DE10237674B4

DE10237674B4 - Verfahren und dazugehörige Einrichtungen zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in Fluidsystemen

Info

Publication number: DE10237674B4
Application number: DE2002137674
Authority: DE
Inventors: Roland Dr. Fischer; Christian Dr. Lück; Lothar Dr. Köhler
Original assignee: WATER SYSTEM CLEANING AG; WATER-SYSTEM-CLEANING AG
Current assignee: WATER SYSTEM CLEANING AG; WATER-SYSTEM-CLEANING AG
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2022-08-17
Also published as: DE10237674A1

Abstract

Einrichtung zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in geschlossenen und/oder offenen Fluidsystemen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung aus einem Reaktorsystem, bestehend aus einem Heißdampferzeuger (1) mit einem Ein- und Ausgang (2), einem Ventil (3) am Ein- und Ausgang (2) und einer Steuerung (4) für die Energiezuführung (5) des Heißdampferzeugers (1) und des Ventils (3) und einer Kapillardüse (6) als Fortsetzung des Ein- und Ausganges (2) nach dem Ventil (3) besteht, wobei die Kapillardüse (6) im Fluidsystem (7) endet.

Description

Verfahren und dazugehörige Einrichtungen zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in Fluidsystemen, insbesondere geschlossener Wassersysteme, wie Rohrleitungen, Boiler u.a. und offener Wassersysteme, wie z.B. Brunnen, Wasserbecken u.a.

In der Schrift WO 0125152 A1 wird ein Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung zur kostengünstige Entfernung von vorhandenen Kalk- und Rostablagerungen und anderen Inkrustationen in Wasserleitungsrohren und anderen Wasseranlagenteilen beschrieben.

Hierzu wird ein spezielles gläsernes Erregergefäß benutzt, an dessen Boden ein Magnetron angeordnet ist, das Mikrowellen in das Innere des Erregergefäßes abstrahlt. Durch die besondere Gestaltung eines im oberen Bereich des Erregergefäßes angeordneten Metallrohres wird im Betrieb der Vorrichtung eine Wasserdampfglocke erzeugt. Entstehende Gasbläschen werden über die Rohre in das zu reinigende Rohrsystem geführt und bedingen dort einen Abbau der Inkrustationen.

In der DE 3920046 A1 werden für die innere Rohrreinigung intermittierende Druckstöße eines pulsierenden Wasser-Luft-Gemisches genutzt.

Alle diese Verfahren und dazugehörigen Vorrichtungen können jedoch keine in den Wasseranlagen fest abgelagerten Inkrustationen beseitigen. Die meisten Verfahren und Vorrichtungen können bestenfalls den Ansatz bzw. das Wachstum der Ablagerungen in den Wasseranlagen vermindern. Außerdem sind die bekannten Geräte zur Beseitigung von Inkrustationen nicht für den mobilen Einsatz geeignet.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, Verfahren und die dazugehörigen Apparate zu schaffen, um in bestehenden offenen und/oder geschlossenen Fluidanlagen vorhandene Verockerungen, Inkrustationen, Ablagerungen und Biofilme in den Anlagenteilen sicher und kostengünstig zu beseitigen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die erfindungsgemäßen Einrichtung, die an die zu reinigende Fluidanlage angeschlossen wird, auf chemisch-physikalischem Weg eine Ablösung der vorhandenen Inkrustationen und/oder Biofilme ohne Zusatz von chemischen Mitteln erfolgt. Die Fluidanlage kann während der Reinigungsprozedur der Einrichtung weiter betrieben werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung wird nach Abschluss der Reinigungsarbeiten wieder von der Anlage entfernt. In den meisten Fällen wird sie daher nur zeitweilig an der entsprechenden Anlagen eingesetzt. Durch den verhältnismäßig einfachen Aufbau, aber durch die effiziente Wirkung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung relativ preiswert gestaltet werden. Damit kann ein kostengünstiges Verfahren z. B. zur Reinigung von Wasserleitungsrohren in Wohnhäusern oder Industrieanlagen angeboten werden.

Die einzelnen Einrichtungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtungen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben. Im Anspruch 6 wird das Verfahren beim Einsatz der Einrichtung beschrieben. Im Anspruch 2 wird als modifizierte Variante der Einrichtung nach Anspruch 1 zusätzlich der Heißdampferzeuger und/oder das Ventil mit einer speziellen gerätetechnischen Lösung gekühlt. Die Weiterbildung nach Anspruch 3 beschreibt den zusätzlichen Einsatz eines Spannungsumformers in der Einrichtung. Nach der Weiterbildung des Anspruches 4 kann der sonst nur mit einem gemeinsamen Ein- und Ausgang ausgerüstete Heißdampferzeuger auch mit einem separaten Einlass- bzw. Einspritzvorrichtung für das Fluid ausgestattet werden. Der Anspruch 5 ist eine Variante des Anspruches 4. An Stelle des Ventils ist im Rohrsystem eine Pumpe eingesetzt. Bei dem Verfahren nach Anspruch 6 wird über eine Kapillardüse Fluid oder Fluiddampf unter hohem Druck in das Fluidsystem eingedüst. Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeiten.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1a das Prinzipschaltbild der Einrichtung mit einem steuerbaren Heißdampferzeuger mit einer gemeinsamen Kapillardüse als Ein- und Ausgang in das Fluidsystem,
1b das Prinzipschaltbild der Einrichtung ähnlich 1a, jedoch mit einer Kühleinrichtung am Ventil,
2a das Prinzipschaltbild der Einrichtung ähnlich wie 1a, jedoch mit einer separaten Einlass- oder Einspritzvorrichtung für das Fluid in den Heißdampferzeuger und einem Druckminderventil im Fluidsystem,
2b das Prinzipschaltbild der gleichen Einrichtung nach 2a, jedoch mit einer Pumpe im Rohrsystem und ohne Druckminderventil im Fluidsystem.
Die erste Einrichtung zur Behandlung inkrustierter geschlossener und/oder offener Fluidsysteme 7 besteht aus einem Reaktorsystem. Das Reaktorsystem besteht wiederum aus einem Heißdampferzeuger 1, der nur einen Ein- und Ausgang 2 über ein Ventil 3, vorzugsweise ein elektrisch betätigtes Magnetventil, zu einer Kapillardüse 6 besitzt. Die Kapillardüse 6 ist bis in das Fluidsystem 7 geführt und wird hier vorzugsweise in die Fließrichtung des Fluids zeigen. Der Heißdampferzeuger 1 besitzt eine Energiezuführung 5, die über eine Steuerung 4 die einstellbaren Grenzwerte bezüglich Temperatur, Zeit und/oder Druck überwacht. Die Steuerung 4 steuert auch gleichzeitig das Ventil 3. Die Energiezuführung 5 kann direkt oder indirekt erfolgen und z. B. eine elektrische Widerstandsheizung, ein induktiver Wärmeerzeuger, ein Gasbrenner sein oder Infrarot- bzw. Mikrowellenstrahlung ausnutzen. Die Funktion des Heißdampferzeugers 1 und des Ventils 3 kann manuell oder durch eine Steuerung 4 erfolgen. Zur rascheren Abkühlung des Heißdampferzeugers 1 und damit für einen schnelleren Zyklus von Aufheizung und Abkühlung und damit Füllung des Heißdampferzeugers 1 mit Fluid sowie Ausstoß des Fluiddampfes kann eine Kühleinrichtung 8 vorgesehen werden, die neben dem Heißdampferzeuger 1 gleichzeitig noch das Ventil 3 kühlt. Zur Kühlung kann das vorhandene Fluid eingesetzt werden. Denkbar ist jedoch auch eine völlig vom Fluidsystem 7 getrennte, separate Kühlung. Es ist daher auch eine separate Einlass- oder Einspritzvorrichtung, wie in 2a dargestellt, für das Fluid am Heißdampferzeuger 1 denkbar. In diesem Fall wird der Fluideinlass in den Heißdampferzeuger 1 ebenfalls über die Steuerung 4 geregelt.
Die Arbeitsweise dieser Einrichtung entsprechend 1a und 1b ist folgende. Der Heißdampferzeuger 1 wird erstmalig mit Fluid des Fluidsystems 7 manuell gefüllt. Anschließend wird der Heizvorgang am Heißdampferzeuger 1 gestartet. Nach dem Erreichen der eingestellten Grenzwerte, wie Temperatur und/oder Druck wird durch Öffnen des Ventils 3 das erhitzte Fluid über die Kapillardüse 6 explosionsartig in das Fluidsystem 7 eingedüst. Nach dem Entspannen des Fluiddampfes wird Fluid durch den entstandenen Unterdruck in den Heißdampferzeuger 1 angesaugt, das Ventil 3 anschließend geschlossen und das Fluid im Heißdampferzeuger 1 wieder erhitzt. Dieser sich ständig wiederholende Zyklus von Fluideinspritzen-Verdampfen-Fluiddampfausstoß kann hinsichtlich des Taktfrequenz über die Steuerung 4 festgelegt bzw. geändert werden.
Eine Variante der Einrichtung, wie in 2a und 2b dargestellt, besitzt eine separate Einlass- oder Einspritzvorrichtung. Diese besteht aus einem Rohrsystem 9, welches am Fluidsystem 7 beginnt und am Heißdampferzeuger 1 endet. Im Rohrsystem 9 ist ein Ventil 3 und/oder ein Rückschlagventil 10 angeordnet. Diese Einrichtung wird eingesetzt, wenn im Fluidsystem 7 zwischen dem Eingang des Rohrsystems 9 und der Kapillardüse 6 ein Druckminderventil 11 existiert. Fehlt das Druckminderventil 11, so ist an Stelle des Ventils 3 im Rohrsystem 9 eine Pumpe 13 notwendig.
Der Vorteil beim Einsatz dieser Einrichtungen besteht in der separaten Zuführung von Fluid in den Heißdampferzeuger 1. Bei der separaten Zuführung von Fluid in den Heißdampferzeuger 1 über eine Einspritzvorrichtung kann der Zyklus Einspritzen und Erhitzen des Fluids leichter variiert werden. Mittels der Steuerung 4 erfolgt die Festlegung der Zyklen.

1: Heißdampferzeuger
2: Ein- und Ausgang
3: Ventil
4: Steuerung
5: Energiezuführung
6: Kapillardüse
7: Fluidsystem
8: Kühleinrichtung
9: Rohrsystem
10: Rückschlagventil
11: Druckminderventil
12: Spannungsumformer
13: Pumpe
14: Eingang
15: Wärmeisolation

Claims

Einrichtung zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in geschlossenen und/oder offenen Fluidsystemen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung aus einem Reaktorsystem, bestehend aus einem Heißdampferzeuger (1) mit einem Ein- und Ausgang (2), einem Ventil (3) am Ein- und Ausgang (2) und einer Steuerung (4) für die Energiezuführung (5) des Heißdampferzeugers (1) und des Ventils (3) und einer Kapillardüse (6) als Fortsetzung des Ein- und Ausganges (2) nach dem Ventil (3) besteht, wobei die Kapillardüse (6) im Fluidsystem (7) endet.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißdampferzeuger (1) und/oder das Ventil (3) mit einer Kühleinrichtung (8) versehen ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Steuerung (4) noch ein Spannungsumformer (12) angeordnet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißdampferzeuger (1) eine separate Einlass- oder Einspritzvorrichtung für das Fluid besitzt und diese Einlass- oder Einspritzvorrichtung aus einem Rohrsystem (9) besteht, welches am Fluidsystem (7) beginnt und am Heißdampferzeuger (1) endet und mit mindestens einem Ventil (3) und/oder einem Rückschlagventil (10) versehen ist und im Fluidsystem (7) zwischen dem Eingang des Rohrsystems (9) und der Kapillardüse (6) ein Druckminderventil (11) angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an Stelle des Ventils (3) im Rohrsystem (9) eine Pumpe (13) integriert ist.
Verfahren zur Entfernung von Inkrustationen und Biofilmen in geschlossenen und/oder offenen Fluidsystemen mit Hilfe einer der Einrichtungen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Heißdampferzeuger (1) in einem sich wiederholenden Zyklus mit dem Fluid des Fluidsystems (7) gefüllt und anschließend das Fluid im Heißdampferzeuger (1) erhitzt wird, beim Erreichen von eingestellten Grenzwerten bezüglich Temperatur, Zeit und/oder Druck durch Öffnen des Ventils (3) das erhitzte Fluid über die Kapillardüse (6) in das Fluidsystem (7) eingedüst, anschließend nach dem Entspannen des Fluiddampfes Fluid durch den entstandenen Unterdruck im Heißdampferzeuger (1) angesaugt oder durch die Pumpe (13) in den Heißdampferzeuger (1) gepumpt, das Ventil (3) anschließend geschlossen und das Fluid entsprechend der eingestellten Grenzwerte wieder erhitzt wird.