AT511469B1 - Vorrichtung zum reinigen der aussenfläche von wärmetauschern - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Reinigen der Außenfläche (2) von Wärmetauschern (1) umfasst eine längs einer Erzeugenden des Wärmetauschers (1) vorgesehene Zahnstange (4), auf der ein Mitnehmer (8) mit einem Antriebsmotor (6) und einem in die Zahnstange (4) eingreifenden Zahnrad (5) fährt. Es kann auch eine Gewindespindel (22) mit ortsfestem Antriebsmotor (23) zum Verfahren eines Mitnehmers (24) vorgesehen sein. Mit dem Mitnehmer (8, 24) ist ein zweigeteilter Abstreifer (9, 25) mit gegen die Außenfläche (2) des Wärmetauschers (1) gerichteten federnden Schabern (12) verbunden, der die Außenfläche (2) backenartig umgreift. Das freie Ende kann in Führungsnuten (18, 19) eines Sockels (3) bei liegender Anordnung des Wärmetauschers (1) mittels Gleitstücken (20, 21) verschiebbar, jedoch gegen seitliches Auslenken gesichert sein. Ein auf dem Mitnehmer (8) mitfahrender Druckluft- oder Druckwassermotor (7) kann die Druckluft oder das Druckwasser über den Abstreifer (9) mittels Düsen (17) gegen die Außenfläche (2) ausblasen.

Description

österreichisches Patentamt AT 511 469 B1 2012-12-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen der Außenfläche von Wärmetauschern, insbesondere für Absetz- oder Rückspülbecken von Kläranlagen etwa in Verbindung mit Schwimmbädern, mit einem Abstreifer, der entlang der Außenfläche verschiebbar ist.

[0002] Die Wärmerückgewinnung mit Hilfe von Wärmetauschern aus dem Abwasser ist einerseits ein Gebot für ein energiebewusstes Leben und anderseits ein Erfordernis zur Angleichung der Temperatur des gereinigten Abwassers an die Umwelt, um negative Auswirkungen auf die Ökologie zu minimieren. Der Einsatz von Wärmetauschern bei Kläranlagen führt zwangsläufig zu Ablagerungen auf deren Außenfläche, die für den Wärmeübergang maßgebend ist. Solche Ablagerungen beeinträchtigen den Wirkungsgrad eines Wärmetauschers und können bis zu dessen Funktionslosigkeit führen. Daher müssen die Außenflächen der Wärmetauscher speziell bei der in Rede stehenden Anwendung gereinigt werden. Neben einer manuellen Reinigung mit Schrubbern gibt es automatische Reinigungssysteme. Aus der WO 95/05227 ist es bei einem Verdampfer zur Konzentration flüssiger Produkte in der chemischen Lebensmittelindustrie bekannt, Bürsten in frei wählbaren Zeitintervallen längs eines Rohrbündels im Inneren eines Kessels auf - und ab zu bewegen. Die DE 36 14 024 C1 betrifft ebenfalls eine Reinigungsvorrichtung bei Wärmetauschern mit einem frei beweglichen Abstreifer. Der Wärmetauscher ist horizontal positioniert und nach links und rechts kippbar gelagert, wobei der Abstreifer beim Kippen jeweils längs der zu reinigenden Fläche auf Grund der Schwerkraft bis in die unterste Stellung entlangfährt. Das Kippen wird durch Fluten von Kammern zu beiden Enden des Wärmetauschers erreicht.

[0003] Aus der AT 009462 U1 ist ein Abwasserwärmetauscher bekannt, der als vertikal aufgestellter kreiszylindrischer Kessel mit glatter Außenfläche ausgebildet ist. Dieser Kreiszylindermantel wird durch Bürsten, Schaber oder dergleichen gereinigt, die diametral zueinander vertikal nach unten orientiert auf einem über dem Kessel rotierenden Träger angeordnet sind. Die Rotationsachse entspricht der Mittelachse des kreiszylindrischen Kessels.

[0004] Die Erfindung zielt darauf ab, eine Vorrichtung zu schaffen, die zur Gänze im Becken unterhalb des Flüssigkeitsniveaus verbleiben kann und die auch für liegende Wärmetauscher geeignet ist, welche auf einem Gestell oder Sockel nahe dem Boden des Beckens positioniert sind. Dies wird dadurch erreicht, dass längs einer Erzeugenden der insbesondere als Kreiszylinder ausgebildeten Außenfläche eine Zahnstange oder eine drehbar gelagerte Gewindespindel vorgesehen ist, auf welcher ein Mitnehmer für den Abstreifer geführt ist, wobei der Mitnehmer entweder einen Antriebsmotor für ein Zahnrad umfasst, welches in die Zahnstange eingreift, oder als Formschlussteil ausgebildet ist, der in die Gewindespindel eingreift, welche mit einem Antriebsmotor gekuppelt ist. Der Mitnehmer läuft also auf der Zahnstange entweder selbstfahrend oder wird durch die Gewindespindel an Stelle der Zahnstange längs der Mantelfläche des zylindrischen Wärmetauschers bewegt. Unter einer zylindrischen Form ist nicht ausschließlich die kreiszylindrische Form zu verstehen. Die Summe von parallelen Erzeugenden, die alle durch einen geschlossenen Linienzug (Kreis, Ellipse, Dreieck, Vieleck...) gehen, können die Mantelfläche für den Wärmetauscher bilden. Der Mitnehmer ist mit einer Laufkatze zu vergleichen, an der der Abstreifer senkrecht hängend bzw. starr befestigt ist. Infolge einer symmetrischen Anordnung und der Position des Mitnehmers in der durch die Mittelachse des Wärmetauschers gehenden Symmetrieebene ergibt sich eine ausgeglichene Kräfteverteilung auf den Mitnehmer ohne einseitige Belastung. Die Führung kann durch Backen auf der Zahnstange beiderseits des Zahnrades oder einfach durch den Abstreifer selbst erfolgen, der den Mitnehmer in der Mittelebene und daher auf der Zahnstange hält. Es ist zweckmäßig, wenn der Abstreifer als ring- oder hülsenförmige Manschette konzentrisch zur Außenfläche des Wärmetauschers ausgebildet ist und über eine Vielzahl von gegen die Außenfläche gerichtete Schaber verfügt. Die Schaber können als Federzungen ähnlich einer Spachtel ausgebildet sein. Wenn der Wärmetauscher nur an den beiden Enden gelagert ist, dann kann ein geschlossener Abstreifer verwendet werden. Bei Halterungen unterhalb des Wärmetauschers zur Befestigung an dem Beckenboden ist es vorteilhaft, wenn die Manschette aus zwei backenartigen Halbschalen 1 /4 österreichisches Patentamt AT511 469 B1 2012-12-15 gebildet ist, die jeweils von dem Mitnehmer ausgehend die Außenfläche übergreifen. Eine Optimierung der Gesamtkonstruktion wird erreicht, wenn die Zahnstange oder die Gewindespindel an dem zylindrischen Wärmetauscher diametral zu einem Sockel angeordnet ist, der zur horizontalen, liegenden Anordnung des Wärmetauschers am Boden des Beckens von der Außenfläche des Wärmetauschers auskragt und diese im Abstand zum Boden positioniert. Dabei hat es sich als wirkungsvoll erwiesen, wenn der Antriebsmotor ein Druckluft- bzw. Druckwassermotor ist und wenn das ausströmende Medium bei der Ausführung mit Zahnstange und einem am Mitnehmer angeordneten, mitfahrenden Antriebsmotor, vorzugsweise mittels Düsen längs des Abstreifers, beispielsweise zwischen den Schabern, gegen die Außenfläche des Wärmetauschers gerichtet ist. Die Energieversorgung erfolgt derart, dass bei der Ausführung mit Zahnstange und einem auf dem Mitnehmer für den Abstreifer mitfahrenden Antriebsmotor, eine flexible Zuleitung, insbesondere in Form eines Spiralschlauches von einem Kompressor oder einer Hydraulikpumpe ausgeht und an den mitfahrenden Antriebsmotor angeschlossen ist. Der Einsatz von Druckluft oder Druckwasser (allenfalls mit Zusätzen) hat den besonderen Effekt, dass das abströmende Medium ergänzend zum Ablösen und zum Wegschaffen der Ablagerungen von der Außenfläche des Wärmetauschers herangezogen werden kann. Eventuelle Leckstellen sind bei diesem Antriebssystem völlig unkritisch.

[0005] Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in den Zeichnungen dargestellt.

[0006] Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Wärmetauschers mit der Vorrichtung zum Reinigen, [0007] Fig. 2 eine Ansicht der Stirnseite zu Fig. 1 und [0008] Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht einer Alternative zu Fig. 1.

[0009] Ein Wärmetauscher 1 gemäß Fig. 1 bis 3 ist hier als kreiszylindrischer Kessel ohne der stirnseitigen Anschlüsse dargestellt. Grundsätzlich erhöht sich der Wirkungsgrad, je größer die Außenfläche 2 ist, über die der Wärmeübergang erfolgt. Dies kann beispielsweise durch Rippen am Außenmantel aber auch durch entsprechende Vergrößerung, insbesondere Verlängerung des Baukörpers bewirkt werden. Im Absetzbecken von Kläranlagen steht zumeist genügend Bodenfläche zur Verfügung, um vergrößerte Wärmetauscher 1 unterzubringen. Man bevorzugt bei dieser Anwendung glatte Außenflächen 2, um den Inhaltsstoffen der flüssigen Phase der Kläranlagen möglichst geringe Möglichkeiten zur Ablagerung zu bieten. Eine Einhüllung des Wärmetauschers 1 durch diese Feststoffe würde den Wärmetauscher 1 rasch wirkungslos machen. Der Wärmetauscher 1 ruht hier auf einen Sockel 3 am Grund eines Beckens. Am Scheitel der Außenfläche 2 ist eine Zahnstange 4 starr angeordnet, in die ein Zahnrad 5 eingreift, welches über ein Getriebe von einem Antriebsmotor 6, hier einem Druckluft- oder Druckwassermotor 7, angetrieben wird. Diese Baugruppe stellt den Mitnehmer 8 für einem Abstreifer 9 dar, der als geteilter Ring oder als geteilte Manschette 10, 11 vom Mitnehmer 8 ausgehend die Außenfläche 2 des Wärmetauschers 1 beiderseits backenartig bis zum Sockel 3 umfasst. Der Abstreifer 9 trägt eine Vielzahl von Schabern 12, die spachtelartig gegen die Außenfläche 2 gerichtet sind und auf dieser mit einem spitzen Winkel aufliegen. In Fig. 1 sind die Schaber 12 nach beiden Richtungen orientiert.

[0010] Der Mitnehmer 8 fährt bei Aktivierung des Druckluft- oder Druckwassermotors 7 längs der Zahnstange 4. Die Vorschubrichtung wird an den Anschlägen 13, 14 in die jeweilige Gegenrichtung umgesteuert. Ein Kompressor oder eine Hydraulikpumpe 15 ist außerhalb des Beckens der Kläranlage vorgesehen. Die Verbindung zum Druckluft- oder Druckwassermotor 7 wird gemäß Fig. 1 und 2 mittels eines flexiblen Schlauches 16 hergestellt.

[0011] Der Druckluft- oder Druckwassermotor 7 bläst die für den Antrieb zugeführte Luft und/oder das Druckwasser über Düsen 17 in den Bereich der Schaber 12 aus und sorgt so für eine zusätzliche Oberflächenreinigung bzw. auch für den Abtransport der abgeschabten Ablagerungen aus dem Bereich der Außenfläche 2 des Wärmetauschers 1.

[0012] Die Fig. 1 und 2 zeigen im Sockel 3 zu beiden Seiten eine Führungsnut 18, 19, vorzugsweise mit (nicht dargestellten) Hinterschneidungen, in die jeweils Gleitstücke 20, 21 an den freien Enden der beiden Hälften des Abstreifers 9 eingreifen. Auf diese Weise kann ein radiales 2/4

Claims (7)

1. österreichisches Patentamt AT 511 469 B1 2012-12-15 Ausweichen oder Öffnen des geteilten Ringes oder der geschlitzten Manschette 10, 11 vermieden werden. [0013] Fig. 3 betrifft eine Variante für den reversierenden Vorschubantrieb. An Stelle der Zahnstange 4 in Fig. 1 und 2 ist hier eine drehbar gelagerte Gewindespindel 22 vorgesehen, die von einem Antriebsmotor 23 (z.B. Druckluft- oder Hydraulikmotor) angetrieben wird. Als Mitnehmer 24 für den Abstreifer 25 ist eine Mutter vorgesehen, die auf der Gewindespindel 22 läuft. Der Abstreifer 25 ist als annähernd halbkreisförmiges Bogenstück dargestellt, das zu beiden Seiten mit dem Mitnehmer 24 verschweißt ist und so die drehfeste Führung des Mitnehmers 24 bewirkt. Der Abstreifer 25 trägt Schaber 12, sinngemäß entsprechend Fig. 1 und 2. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Reinigen der Außenfläche von Wärmetauschern, insbesondere für Absetz- oder Rückspülbecken von Kläranlagen etwa in Verbindung mit Schwimmbädern, mit einem Abstreifer, der entlang der Außenfläche verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass längs einer Erzeugenden der insbesondere als Kreiszylinder ausgebildeten Außenfläche (2) eine Zahnstange (4) oder eine drehbar gelagerte Gewindespindel (22) vorgesehen ist, auf welcher ein Mitnehmer (8, 24) für den Abstreifer (9, 25) geführt ist, wobei der Mitnehmer (8, 24) entweder einen Antriebsmotor (6) für ein Zahnrad (5) umfasst, welches in die Zahnstange (4) eingreift, oder als Formschlussteil ausgebildet ist, der in die Gewindespindel (22) eingreift, welche mit einem Antriebsmotor (23) gekuppelt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifer (9, 25) als ring- oder hülsenförmige Manschette (10, 11) konzentrisch zur Außenfläche des Wärmetauschers ausgebildet ist und über eine Vielzahl von gegen die Außenfläche (2) gerichtete Schaber (12) verfügt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (10, 11) aus zwei backenartigen Halbschalen gebildet ist, die jeweils von dem Mitnehmer (8, 24) ausgehend die Außenfläche (2) übergreifen.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (4) oder die Gewindespindel (22) an dem zylindrischen Wärmetauscher (1) diametral zu einem Sockel (3) angeordnet ist, der zur horizontalen, liegenden Anordnung des Wärmetauschers (1) am Boden des Beckens von der Außenfläche (2) des Wärmetauschers (1) auskragt und diese im Abstand zum Boden positioniert.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Sockel (3) zu beiden Seiten eine längsgerichtete, vorzugsweise hinterschnittene Führungsnut (18, 19) vorgesehen ist, in welche jeweils ein mit dem freien Ende einer Hälfte des Abstreifers (9, 25) verbundenes Gleitstück (20, 21) eingreift.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (6, 23) ein Druckluft- bzw. Druckwassermotor (7) ist und dass das ausströmende Medium bei der Ausführung mit Zahnstange (4) und am Mitnehmer (8) angeordneten, mitfahrenden Antriebsmotor (6) vorzugsweise mittels Düsen (17) längs des Abstreifers (9), beispielsweise zwischen den Schabern (12), gegen die Außenfläche (2) des Wärmetauschers (1) gerichtet ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ausführung mit Zahnstange (4) und einem auf dem Mitnehmer (8) für den Abstreifer (9) mitfahrenden Antriebsmotor (6), eine flexible Zuleitung (16), insbesondere in Form eines Spiralschlauches von einem Kompressor oder einer Hydraulikpumpe (15) ausgeht und an den mitfahrenden Antriebsmotor (6) angeschlossen ist. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 3/4