-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von Gegenständen mit Hilfe von Wasser. Ein derartiges Verfahren ist aus der Praxis bekannt.
-
Bei diesem bekannten Verfahren wird Wasser mit verhältnismäßig niedriger Temperatur, zum Beispiel kaltes Leitungswasser, in einem Behälter unter Druck gebracht und anschließend über eine Spritzlanze gegen eine Mauer oder Boden gespritzt. Hierdurch wird zum Beispiel Schmutz wie Erde, Fett, lose Farbe oder Blatt und dergleichen losgespült und mit Wasser weggeführt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass mit einer verhältnismäßig einfachen Vorrichtung in umweltfreundlicher Weise Gegenstände gereinigt werden können. Ein Nachteil davon ist jedoch, dass nur verhältnismäßig locker sitzender Schmutz damit entfernt werden kann.
-
Weiter ist es bekannt, mit unter Druck verspritztem Wasser mit darin gelösten Chemikalien zu reinigen. Dies hat den Vorteil, dass mehr Arten von Schmutz entfernt werden können, jedoch treten hierbei umwelttechnische Nachteile auf.
-
DE 44 14 971 C1 offenbart eine Steuervorrichtung für ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Hochdruckpumpe, die Reinigungsflüssigkeit in einen von einem Heizgerät beheizten Wärmetauscher pumpt, mit an den Auslass des Wärmetauschers anschließenden verschließbaren Auslassen mit unterschiedlichem Auslassquerschnitt, mit einer einen Teilstrom von der Druckseite der Hochdruckpumpe zu deren Saugseite führenden, verschließbaren Bypass-Leitung und mit einem die Temperatur am Auslass des Wärmetauschers bestimmenden Temperatursensor.
-
DE 35 26 024 A1 offenbart ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Hochdruckpumpe für das zu versprühende Reinigungsmedium, einer Heizung für das Reinigungsmedium und einer vom Druck des von der Pumpe geförderten Reinigungsmediums abhängig arbeitenden Schalteinrichtung, die die Hochdruckpumpe beim Überschreiten eines Maximaldruckes aus- und beim Unterschreiten eines Minimaldruckes einschaltet.
-
DE 29 28 255 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Erzeugen von heißem, unter Druck stehendem Wasser, insbesondere in ortsbeweglicher Ausbildung, mit einer Pumpe für das Wasser, einem der Pumpe folgenden Wärmetauscher zum Erhitzen des Wassers, einem durch den Benutzer betätigbaren Absperrventil für das Wasser am Auslass des Wärmetauschers und mit einer selbsttätigen Überwachungseinrichtung, die mindestens einen, auf den Wasserdruck ansprechenden und die Tätigkeit der Pumpe beeinflussenden Druckfühler umfasst.
-
Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird zum Reinigen von Oberflächen Dampf benutzt. Dabei wird Wasser erhitzt und stark vernebelt, wobei außerdem Chemikalien mitvernebelt werden, worauf das Gemisch als Dampf verspritzt wird. Hiermit kann auch fester sitzender Schmutz entfernt werden, jedoch ist diese Methode verhätnismäßig langsam, während außerdem zum Durchführen eines derartigen Verfahrens verhältnismäßig komplizierte Vorrichtungen notwendig sind. Außerdem ist auch dieses Verfahren umweltunfreundlich.
-
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art, wobei die genannten Nachteile der bekannten Verfahren großenteils vermieden sind, unter Beibehaltung der Vorteile davon. Dazu wird ein Verfahren nach der Endung durch die Maßnahmen nach Anspruch 1 gekennzeichnet.
-
Bei einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird Wasser benutzt, das unter hohem Druck über eine erwärmte Hochdruckleitung zu einer Spritzdüse geführt wird, wobei Druck und Temperatur derart eingestellt werden, dass wenigstens unmittelbar vor dem Verlassen der Spritzdüse das Wasser nahezu die Siedetemperatur erreicht hat. Dadurch wird das Wasser als siedendes Wasser verspritzt. Hiermit kann der Strahl auf einen zu reinigenden Gegenstand gerichtet werden, derart, dass die Verschmutzung erhitzt, von dem Gegenstand gelöst und mit dem Wasser abgeführt wird, wobei das Wasser mit Hilfe einer durch einen Motor angetriebenen Pumpe durch die Hochdruckleitung geführt und darin erwärmt wird, wobei durch Anpassung der Drehzahl des Motors der Arbeitsdruck auf den zu entfernenden Schmutz und auf den zu reinigenden Untergrund eingestellt wird. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, dass dieses siedende Wasser für die Reinigung genügt, womit zum Beispiel Farbe, Graffiti und Kaugummi von nahezu jedem Untergrund entfernt werden kann, ohne dass der Untergrund dabei beschädigt wird. Auch können zum Beispiel Unkraut, Algen und Moos hiermit entfernt werden. Gegebenenfalls zurückbleibende Teile davon werden, wenn lebend, außerdem durch das siedende Wasser getötet, wodurch ein Rückwachstum verhältnismäßig lange hinausgeschoben wird. Mit einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung können daher zum Beispiel Böden und Fassaden gereinigt werden, sowie Ornamente, Denkmäler und dergleichen. Es wird klar sein, dass die Verwendung von nur Wasser für die reinigende Wirkung umwelttechnisch vorteilhaft ist, während das verspritzte Wasser genügend Kraft hat, um in Kombination mit der hohen Temperatur nahezu jede Schmutzart ohne Beschädigung vom Untergrund zu entfernen.
-
Dadurch, dass Wasser durch die Hochdruckleitung gepumpt wird, wobei durch Anpassung der Drehzahl der Pumpe der Arbeitsdruck des Wassers in der Druckleitung angepasst werden kann, kann in besonders einfacher Weise der Druck des Wassers beim Verlassen der Spritzdüse auf den zu entfernenden Schmutz und insbesondere auf den zu reinigenden Untergrund eingestellt werden. Hierdurch kann noch besser verhindert werden, dass Beschädigung der zu reinigenden Oberfläche auftritt.
-
Bei einem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung werden verhältnismäßig hohe Drücke angewendet, insbesondere ein Wasserdruck von mehr als 15 bar (15·105 N/m2). Mehr insbesondere werden Drücke von mehr als 25 bar verwendet, zum Beispiel Drücke zwischen 25 und 350 bar. Innerhalb dieses Bereiches kann stets der richtige Druck gewählt werden. So wird zum Entfernen von Unkraut und dergleichen ein niedrigerer Druck genügen als zum Entfernen von Kaugummi und Graffiti von Hartgesteinfassaden oder Metall, wobei verhältnismäßig hohe Drücke vorteilhaft sein können.
-
Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Vorrichtung zum Reinigen von Gegenständen mit Wasser, gekennzeichnet durch die Maßnahmen nach Anspruch 7.
-
Eine derartige Vorrichtung ist verhältnismäßig einfach bezüglich Aufbau und Verwendung, während hiermit in umweltfreundlicher Weise schnell und zweckmäßig Gegenstände gereinigt werden können. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Anwendung eines Verfahrens wie oben beschrieben.
-
Eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird in einer vorteilhaften Ausführungsform durch die Maßnahmen nach Anspruch 8, insbesondere nach Ansprüchen 8 und 9, gekennzeichnet.
-
Die Verwendung einer Hochdruckspirale in den Heizmitteln bietet den Vorteil, dass ein verhältnismäßig kompakter Aufbau erhalten werden kann, wobei die Vorrichtung außerdem energetisch vorteilhaft ist. Öl- oder benzingeheizte Hochdruck-Heizspiralen haben dabei den Vorteil, dass diese energetisch besonders vorteilhaft sind und außerdem die Verwendung der Vorrichtung unabhängig von Verteilungsnetzen für zum Beispiel Gas oder Elektrizität ermöglichen. Es verdient dabei den Vorzug, daß die Druckmittel, insbesondere die Pumpe, durch einen Verbrennungsmotor angetrieben werden, der denselben Treibstoff verwendet wie die Heizmittel. Hierdurch wird eine autonome Verwendung noch weiter vereinfacht, ohne daß dafür besondere Einrichtungen notwendig sind.
-
Vorzugsweise werden bei einer Verrichtung nach der Erfindung Fernbedienungsmittel verwendet, insbesondere der drahtlosen Art zur Regelung der Druckmittel und der Heizmittel, wodurch während der Arbeit stets der gewünschte Wasserdruck und Temperatur geregelt werden können. Selbstverständlich kann auch nur der Wasserdruck geregelt werden.
-
Bei einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine Hochdruck-Flachstrahldüse als Spritzdüse verwendet. Hierdurch kann in einfacher und schneller Weise eine verhältnismäßig große Oberfläche gereinigt werden, während verhindert wird, daß die Spritzdüse sich verstopft, und wobei eine Berührungsfläche zwischen Wasser und Oberfläche erhalten wird, die sehr flach, vorzugsweise nahezu linienförmig ist. Hiermit wird eine sehr gute reinigende Wirkung ohne Oberflächenbeschädigungen erhalten. Das Wasser funktioniert als Stechmesser oder Spachtel.
-
In den weiteren Unteransprüchen sind nähere vorteilhafte Ausführungsformen eines Verfahren und einer Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben.
-
Zur Klarstellung der Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren nach der vorliegenden Erfindung im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen darin:
-
1 schematisch eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung; und
-
2 eine Flachstrahldüse mit einem daraus austretenden Wasserstrahl.
-
1 zeigt schematisch eine Vorrichtung, die mit einem Wasservorratsbehälter 2, einer durch einen Motor 4 angetriebenen Hochdruckpumpe 3, einem Durchlauferhitzer 5 und einer Spritzvorrichtung 6 versehen ist, die über eine erste, zweite beziehungsweise dritte Leitung 7, 8, 9 miteinander verbunden sind.
-
Zum Zuführen von Wasser ist der Vorratsbehälter 2 an Zuführmittel 10, in Form eines Niederdruckschlauches 11 und eines Zuführfilters 12, anschließbar. Der Vorratsbehälter 2 ist mit einer Hochdruckpumpe 3 verbunden, mit der das Wasser während der Verwendung aus dem Vorratsbehälter 2 in Richtung auf den Durchlauferhitzer 5 gepumpt wird. Die Pumpe 3 wird dazu über Transmissionsmittel 25 durch den Verbrennungsmotor 4 angetrieben.
-
Der Motor 4 ist mit einem Gashebel oder Gaspedal 15 versehen, mit dem die Drehzahl des Motors von einem Benutzer stufenlos eingestellt werden kann. Diese Drehzahl bestimmt zusammen mit der daran angeschlossenen Hochdruckpumpe 3 den Umfang des Wasserdurchsatzes, der aus dem Vorratsbehälter 2 über eine erste und eine zweite Leitung 7, 8 in Richtung auf den Durchlauferhitzer 5 gepumpt wird.
-
Der Durchlauferhitzer 5 in 1 ist als Hochdruck-Brennerspirale 24 ausgeführt. Die Spirale 24 wird durch eine ölgeheizte Brenneranlage 30 erhitzt. Selbstverständlich kann die Brenneranlage 30 auch eine gasgeheizte oder andersartige Brenneranlage sein. Hiermit wird das Wasser, das durch die Spirale 24 strömt, auf eine Temperatur erhitzt, die von gerade unter bis weit über dem Siedepunkt schwankt, zum Beispiel zwischen 95 und 140°C. Die Temperatur kann mit Hilfe einer Thermostatregelung 31 auf einen gewünschten Wert geregelt werden. In diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die Thermostatregelung 31 einen ersten und einen zweiten Thermostaten 32, 33 sowie einen Schutzthermostaten 34, dessen Funktion im folgenden besprochen werden wird. Der erste Thermostat 32 regelt die Temperatur bis unter den Siedepunkt, insbesondere bis 98°C. Der zweite Thermostat 33 regelt die Temperatur von 98 bis etwa 140°C. Der Benutzer kann mittels eines Wahlschalters einen der beiden Thermostaten 32, 33 einschalten und damit nach Wunsch die Vorrichtung als Warmwasserreiniger oder als Siedewasserreiniger verwenden.
-
Der Durchlauferhitzer
5 ist über eine Hochdruckleitung
9 und eine Haspel
13 mit einer Spritzvorrichtung
6, zum Beispiel einer Hochdruckpistole, verbunden. Dank der Haspel
13 kann die Leitung
9 verhältnismäßig lang ausgeführt werden, was für den Bereich der Reinigungsvorrichtung günstig ist. Mit der Spritzvorrichtung
6 wird das erhitzte Wasser unter hohem Druck auf die zu reinigende Oberfläche oder Objekt gespritzt. Dazu ist die Spritzvorrichtung
6 mit einer Hochdruck-Flachstrahldüse
35 versehen. Eine derartige Flachstrahldüse
35 ist zum Beispiel aus dem Patent
EP 0862950 bekannt. Derartige Flachstrahldüsen haben eine solche Auslaßöffnung
36, daß der austretende Strahl einen divergierenden Verlauf hat, wie in
2 gezeigt, mit einem verhältnismäßig kleinen Scheitelwinkel α und Dicke d. So liegt der Scheitelwinkel α vorzugsweise zwischen 10 und 20° und ist die Dicke d des Strahles vorzugsweise kleiner als einige Millimeter. Das aus der Düse austretende siedende Wasser vernebelt sich dank der speziellen Auslaßöffnung
36 nicht zu Dampf, sondern wird in einem flachen stechmesser- oder spachtelförmigen Strahl zusammengehalten.
-
Die Vorrichtung umfaßt weiter unterschiedliche Schutzsysteme. So ist der Vorratsbehälter 2 mit Mitteln ausgerüstet, um das Wasserniveau innerhalb bestimmter Grenzen zu halten. Das maximale Wasserniveau wird mit Hilfe eines Schwimmerventils 16 und einer Überlaufeinrichtung 17 aufrechterhalten. Das minimale Wasserniveau wird durch einen Niederwasserschutz 14 aufrechterhalten, der, wenn das Wasserniveau in dem Vorratsbehälter 2 zu niedrig zu werden droht, die Drehzahl des Motors 4 anpaßt, so daß der aus dem Vorratsbehälter 2 gepumpte Wasserdurchsatz abnimmt.
-
Weiter sind zwischen der Hochdruckpumpe 3 und dem Durchlauferhitzer 5 Druckschutzmittel 18 vorgesehen, die ein Manometer 19, einen Druckregelautomaten 20, einen Druckschalter 21, einen Durchlaufschalter 22 und ein Schutzventil 23 umfassen. Der Druckregelautomat 20 regelt den Druck in der zweiten Leitung 8 dadurch, daß mehr oder weniger Wasser über eine vierte Leitung 26 zu dem Vorratsbehälter 2 zurückgeführt wird, so daß der Druck nicht unzulässig hoch wird. Das Schutzventil 23 bildet einen zusätzlichen Schutz, falls der genannte Druck, trotz des Druckregelautomaten 20, dennoch einen vorgewählten maximalen Wert überschreitet, zum Beispiel 350 bar. Das Schutzventil 23 wird sich in diesem Fall öffnen, wodurch das Wasser aus der Vorrichtung spritzen wird. Dies verursacht eine Abnahme des Druckes und gibt außerdem ein deutliches Signal an den Benutzer ab, daß der Druckregelautomat 20 ungenügend funktioniert. Die Schalter 21, 22 sollen als Schutz für die Brenneranlage 30 dienen. Diese wird nicht wirksam, bevor beide Schalter 21, 22 eingeschaltet sind. Der Druckschalter 21 schaltet erst ein, nachdem im System ein minimaler Druck aufgebaut worden ist, zum Beispiel 25 bar, während der Durchlaufschalter 22 einschaltet, wenn ein Minimumdurchsatz durch die Leitung 8 ermittelt worden ist. Die Schalter 21, 22 sorgen also dafür, daß bei wirksamer Brenneranlage 30 ein Minimumdurchsatz durch den Durchlauferhitzer 5 strömt sowie ein Minimumdruck darin herrscht, so daß die Gefahr einer Überhitzung der Anlage beschränkt wird.
-
Weiter ist ein Schutzthermostat 34 vorgesehen, der die Verbrennungsanlage 30 ausschaltet, wenn das Wasser in dem Durchlauferhitzer 5 aus irgendwelchem Grunde in die falsche Richtung strömt, das heißt zu der Pumpe 3 zurückströmt. Hiermit wird wiederum die unerwünschte Situation vermieden, daß die Verbrennungsanlage 30 einen leeren oder nicht gut wirkenden Durchlauferhitzer 5 (über)hitzen würde.
-
Eine Vorrichtung nach 1 kann wie folgt verwendet werden. Der Vorratsbehälter 2 wird mit den Zuführmitteln 10 an ein Wasserleitungsnetz oder einen Behälter angeschlossen. Dieses Leitungswasser, dem weiter keine Chemikalien zugesetzt werden, wird aber die genannten Zuführmittel 10 in den Vorratsbehälter 2 gebracht und von dort über die erste Leitung 7 mit der Hochdruckpumpe 3 und die zweite Leitung 8 zu dem Durchlauferhitzer 5 gepumpt. Der Arbeitsdruck in der Vorrichtung kann durch Anpassung der Drehzahl des Motors 4 mit Hilfe des Gashebels oder Gaspedals 15 eingestellt werden. Übrigens können hierzu auch drahtlos zu betätigende Abstandsmittel vorgesehen sein. Der durch die Hochdruckpumpe 3 gepumpte Durchsatz wird durch die Anpassung der Drehzahl zu- oder abnehmen. Dieser Durchsatz bestimmt in Kombination mit der Auslaßöffnung der Flachstrahldüse 36 im wesentlichen den innerhalb der Vorrichtung herrschenden Arbeitsdruck sowie den Wasserdruck beim Austreten aus der Düse 36. Dank der stufenlosen Einstellmöglichkeit der Motordrehzahl kann jeder gewünschte Arbeitsdruck beziehungsweise Wasserdruck innerhalb der gewählten minimalen und maximalen Grenzen eingestellt werden. Bei maximaler Drehzahl des Motors 4 können diese Drücke zum Beispiel 350 bar betragen. In der Praxis werden niedrigere Drehzahlen eingestellt werden, wodurch Arbeits- und Wasserdruck zwischen 25 und 200 bar liegen werden. Das unter diesem hohen Druck stehende Wasser wird während der Durchströmung der Spirale 24 auf eine Temperatur zwischen 95 und 140°C erhitzt. Diese Temperatur kann unabhängig vom Arbeitsdruck geregelt werden und wird mit Hilfe der vorbeschriebenen Thermostaten 32, 33 eingestellt, wobei die Wahl des Thermostaten 32 zu einer Warmwassertemperatur unter dem Siedepunkt führen wird, während die Wahl des Thermostaten 33 zu Wasser mit einer Temperatur über dem Siedepunkt führt.
-
Nach dem Durchlaufen des Durchlauferhitzers 5 wird das Wasser über die dritte Leitung 9 und die Haspel 13 zu der Spritzvorrichtung 6 geführt, wo das siedende Wasser unter hohem Druck die Düse 35 in einem scharfen Flachstrahl verläßt.
-
Eine derartige Vorrichtung kann zum Entfernen von zum Beispiel Farbe, Graffiti und Kaugummi von Mauern und Böden angewendet werden, ohne daß dabei der Untergrund beschädigt wird. Die gute reinigende Wirkung beruht auf der Kombination der hohen Temperatur des Wassers und der Form und Kraft des Wasserstrahles. Unter dem Einfluß des siedenden Wassers bricht die zu entfernende Substanz, zum Beispiel Farbe oder Kaugummi, in kleine Teilchen, die danach durch die Kraft des Strahles entfernt und mit dem Wasser abgeführt werden. Das Verfahren eignet sich zur Verwendung mit normalem Leitungswasser. Extra Zusätze in Form von Reinigungsmitteln oder anderen Chemikalien sind nicht erforderlich, wodurch eine sehr umweltfreundliche Reinigungsweise erhalten wird.
-
Die Vorrichtung kann zum Transport zu dem zu reinigenden Objekt in ihrem Ganzen auf einen Anhänger gesetzt werden.
-
Die Erfindung ist nicht auf die in der Beschreibung und den Beispielen gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Viele Abwandlungen sind innerhalb des durch die Ansprüche geschilderten Rahmens der Erfindung möglich.
-
So kann die Hochdruckpumpe in obiger Figur eine rotierende Kolbenpumpe, eine Plungerpumpe, Zellenpumpe oder eine irgendwie anders für hohe Drücke geeignete Pumpe sein. Der Antriebsmotor 4, der in obiger Ausführung als Dieselölmotor ausgeführt ist, kann zum Beispiel auch ein Gasmotor sein, wobei dieser im Hinblick auf die Mobilität der Vorrichtung mit einem Gasbehälter kombiniert werden kann. Auch der Durchlauferhitzer kann an Stelle einer Spiralform jede aus der Praxis bekannte Form haben. Weiter kann die Spritzvorrichtung 6 mit unterschiedlichen Arten von Besen, Schwämmen und anderen an sich bekannten Reinigungsmitteln zum Reinigen größerer Oberflächen unter hohem Druck und Temperaturen kombiniert werden.
-
Diese und vergleichbare Abwandlungen werden als in den durch die Ansprüche geschilderten Rahmen der Erfindung fallend erachtet.
