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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen von Oberflächen, insbesondere Wärmeaustauschflächen, eines Verbrennungskessels. Die Erfindung kommt insbesondere bei Verbrennungskesseln von fossil befeuerten Kraftwerksanlagen, Müllverbrennungsanlagen und/oder Kraftwerken betrieben mit Biomasse zum Einsatz.
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Bei bekannten Reinigungsvorrichtungen für Verbrennungskessel kommen auch flexible Reinigungsschläuche zum Einsatz, die zum Reinigen eines Verbrennungskessels durch Durchlässe einer Wandung des Verbrennungskessels in der Regel senkrecht in den Verbrennungskessel eingelassen werden. Hierzu ist der Reinigungsschlauch regelmäßig außerhalb des Verbrennungskessels und im Bereich eines jeweiligen Durchlasses einer Wandung des Verbrennungskessels auf einer Schlauchtrommel aufgewickelt, mit deren Hilfe der Reinigungsschlauch zum Reinigen in den Verbrennungskessel herab gelassen werden kann und anschließend wieder herausziehbar ist. Zwischen einzelnen Reinigungszyklen ist der Reinigungsschlauch im Wesentlichen vollständig aus dem Verbrennungskessel entfernt und auf der Schlauchtrommel aufgewickelt. Eine solche Vorrichtung geht beispielsweise aus der
EP 1 256 761 B1 hervor.
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Zum Reinigen von Oberflächen, wie insbesondere Wärmeaustauschflächen, weist dasjenige Ende des Reinigungsschlauchs, das in den Verbrennungskessel herabgelassen wird, regelmäßig einen Düsenkopf mit mindestens einer Düse auf, insbesondere mit Pralltellerdüse. Über die Düsen des Düsenkopfes wird ein Reinigungsmedium auf zu reinigende Oberflächen des Verbrennungskessels aufgesprüht, um dort anhaftende Verunreinigungen bzw. Verbrennungsrückstände, wie Asche und/oder Schlacke, zumindest teilweise zu entfernen. Hierbei ist eine schonende aber gleichzeitig gründliche Reinigung gewünscht, um insbesondere isolierende Verschlackungen an Wärmeaustauschflächen zumindest teilweise zu entfernen, ohne dabei die Wärmeaustauschflächen zu beschädigen.
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Aus der
WO 2005/032725 A2 ist beispielsweise eine Reinigungsvorrichtung für Wärmetauscher bekannt, die einen in einer Schlauchtrommel aufwickelbaren Reinigungsschlauch zur Zuführung eines Reinigungsmediums zu dem Wärmetauscher aufweist. Die Reinigungsvorrichtung weist einen Antrieb für den Reinigungsschlauch auf, mit dem der Reinigungsschlauch der Schlauchtrommel über einen Ablagearm zuführbar ist. Hierzu ist die Schlauchtrommel über eine zentrale Antriebsachse mit der Antriebseinheit des Reinigungsschlauchs verbunden. Die Antriebseinheit ist über die Antriebsachse mit der Schlauchtrommel rotierbar.
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Die
US 2010/071 734 A1 offenbart ein hydraulisch angetriebenes Lanzensystem zur Reinigung eines Dampferzeugers in einem Kernkraftwerk. Mit dem Lanzensystem sind Fremdstoffe, wie z. B. Schlamm, die sich um Wärmeübertragungsrohre im Dampferzeuger ablagern, entfernbar.
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Die
WO 2005/054 770 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Reinigung von Wärmeaustauschflächen, die eine Zuleitung für ein Reinigungsfluid und eine Fluidverteileinrichtung umfasst, die an einem Ende der einen Zuleitung angeordnet ist. Die Zuleitung ist in eine erste Richtung quer zu einer Ausdehnungsachse biegbar und in zumindest eine zweite Richtung quer zur Ausdehnungsachse biegesteif ausgeführt.
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Es ist zudem bekannt, dass eine besonders intensive und schonende Reinigung der Oberflächen eines Verbrennungskessels durch einen rotierenden Düsenkopf erzielbar ist. Hierzu ist der Düsenkopf drehbar an einem Ende des Reinigungsschlauchs gelagert und weist einen Antrieb auf, mit dessen Hilfe der Düsenkopf in Rotation versetzt werden kann. Um den Düsenkopf am Ende eines Reinigungsschlauchs im Verbrennungskessel in Rotation zu versetzen, ist regelmäßig eine komplexe Strömungsführung des Reinigungsmediums innerhalb des Düsenkopfs erforderlich. So sind beispielsweise innerhalb der Düsenköpfe Rotoren angeordnet, mit denen der Düsenkopf durch das durchströmende Reinigungsmedium in Rotation versetzt wird. Ein solcher Düsenkopf geht beispielsweise aus der
DE 201 22 403 U1 hervor. Die rotatorisch antreibbaren Reinigungsköpfe bekannter Reinigungsvorrichtungen zeichnen sich daher durch einen komplexen und wartungsintensiven Aufbau aus.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten technischen Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere eine Reinigungsvorrichtung für einen Verbrennungskessel anzugeben, mit der ein Düsenkopf am Ende eines Reinigungsschlauchs innerhalb des Verbrennungskessels besonders einfach und kostengünstig antreibbar ist.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einer Reinigungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Reinigungsvorrichtung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung für einen Verbrennungskessel weist einen hochtemperaturfesten Reinigungsschlauch zur Zuführung eines Reinigungsmediums in den Verbrennungskessel auf, eine um eine erste Drehachse drehbare Schlauchtrommel, in der der Reinigungsschlauch zumindest teilweise aufwickelbar ist, wobei die Schlauchtrommel eine Öffnung aufweist, durch die der Reinigungsschlauch beim Aufwickeln oder Abwickeln parallel zur ersten Drehachse führbar ist, wobei die Schlauchtrommel mit dem Reinigungsschlauch auswechselbar ist, wozu die übrige Reinigungsvorrichtung mit einem Adapter und/oder Schnellverschluss mit der Schlauchtrommel verbunden ist.
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Die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung weist einen flexiblen hochtemperaturfesten Reinigungsschlauch auf, der eine Temperaturfestigkeit hinsichtlich einer Umgebungstemperatur bis 800 °C, bevorzugt bis 1.000 °C, besonders bevorzugt bis 1.400 °C oder sogar darüber, aufweist. Hierzu kann der Reinigungsschlauch insbesondere eine metallische und/oder keramische Ummantelung, beispielsweise aus einem Metallgeflecht und/oder einer Keramikbeschichtung, aufweisen. Über diesen Reinigungsschlauch wird ein Reinigungsmedium, z. B. Wasser (ggf. mit einem Additiv) und/oder Wasserdampf, von einem Speicher des Reinigungsmediums in einen Verbrennungskessel geführt. Hierzu weist der Reinigungsschlauch an einem Ende einen Düsenkopf mit bevorzugt einer Pralltellerdüse oder mehreren Düsen auf, worüber das Reinigungsmedium auf zu reinigende Oberflächen des Verbrennungskessels gesprüht werden kann. Der Reinigungsschlauch und/oder der Düsenkopf können zumindest ein, insbesondere mechanisches, Reinigungsgerät, beispielsweise Bürsten, zum Reinigen von Durchlässen einer Wandung eines Verbrennungskessels aufweisen. Der Reinigungsschlauch und/oder die Schlauchtrommel und/oder die (gesamte) Reinigungsvorrichtung sind bevorzugt im Wesentlichen (hoch) korrosionsbeständig.
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Die Reinigungsvorrichtung weist ferner eine um eine erste Drehachse drehbare Schlauchtrommel auf, in die der Reinigungsschlauch, und hier insbesondere das dem Düsenkopf gegenüberliegende Ende des Reinigungsschlauchs, aufgewickelt werden kann. Die erste Drehachse ist im Wesentlichen senkrecht zu einer (insbesondere horizontal angeordneten) Wickelebene der Schlauchtrommel ausgerichtet. Die Reinigungsvorrichtung kann zudem mit einem Gestell an einer Wandung des Verbrennungskessels angebracht sein. Das Gestell kann zudem beweglich und/oder verfahrbar sein, damit mit der Reinigungsvorrichtung verschiedene an einer Wandung des Verbrennungskessels angebrachte Durchlässe für den Reinigungsschlauch angefahren werden können und somit besonders einfach mehrere Bereiche eines Verbrennungskessels mit einer Anzahl Reinigungsvorrichtungen gereinigt werden können, die geringer ist als eine Anzahl Durchlässe für Reinigungsschläuche in den Wandungen des Verbrennungskessels.
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Die Schlauchtrommel weist eine (innen liegende) Schlauchkammer auf, die bevorzugt rotationssymmetrisch, z. B. zylinderförmig, ausgebildet ist. Die Schlauchkammer wird im Wesentlichen durch (äußere) Seitenwände der Schlauchtrommel begrenzt, die bevorzugt aus Metall bestehen und gegebenenfalls Kühlöffnungen für den Reinigungsschlauch aufweisen können. Die Schlauchkammer bildet hierbei selbst bevorzugt eine Art äu-ßere Kassette, Aufnahme, Gehäuse oder dergleichen für den Reinigungsschlauch, so dass dieser insbesondere vor Schmutz aus der Umgebung und/oder beim Transport gegen Beschädigung geschützt ist. Der Reinigungsschlauch ist innerhalb der Schlauchkammer der Schlauchtrommel zumindest teilweise (spiralförmig an Außenwänden der Schlauchkammer) aufwickelbar und das dem Düsenkopf gegenüberliegende Ende des Reinigungsschlauchs zumindest teilweise in der Schlauchkammer, beispielsweise an einer Zuführung für das Reinigungsmedium, befestigt. Die Schlauchtrommel weist zudem eine Öffnung für den Reinigungsschlauch auf, die die Schlauchkammer mit der Umgebung verbindet. Der Querschnitt der Öffnung ist dabei mindestens so groß wie der Querschnitt des Reinigungsschlauchs, so dass der Reinigungsschlauch beim Aufwickeln und/oder Abwickeln durch die Öffnung parallel und bevorzugt konzentrisch zur ersten Drehachse führbar ist. Hierzu kann die Reinigungsvorrichtung einen Antrieb für den Reinigungsschlauch aufweisen, durch den der Reinigungsschlauch in die Schlauchkammer der Schlauchtrommel hineingeführt werden kann oder herausgeführt werden kann. Darüber hinaus ist auch die Schlauchtrommel über einen ersten Motor um die erste Drehachse rotatorisch antreibbar, so dass der Reinigungsschlauch innerhalb der Schlauchkammer der Schlauchtrommel und/oder ein über die Öffnung der Schlauchtrommel aus der Schlauchkammer herausgeführter Teil des Reinigungsschlauchs parallel zur ersten Drehachse in Rotation versetzt werden kann. Über den derart rotatorisch angetriebenen Reinigungsschlauch ist wiederum der Düsenkopf in besonders einfacher Weise rotatorisch antreibbar, so dass dieser keine separaten Antriebsmittel für eine Drehbewegung benötigt.
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Die Schlauchtrommel mit dem Reinigungsschlauch ist auswechselbar. Dies bedeutet insbesondere, dass die Schlauchtrommel mit dem Reinigungsschlauch von der übrigen Reinigungsvorrichtung lösbar ist und einfach durch eine andere Schlauchtrommel mit einem anderen Reinigungsschlauch ersetzt werden kann. Hierdurch kann in besonders einfacher Weise und ohne die Einsatzbereitschaft der Reinigungsvorrichtung lange zu unterbrechen, die Schlauchtrommel und der Reinigungsschlauch zu Wartungszwecken demontiert werden und/oder der Reinigungsschlauch durch einen anderen Reinigungsschlauch beispielsweise mit einem anderen Düsenkopf ersetzt werden. Die Reinigungsvorrichtung ist dazu mit einem Adapter und/oder Schnellverschluss mit der Schlauchtrommel verbunden, so dass das Entfernen bzw. Anbringen der Schlauchtrommel z. B. von einer Person mühelos vorgenommen werden kann. Die Schlauchtrommel kann hierzu insbesondere Tragegurte oder ein Tragegestell aufweisen, so dass die Schlauchtrommel mit dem Reinigungsschlauch von einer oder mehreren Personen ohne weitere Hilfsmittel transportiert werden kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung eine Schlauchführung mit einer zur ersten Drehachse der Schlauchtrommel parallelen zweiten Drehachse aufweist, wobei die Schlauchführung mit der Schlauchtrommel oder relativ zu der Schlauchtrommel um die zweite Drehachse drehbar ist. Insbesondere können die erste Drehachse und die zweite Drehachse koinzident sein, dass heißt sich insbesondere überlagern.
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Bei der Schlauchführung handelt es sich insbesondere um ein (im Wesentlichen L-förmiges und/oder metallisches) Rohr, das sich zumindest teilweise durch die Öffnung der Schlauchtrommel in die Schlauchkammer erstrecken kann. Die Schlauchführung erstreckt sich dabei insbesondere außerhalb der Schlauchkammer im Wesentlichen parallel zur ersten Drehachse und/oder innerhalb der Schlauchkammer zumindest teilweise mit einem Winkel zur ersten Drehachse. Der Winkel weist insbesondere ca. 30°, bevorzugt ca. 60° oder besonders bevorzugt ca. 90° auf. Die Schlauchführung ist drehbar um die zweite Drehachse gelagert.
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Die Schlauchführung führt in ihrem Inneren den Reinigungsschlauch aus der Umgebung durch die Öffnung der Schlauchtrommel in die Reinigungskammer und lenkt den Reinigungsschlauch in der Schlauchkammer in Richtung der Außenwände der Schlauchkammer um. Hierzu erstreckt sich die Schlauchführung insbesondere durch die Öffnung in die Schlauchkammer der Schlauchtrommel. Die Schlauchführung ist über einen zweiten Motor mit der Schlauchtrommel oder relativ zu der Schlauchtrommel um die zweite Drehachse antreibbar. Dies bedeutet insbesondere, dass die Schlauchführung (wahlweise bzw. bedarfsgerecht) mit einer niedrigeren, einer gleichen, und/oder einer höheren Winkelgeschwindigkeit als die Schlauchtrommel im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben werden kann.
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Wird die Schlauchtrommel mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit als die Schlauchführung in eine Aufwickelrichtung des Reinigungsschlauches angetrieben, so wird der Reinigungsschlauch in die Schlauchkammer der Schlauchtrommel eingezogen. Wird die Schlauchtrommel mit einer niedrigeren Winkelgeschwindigkeit als die Schlauchführung in die Aufwickelrichtung des Reinigungsschlauches angetrieben, so wird der Reinigungsschlauch aus der Schlauchkammer der Schlauchtrommel heraus geführt. Ist die Winkelgeschwindigkeit in Aufwickelrichtung oder Abwickelrichtung der Schlauchtrommel identisch zur Winkelgeschwindigkeit der Schlauchführung, wird der Reinigungsschlauch weder aus der Schlauchkammer der Schlauchtrommel herausgeführt noch hineingeführt, sondern lediglich rotatorisch angetrieben. Unter einer Aufwickelrichtung des Reinigungsschlauches wird hier diejenige Drehrichtung der Schlauchtrommel und/oder Schlauchführung verstanden, in die die Schlauchtrommel bei stillstehender Schlauchführung gedreht werden muss, um den Reinigungsschlauch in der Schlauchkammer aufzuwickeln. Unter einer Abwickelrichtung des Reinigungsschlauches wird hier diejenige Drehrichtung der Schlauchtrommel und/oder Schlauchführung verstanden, in die die Schlauchtrommel bei stillstehender Schlauchführung gedreht werden muss, um den Reinigungsschlauch aus der Schlauchkammer herauszuführen. Die Aufwickelrichtung und die Abwickelrichtung sind grundsätzlich gegenläufig und entsprechen je nach Wicklungsrichtung des Reinigungsschlauches innerhalb der Schlauchkammer wechselweise entweder dem Uhrzeigersinn oder dem Gegenuhrzeigersinn.
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Somit ist der Reinigungsschlauch und damit auch der Düsenkopf innerhalb der Verbrennungskammer durch die Rotation der Schlauchtrommel um die erste Drehachse und die Rotation der Schlauchführung um die zweite Drehachse rotatorisch antreibbar, ohne dass der Düsenkopf einen separaten Antrieb erfordert. Außerdem ermöglicht die Schlauchführung, dass der Düsenkopf einfach herabgelassen, hinaufgezogen und/oder auf einer Höhe der Verbrennungskammer gehalten werden kann, ohne dass eine Rotation des Düsenkopfes hierbei gestoppt werden müsste.
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Vorzugsweise weist die Schlauchtrommel einen konischen Innenquerschnitt auf. Durch eine solche Ausgestaltung kann der Reinigungsschlauch innerhalb der Schlauchkammer besonders vorteilhaft aufgewickelt werden.
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Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die Reinigungsvorrichtung einen Antrieb zum Bewegen des Reinigungsschlauchs entlang der ersten Drehachse aufweist. Hiermit ist eine besonders sichere Aufwicklung und/oder (insbesondere) Abwicklung des Reinigungsschlauchs in der Schlauchkammer der Schlauchtrommel gewährleistet. Dabei ist bevorzugt, dass die Schlauchführung und die Schlauchtrommel voneinander unabhängig angetrieben werden können, beispielsweise indem je ein Antrieb vorgesehen ist, deren Betrieb entsprechend der gewünschten Verfahrweise des Düsenkopfes kontrolliert werden kann.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Reinigungsvorrichtung zumindest eine Reinigungseinheit für den Reinigungsschlauch oder zumindest eine Überwachungseinheit zur Bestimmung einer Position des Reinigungsschlauchs aufweist. Durch eine solche Reinigungseinheit kann der Reinigungsschlauch beispielsweise nach einem (vorgegebenen) Reinigungszyklus von Anhaftungen, z. B. Ruß oder Schlacke, befreit werden, bevor dieser in die Schlauchkammer der Schlauchtrommel eingezogen wird. Die Reinigungseinheit kann hierzu beispielsweise mechanische Reinigungsmittel, wie z. B. Bürsten oder Sprühvorrichtungen für Druckluft und/oder Reinigungsflüssigkeiten aufweisen. Somit können Verunreinigungen der Schlauchkammer vermieden werden. Eine solche Reinigungseinheit ist bevorzugt im Bereich der Öffnung der Schlauchtrommel und/oder der Schlauchführung vorgesehen.
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Mit der Überwachungseinheit, die alternativ oder in Kombination mit der Reinigungseinheit vorgesehen sein kann, kann insbesondere die Länge des aus der Schlauchtrommel herausgeführten Teils des Reinigungsschlauchs und/oder die Position beziehungsweise die räumliche Position bzw. Höhe des Düsenkopfes in dem Verbrennungskessel bestimmt werden.
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Ganz besonders bevorzugt weist die Reinigungsvorrichtung zumindest ein in der Schlauchtrommel zumindest teilweise angeordnetes Schlauchführungsrad auf, das den Reinigungsschlauch führt.
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Das Schlauchführungsrad ist insbesondre (kreis)-rund und besteht im Wesentlichen aus Metall, Kunststoff, Gummi oder Holz bzw. aus einer Kombination dieser Materialien. Insbesondere kann ein äußerer Umfang des Schlauchführungsrads zumindest teilweise aus Holz ausgeführt sein. Eine Auflagefläche bzw. Führungsfläche aus Holz hat den Vorteil, dass gerade in Kombination mit einem nassen, metallischen Reinigungsschlauch dauerhaft ein Antrieb ohne Schlupf gewährleistet werden kann. Zudem ist das Schlauchführungsrad platzsparend zumindest teilweise in der Schlauchtrommel angeordnet und um eine dritte Drehachse drehbar gelagert. Das Schlauchführungsrad führt den Reinigungsschlauch (zumindest teilweise) zu einer inneren Umfangsfläche der Schlauchtrommel, wobei dies bevorzugt zwischen der Öffnung und der inneren Umfangsfläche der Schlauchtrommel erfolgt. Bei der inneren Umfangsfläche der Schlauchtrommel handelt es sich um diejenige Fläche der Schlauchtrommel, an der der Reinigungsschlauch im aufgewickelten Zustand in der Schlauchkammer der Schlauchtrommel anliegt. Durch das Schlauchführungsrad kann der Reinigungsschlauch in besonders sicherer Art und Weise in der Schlauchtrommel aufgewickelt und wieder abgewickelt werden.
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Hierzu wird der Reinigungsschlauch zumindest teilweise auf einem äußeren Umfang des Schlauchführungsrads geführt. Hierbei umschlingt der Reinigungsschlauch den äußeren Umfang des Schlauchführungsrads um mindestens 90°, bevorzugt mindestens 150° oder besonders bevorzugt um mindestens 180°. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass die Haftreibung zwischen dem äußeren Umfang des Schlauchführungsrads und dem Reinigungsschlauch ausreichend groß ist, damit der Reinigungsschlauch durch das Schlauchführungsrad im Wesentlichen ohne Schlupf geführt werden kann.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Schlauchführungsrad mit einem dritten Motor antreibbar ist oder die Position des Schlauchführungsrads parallel zur ersten Drehachse der Schlauchtrommel verstellbar ist. Besonders bevorzugt ist, dass beide vorgenannten Mittel vorgesehen sind.
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Hiermit ist insbesondere gemeint, dass das Schlauchführungsrad mit dem dritten Motor um eine dritte Drehachse, die sich bevorzugt in der Mitte des Schlauchführungsrads befindet, im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinns drehbar ist. Somit kann mit dem Schlauchführungsrad der Reinigungsschlauch angetrieben und somit in die Schlauchtrommel eingezogen oder herausgeführt werden.
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Die Verstellbarkeit der Position des Schlauchführungsrads parallel zur ersten Drehachse bewirkt, dass der Reinigungsschlauch an beliebigen Stellen parallel zur ersten Drehachse an der inneren Umfangsfläche der Schlauchtrommel aufgewickelt bzw. abgewickelt werden kann. Dadurch ist auch möglich, dass das Schlauchführungsrad in bestimmen Betriebsbedingungen (teilweise) aus der Schlauchtrommel herausragt, insbesondere bei vollständig aufgewickeltem Reinigungsschlauch in der obersten Position nach oben übersteht.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn das Schlauchfuhrungsrad innerhalb der Schlauchtrommel exzentrisch um die erste Drehachse drehbar gelagert ist. Mit anderen Worten verläuft die erste Drehachse nicht durch den Drehpunkt des Schlauchführungsrads, sondern ist von diesem beabstandet. Dies wird vorgeschlagen, um einen besseren Anpressdruck zwischen dem Reinigungsschlauch und dem Schlauchführungsrad erzeugen zu können, so dass der Reinigungsschlauch auf dem äußeren Umfang im Wesentlichen ohne Schlupf führbar ist. Ebenso kann so eine besonders platzsparende Anordnung erreicht werden.
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Vorzugsweise weist der Reinigungsschlauch zwischen der Öffnung und einer inneren Umfangsfläche der Schlauchtrommel drei Biegungen auf. Hiermit ist insbesondere gemeint, dass der Reinigungsschlauch mit einem vorgegebenen (horizontal orientierten) Biegeradius an der inneren Umfangsfläche anliegt. Zum Beispiel unter Einsatz von Führungsrollen und/oder des Schlauchführungsrades wird nun dieser Biegeradius im Hinblick auch den Wert und/oder die Orientierung mehrfach verändert, um den Schlauch in einen inneren Bereich der Schlauchtrommel, aus der horizontalen Ebene (nach oben) heraus, um die erste Drehachse herum und schließlich (im Wesentlichen) senkrecht nach unten zu führen. Dies wird hier bevorzugt mit (genau) drei verschiedenen Biegungen besonders platzsparend und schonend für den Reinigungsschlauch erreicht. Klarzustellen ist, dass der Reinigungsschlauch zwischen der Öffnung und der inneren Umfangsfläche der Schlauchtrommel auch mehr als drei Biegungen aufweisen kann, wobei zumindest drei Biegungen des Reinigungsschlauchs ausreichend sind, um eine besonders prozesssichere Führung des Reinigungsschlauchs innerhalb der Schlauchtrommel zu gewährleisten.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird auch ein Verbrennungskessel vorgeschlagen, der zumindest eine Durchführung für einen Reinigungsschlauch und eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung aufweist. Um den Reinigungsschlauch der Reinigungsvorrichtung in den Verbrennungskessel einführen zu können, ist die zumindest eine Durchführung in Wandungen des Verbrennungskessels eingebracht. Zudem ist die Reinigungsvorrichtung insbesondere durch ein Gestell an dem Verbrennungskessel befestigt. Hierbei kann die Reinigungsvorrichtung sowohl ortsfest als auch beweglich an der Reinigungsvorrichtung, beispielsweise über Schienen, befestigt sein, um verschiedene Durchführungen des Verbrennungskessels mit einer Reinigungsvorrichtung erreichen zu können. Hierdurch können in vorteilhafter Weise verschiedene Bereiche eines Verbrennungskessels mit der Reinigungsvorrichtung erreicht werden. Im Übrigen wird im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verbrennungskessel auf die Beschreibung der Reinigungsvorrichtung und umgekehrt verwiesen.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Es zeigen schematisch:
- 1: einen Verbrennungskessel mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung,
- 2: einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung,
- 3: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung mit abgewickeltem Reinigungsschlauch, und
- 4: das weitere Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung mit aufgewickeltem Reinigungsschlauch.
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Die 1 zeigt einen Verbrennungskessel 2 mit einer Reinigungsvorrichtung 1. Die Reinigungsvorrichtung 1 ist über ein Gestell 16 an einer Wandung 25 des Verbrennungskessels an dem Verbrennungskessel 2 befestigt. Die Reinigungsvorrichtung 1 weist eine um eine erste Drehachse 4 drehbar gelagerte Schlauchtrommel 5 auf, in der ein Reinigungsschlauch 3 zumindest teilweise aufgewickelt werden kann. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Reinigungsschlauch 3 über eine der Durchführungen 12 des Verbrennungskessels 2 in den Verbrennungskessel 2 geführt, so dass ein Reinigungsmedium 9 über einen Düsenkopf 15 des Reinigungsschlauchs 3 in Richtung zu reinigenden Oberflächen des Verbrennungskessels 2 gesprüht werden kann. Um den Reinigungsschlauch 3 in den Verbrennungskessel 2 herabzulassen, weist die Reinigungsvorrichtung 1 einen Antrieb 11 für den Reinigungsschlauch 3 auf. Zudem ist eine Überwachungseinheit 14 im Bereich des Durchlasses 12 zur Überwachung der Position des Reinigungsschlauchs 3 und somit des Düsenkopfs 15 innerhalb des Verbrennungskessel 2 angeordnet.
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Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Reinigungsvorrichtung 1 mit einer Schlauchtrommel 5, in der eine Schlauchkammer 24 für den Reinigungsschlauch 3 ausgebildet ist. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Schlauchkammer 24 einen konusförmigen Innenquerschnitt 10 auf. Die Schlauchtrommel 5 ist zudem über eine erste Drehachse 4 mit Hilfe eines ersten Motors 17 antreibbar. Die Schlauchtrommel 5 weist ferner eine Öffnung 6 auf, über die die Schlauchkammer 24 mit der Umgebung verbunden ist. Durch diese Öffnung 6 erstreckt sich eine Schlauchführung 7, die um eine zweite Drehachse 8, die hier koaxial zur ersten Drehachse 4 verläuft, drehbar ist. Die Schlauchführung 7 ist zudem drehbar in der Öffnung 6 gelagert und durch einen zweiten Motor 18 unabhängig von der Schlauchtrommel 5 antreibbar. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann der Reinigungsschlauch 3 durch die Schlauchführung 7, wenn diese mit einer von der Schlauchtrommel abweichenden Winkelgeschwindigkeit angetrieben wird, und/oder durch den Antrieb 11 in die Schlauchkammer 24 hinein- oder herausgeführt werden. Die Reinigungsvorrichtung 1 weist zudem eine Reinigungseinheit 13 auf, die hier als pneumatische Abblasdüse ausgeführt ist. Mit dieser Reinigungseinheit 13 können insbesondere Anhaftungen von Asche, Ruß oder Schlacke aus dem hier nicht gezeigten Verbrennungskessel 2 (vgl. 1) vor dem Einziehen des Reinigungsschlauchs 3 in die Schlauchkammer 24 abgereinigt werden können. Hierzu ist die Reinigungseinheit 13 insbesondere unterhalb des Antriebs 11 angeordnet. Der Reinigungsschlauch 3 ist zudem über eine Drehkupplung 20 und eine Zuführung 22 mit einem Speicher 21 für ein Reinigungsmedium 9 (hier nicht gezeigt) verbunden. Zudem ist die Zuführung 22 mit einer Pumpe 23 gekoppelt, so dass das Reinigungsmedium 9 (hier nicht gezeigt) aus dem Speicher 21 zu dem hier ebenfalls nicht gezeigten Düsenkopf 15 am entgegen liegenden Ende des Reinigungsschlauchs 3 gefördert werden kann. Zudem ist der Antrieb 11 für den Reinigungsschlauch 3, der erste Motor 17 für die Schlauchtrommel 5, der zweite Motor 18 für die Schlauchführung 7 und die Pumpe 23 mit einer Steuerung 19 datenleitend verbunden. Die Steuerung 19 ist eingerichtet, das hier nicht gezeigte Reinigungsmedium 9 bedarfsgerecht auf verunreinigte Oberflächen des Verbrennungskessels 2 aufzutragen und/oder den hier nicht gezeigten Düsenkopf (samt Reinigungsschlauch 3) rotatorisch anzutreiben.
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Die 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung 1 mit einem Schlauchführungsrad 26, wobei Merkmale des vorherigen Ausführungsbeispiels mit dem Ausführungsbeispiel gemäß der 3 und umgekehrt in technisch sinnvoller Weise kombiniert werden können. Das Schlauchführungsrad 26 weist einen äußeren Umfang 28 auf, auf dem der Reinigungsschlauch 3 durch die Öffnung 6 in die Schlauchkammer 24 hineinführbar bzw. herausführbar ist, wobei der Reinigungsschlauch 3 innerhalb der Schlauchkammer 24 insbesondere spiralförmig an einer inneren Umfangsfläche 27 der Schlauchtrommel 5 aufgewickelt wird. Hierzu ist das Schlauchführungsrad 26 mit einem dritten Motor 29 um eine dritte Drehachse 30 in eine erste Drehrichtung 31 oder entgegen der ersten Drehrichtung 31 antreibbar, wobei die dritte Drehachse 30 um einen Winkel zur ersten Drehachse 4 geneigt ist. Die Verbindung zwischen dem dritten Motor 29 und dem Schlauchführungsrad 26 kann insbesondere auch mindestens ein Gelenk und/oder mindestens ein Getriebe aufweisen. Wird das Schlauchführungsrad 26 in die erste Drehrichtung 31 angetrieben, wird der Reinigungsschlauch durch die Öffnung 6 aus der Schlauchkammer 24 herausgeführt. Dadurch rotiert das Schlauchführungsrad 26 zusätzlich um die erste Drehachse 4 in einer zweiten Drehrichtung 32 bzw. beim Hereinführen des Reinigungsschlauchs 3 entgegen der zweiten Drehrichtung 32. Erkennbar ist ferner, dass der Reinigungsschlauch 3 zwischen der Öffnung 6 und der inneren Umfangsfläche der Schlauchtrommel 5 mit drei Biegungen 35.1, 35.2, 35.3 geführt ist. Hierzu können innerhalb der Schlauchkammer 24 zusätzliche Führungsrollen 33 angeordnet sein, insbesondere auch, um einen Anpressdruck zwischen dem Reinigungsschlauch 3 und dem äußeren Umfang des Schlauchführungsrads 26 zu erhöhen. Die Schlauchtrommel 5 ist zudem um die erste Drehachse 4 mit Hilfe des ersten Motors 17 antreibbar. Eine solche Drehung (angedeutet durch den äußeren großen Pfeil; ggf. auch in entgegen gesetzte Richtung) kann dazu eingesetzt werden, den Reinigungsschlauch 3 und damit auch den Düsenkopf 6 zu rotieren, auch wenn keine Abwicklung des Reinigungsschlauches 3 stattfindet, der Düsenkopf 6 also auf einer Höhe im Verbrennungskessel 2 (oder einem nachgelagerten Bereich) verweilt.
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Die 4 zeigt die Lagerung des Schlauchführungsrads 26 einer Reinigungsvorrichtung 1 gemäß dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel. In der 4 ist der Reinigungsschlauch 3 im Wesentlichen vollständig in der Schlauchtrommel 5 aufgewickelt. Aufgrund der spiralförmigen Wicklung des Reinigungsschlauchs 3 erfolgt eine Verstellung der Position des Schlauchführungsrads 26 entlang der ersten Drehachse 4. Hierzu ist das Schlauchführungsrad 26 (vertikal) verstellbar an einem Träger 34 befestigt. Im unteren Bereich der 4 ist das Schlauchführungsrad 26 (gestrichelt) samt Gelenk und Getriebe in einer vertikal verstellten (unteren) Position gezeigt, in der der Reinigungsschlauch 3 im Wesentlichen abgewickelt ist. Der Träger 34 ist wiederum mit dem Schlauchführungsrad 26 um die erste Drehachse 4 herum verschwenkbar und entsprechend im oberen Bereich an der Schlauchtrommel 5 und/oder außerhalb der Schlauchtrommel 5 gelagert.
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Die vorliegende Erfindung zeichnet sich durch einen besonders einfachen und kostengünstigen rotatorischen Antrieb des Düsenkopfs der Reinigungsvorrichtung aus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Reinigungsvorrichtung
- 2
- Verbrennungskessel
- 3
- Reinigungsschlauch
- 4
- erste Drehachse
- 5
- Schlauchtrommel
- 6
- Öffnung
- 7
- Schlauchführung
- 8
- zweite Drehachse
- 9
- Reinigungsmedium
- 10
- Innenquerschnitt
- 11
- Antrieb
- 12
- Durchführung
- 13
- Reinigungseinheit
- 14
- Überwachungseinheit
- 15
- Düsenkopf
- 16
- Gestell
- 17
- erster Motor
- 18
- zweiter Motor
- 19
- Steuerung
- 20
- Drehkupplung
- 21
- Speicher
- 22
- Zuführung
- 23
- Pumpe
- 24
- Schlauchkammer
- 25
- Wandung
- 26
- Schlauchführungsrad
- 27
- innere Umfangsfläche
- 28
- äußerer Umfang
- 29
- dritter Motor
- 30
- Drehachse
- 31
- erste Drehrichtung
- 32
- zweite Drehrichtung
- 33
- Führungsrolle
- 34
- Träger
- 35.1, 35.2, 35.3
- Biegung
