeführt. Mit 9 ist eine Primärluftzuleitung bezeichnet. Zur Aschenabfuhr aus der
Brennkammer 1 in einen Aschenbehälter 14 ist eine Förderschnecke 5 vorgesehen.
[0016] In der Brennkammer 1 ist oberhalb der Austrittsöffnung für das Brennmaterial eine
Steuerfahne 8 angeordnet, um den optimalen Brennmaterialstand zu überwachen. Die Decke
11 der Brennkammer 1 ist gekrümmt ausgeführt und mit Schamotteteilen ausgekleidet.
Der Heizkessel 13 ist nach oben durch einen Kesseldeckel 17 abgeschlossen. In Strömungsrichtung
nach dem Wärmetauscher 3 befindet sich eine Staubabzugskammer 4, in welcher ein Rohr
12 für den Abzug der Rauchgase mündet. Ein Abschlußorgan für die Brennkammer 1 wird
durch einen Druckmittelzylinder 16 betätigt.
[0017] Im Wärmetauscher 3 sind Rauchgaszüge 36 vorgesehen, wie in Fig. 2 zu sehen ist. Zum
Reinigen der Rauchgaszüge 36 weist die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung Reinigungselemente
21 an Haltestangen 24 auf, die in einem Abstand voneinander an einer Halterung 20
befestigt sind, der dem Abstand der Rauchgaszüge 36 entspricht. Die Reinigungselemente
21 sind als Kehrbürsten ausgebildet und können in die Rauchgaszüge 36 ein- und ausgeschoben
werden. Um dies durchzuführen, sind Druckmittelzylinder 18 vorgesehen, die einerseits
an der Halterung 20 und anderseits an einem Gehäuse 2 der Reinigungseinrichtung befestigt.
Als Antriebseinrichtungen für die Halterung 20 können aber auch beliebig andere Einrichtungen,
z.B. Zahnstangengetriebe, verwendet werden.
[0018] Der Wärmetauscher 3 ist durch einen Deckel 29 abgeschlossen, in dem sich Öffnungen
30 befinden, durch welche die Reinigungselemente 21 durchgeführt werden können. Die
Öffnungen 30 sind mittels Verschlußeinrichtungen 23 in Form von schwenkbar am Deckel
29 gelagerten Klappen abgeschlossen, wenn sich die Reinigungselemente 21 in der in
Fig. 2 dargestellten, zurückgezogenen Stellung befinden, wodurch es möglich ist, die
Reinigungselemente 21 im Betrieb des Kessels außerhalb des Wärmetauschers 3 vor Wärme
geschützt anzuordnen. Zum Betätigen der Klappen 23 sind diese über Schubstangen 26
mit einer Querleiste 27 verbunden. Die Querleiste 27 wiederum ist über Stangen 22
mit der Halterung 20 verbunden. Die Stangen 22 durchragen sowohl die Halterung 20
als auch die Leiste 27 und sind über Köpfe 28 gegen Herausgleiten aus diesen gesichert.
[0019] Befindet sich die Halterung 20 in der in Fig. 2 dargestellten Stellung, dann werden
die Klappen 23 über die Stangen 24, die Leiste 27 und die Schubstangen 26 nach oben
geklappt, so daß die Öffnungen 30 verschlossen sind. Wird die Halterung 20 abgesenkt,
dann kann die Leiste 27 so weit nach unten gleiten, daß die Klappen 23 über die Schubstangen
26 vollständig nach unten geklappt werden, so daß die Öffnungen 30 zum Durchschieben
der Bürsten 21 freigegeben sind. Da die Stangen 22 gleitend in der Halterung 20 und
in der Leiste 27 aufgenommen sind, kann sich die Halterung anschließend ungehindert
weiter nach unten bewegen, damit die Bürsten 21 die Rauchzüge 36 reinigen können.
[0020] Wie die Fig. 3 und 4 einer zweiten Ausführungsform zeigen, weist der Wärmetauscher
115 eines Kessels eine Reihe von Rauchgaszügen 106 auf. Zur Reinigung dieser Rauchgaszüge
106 ist ein einziges Reinigungselement 105 in Form einer länglichen Bürste vorgesehen,
die in ihrer aus den Rauchgaszügen 106 zurückgezogenen Stellung in einer im wesentlichen
zylindrischen Führung beziehungsweise Bürstenkammer 104 aufgenommen ist. Zum Bewegen
der Bürste 105 quer zur Längserstreckung der Rauchgaszüge 106 ist die Führung 104
mit dem Kolben 119 eines Druckmittelzylinders 101 verbunden. Der Zylinder 120 des
Druckmittelzylinders 101 ist seinerseits über ein Schwenklager 116 an einem Gehäuse
108 der Reinigungseinrichtung schwenkbar gelagert. Zum Verschwenken des Druckmittelzylinders
101 ist ein weiterer Druckmittelzylinder 118 vorgesehen, der einerseits am Zylinder
120 im Abstand vom Schwenklager 116 über ein Lager 121 und mit seinem zylinderseitigen
Ende über ein Lager 122 an einer gehäusefesten Halterung 123 angelenkt ist.
[0021] Durch entsprechendes Betätigen der Druckmittelzylinder 101 und 118 kann das Reinigungselement
105 in der Führung 104 vor jedem Rauchgaszug 106 positioniert werden, was bevorzugt
programm- beziehungsweise computergesteuert erfolgt. Zur Kontrolle beziehungsweise
Erfassung der Ist-Lage der Kolbenstange der Druckmittelzylinder 101 und 118 sind Meßelemente
102 und 124 vorgesehen, welche die aktuelle Position der jeweiligen Kolbenstangen
erfassen, welche Daten der Steuerung zur Verfügung gestellt werden.
[0022] In den Fig. 3 und 4 ist das Reinigungselement 105 in der Führung 104 in durchgezogenen
Linien in einer sogenannten Wartestellung in einem Bereich 128 innerhalb des Gehäuses
108 dargestellt, in der diese vor keinem Rauchgaszug 116 angeordnet sind. Der Vorteil
dieser Wartestellung liegt darin, daß einerseits die Strömung der Abgase aus den Rauchgaszügen
106 beziehungsweise in die Rauchgaszüge 106 nicht behindert wird und zum anderen die
Hitzebelastung der Bürste 105 gering gehalten werden kann, während sich der Heizkessel
im Betrieb befindet.
[0023] Die Position des Reinigungselementes 105 und der Führung 104 vor dem Rauchgaszug
106 ist in den Fig. 3 und 4 in strichlierten Linien dargestellt.
[0024] Um die Hitzebelastung des Reinigungselementes 105 noch weiter zu verringern kann
vorgesehen sein, daß die Führung 104 als zylindrische Hülse ausgeführt ist, deren
dem Wärmetauscher 115 zugewandten Öffnung 125 in der Wartestellung durch einen Dekkel
103 verschlossen ist, der fest mit dem Gehäuse 108 verbunden ist. Um den Kolben 119
vor schädlicher Hitzeeinwirkung zu schützen ist dieser von einem elastischen Hitzeschutz,
zum Beispiel in Form eines Faltenbalges 109, umgeben.
[0025] Der Antrieb des Reinigungselementes 105 in achsialer Richtung erfolgt in der Art
eines Bowdenzuges, d.h., daß ein biegsames Antriebselement 110 in einer schlauchförmigen
Hülle 111 geführt ist. Ein Ende der Hülle 111 ist am vom Wärmetauscher 115 abgewandten
Ende 126 der Führung 104 befestigt und führt durch eine Eintrittsöffnung 127 in einer
Verschlußplatte 113, die dem Wärmetauscher 115 gegenüberliegend am Gehäuse 108 mittels
Schrauben 114 angeschraubt ist.
[0026] Um den Bowdenzug 110, 111 vor schädlicher Hitzeeinwirkung zu schützen, ist dieser
von einem flexiblen Wärmeschutz 129 umgeben.
[0027] Verschoben wird die Bürste 105 mittels des Bowdenzuges 110, 111 in achsialer Richtung
durch einen, in den Zeichnungen nicht dargestellten Linearmotor, der das Antriebselement
beziehungsweise die biegsame Welle 110 antreibt.
[0028] Falls dies gewünscht wird, kann die biegsame Welle 110 auch in Drehrichtung angetrieben
werden, um der Bürste 105 zusätzlich zu ihrer achsialen Bewegung auch eine Drehbewegung
zu verleihen.
1. Reinigungseinrichtung für Rauchgaszüge (36, 106) von Wärmetauschern von, insbesondere
brennerbeheizten, Kessein mit wenigstens einem Reinigungselement (21, 105) und mit
einer Halterung (1, 20) für das Reinigungselement (21, 105), dadurch gekennzeichnet,
daß das Reinigungselement (21, 105) zum Reinigen der Rauchgaszüge (36, 106) in diese
einführbar ist.
2. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges Reinigungselement
(105) vorgesehen ist, das nacheinander einzeln in die Rauchgaszüge (106) einschiebbar
sowie über eine Verstellmechanik (101, 118) quer zur Längsrichtung der Rauchgaszüge
(106) bewegbar ist.
3. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmechanik
(101, 118) eine Führung (104) für das Reinigungselement (105) aufweist, die in achsialer
Richtung vor den Rauchgaszügen (106) positionierbar ist.
4. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellmechanik
(101, 118) die an einem Gehäuse (108) der Reinigungseinrichtung schwenkbar gelagerte
(116) sowie längenveränderbare Halterung (101), vorzugsweise einen Druckmittelzylinder,
für die Führung (104) aufweist.
5. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschwenken
der Halterung (101) ein Druckmittelzylinder (118) vorgesehen ist, der einerseits am
Gehäuse (108) und anderseits an der Halterung (101) angreift.
6. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
zum achsialen Vorschub des Reinigungselementes (105) ein biegsames Antriebselement
(110) vorgesehen ist, das einerseits mit einem Linearmotor, z.B. einem Druckmittelzylinder
oder einer Zahnstange, und anderseits mit dem Reinigungselement (105) verbunden ist.
7. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Antriebselement
(110) in einer schlauchförmigen Hülle (111) geführt ist, die einerseits im Bereich
der Führung (104) befestigt ist und anderseits durch eine Eintrittsöffnung (127) am
Gehäuse (108) geführt ist.
8. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führung (104) in einen Bereich (128) innerhalb des Gehäuses (108) verstellbar
ist, in welchem kein Rauchgaszug (106) mündet.
9. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führung (104) auf der den Rauchgaszügen (106) zugewandten Seite (125) mittels
eines Deckels (103) verschließbar ist.
10. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel
(103) ortsfest im Bereich (128) außerhalb der Rauchgaszüge (106) am Gehäuse (108)
befestigt ist.
11. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reinigungselemente
(21) vorgesehen sind, die in einem dem Abstand der Rauchgaszüge (36) entspechenden
Abstand voneinander angeordnet und parallel miteinander in die Rauchgaszüge (36) einführbar
sind.
12. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungselemente
(21) an einer gemeinsamen Halterung (20) befestigt sind.
13. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung
(20) von einem Druckmittelzylinder (18) angetrieben ist.
14. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung
von einem Zahnstangengetriebe angetrieben ist.
15. Reinigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rauchgaszug des Wärmetauschers von einem Deckel (29) verschlossen ist, und
daß im Deckel (29) Öffnungen (30) angeordnet sind, durch welche die Reinigungselemente
(21) in die Rauchgaszüge (36) einführbar sind.
16. Reingungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (30)
im Deckel (29) durch eine Verschlußeinrichtung (23) verschließbar sind.