DE3518744C1

DE3518744C1 - Heat exchanger having a cleaning device

Info

Publication number: DE3518744C1
Application number: DE19853518744
Authority: DE
Inventors: Krister Hans Olof 4630 Bochum Pettersson
Original assignee: GEA Luftkuehler GmbH; GEA Luftkuehlergesellschaft Happel GmbH and Co KG
Current assignee: GEA Luftkuehler GmbH; GEA Luftkuehlergesellschaft Happel GmbH and Co KG
Priority date: 1985-05-24
Filing date: 1985-05-24
Publication date: 1986-12-11

Abstract

In order to clean the interspaces of the cooling fins in a heat exchanger in which individual sheet metal cooling fins are seated on a plurality of tubes arranged in parallel, the stack of cooling fins is subdivided by at least one distributor chamber 9 into a plurality of groups of cooling fins. The distributor chamber 9 contains openings 15, which are aligned with one another in pairs, in its two side walls 11 and 12, whose plan view respectively corresponds to the plan view of a cooling fin. The pairs of openings are penetrated by tubes 6. Some of the tubes are continued, so that cleaning fluid pumped into the distributor chamber 9 via an inlet 14 can emerge from the distributor chamber 9 through the openings 15 not occupied by tubes and can pass into distributor ducts 17 which are defined by the mutually aligned, circular openings of the cooling fins 8. <IMAGE>

Description

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Reinigungsvorrichtung mindestens eine, die Kühlrippen in Gruppen unterteilende Reinigungsflüssigkeit-Verteilerkammer mit zwei im Grundriß den Kühlrippen entsprechenden Seitenwänden aufweist, in denen Öffnungen für die Rohre vorgesehen sind, und daß mindestens ein Rohr unter Bildung von an die betreffenden, miteinander fluchtenden Seitenwand-Öffnungen der Verteilerkammer anschließenden Verteilerkanälen fortgelassen ist, die durch sich in Rohrrichtung erstreckende Rippenkragen gebildet sind, die ihrerseits Ausnehmungen aufweisen. In the case of a heat exchanger, this task becomes the one mentioned at the beginning Kind of solved in that the cleaning device has at least one, the cooling fins Cleaning liquid distribution chamber dividing into groups with two in plan has side walls corresponding to the cooling fins, in which openings for the Pipes are provided, and that at least one Tube under formation of the relevant, aligned side wall openings of the distribution chamber subsequent distribution channels is omitted, which extends through in the direction of the pipe extending rib collar are formed, which in turn have recesses.

Betrachtet man bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher die Kühlrippen als Stapel, so ist durch die Reinigungsflüssigkeit-Verteilerkammer dieser Stapel in zwei Teil-Stapel unterteilt. Die beiden Seitenwände der Verteilerkammer besitzen paarweise miteinander fluchtende Öffnungen für die Rohre. Nun sind aber nicht -wie bei einem üblichen Wärmetauscher - an sämtlichen Stellen Rohre vorgesehen, sondern an mindestens einer Stelle ist ein Rohr fortgelassen. Durch dieses Fortlassen mindestens eines Rohres bilden die dem fortgelassenen Rohr zugehörigen beiden, miteinander fluchtenden Öffnungen in den Seitenwänden der Verteilerkammer Austrittsöffnungen für die Reinigungsflüssigkeit. If one considers the cooling fins in the heat exchanger according to the invention as a stack, this stack is through the cleaning liquid distribution chamber divided into two sub-stacks. Have the two side walls of the manifold pairs of aligned openings for the pipes. But not how in a conventional heat exchanger - pipes are provided at all points, but rather at least one tube is left out. By omitting at least of a pipe, the two belonging to the omitted pipe form with one another aligned openings in the side walls of the distribution chamber outlet openings for the cleaning fluid.

An diese Austrittsöffnungen schließen sich - auf Grund des fortgelassenen Rohres - auf beiden Seiten jeweils ein Kanal an. Die durch die Öffnungen aus der Verteilerkammer austretende Reinigungsflüssigkeit strömt in diesen Kanälen in Richtung auf die beiden abgewandten Außenseiten des Wärmetauschers, und senkrecht dazu tritt jeweils eine Teilmenge der Reinigungsflüssigkeit in die Kühlrippen-Zwischenräume ein. These outlet openings close - due to the omitted Rohres - one channel on each side. The through the openings from the Cleaning liquid exiting from the distribution chamber flows in these channels in the direction of on the two opposite outer sides of the heat exchanger, and occurs perpendicular to it a partial amount of the cleaning fluid in each of the cooling fin spaces a.

Bei kleinem Wärmetauscher reicht möglicherweise die Fortlassung eines einzigen Rohres aus, bei größeren Einheiten werden mehrere Rohre fortgelassen, um eine intensive Umspülung sämtlicher Kühlrippen zu gewährleisten. In the case of a small heat exchanger, it may be sufficient to omit one single tube, for larger units several tubes are left out to ensure intensive flushing of all cooling fins.

Grundsätzlich ist es möglich, in bestimmten Abständen mehrere Verteilerkammern für die Reinigungsflüssigkeit vorzusehen, wobei dann z. B. durch drei Verteilerkammern vier Kühlrippen-Gruppen gebildet werden, vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, daß die Verteilerkammer die Kühlrippen in zwei vorzugsweise gleich große Gruppen unterteilt und in mindestens einer an der Rahmenkonstruktion liegenden Querwand mindestens einen Einlaß für die Reinigungsflüssigkeit aufweist. Die seitliche Anordnung des Einlasses ermöglicht die stapelweise Anordnung mehrerer Wärmetauscher. In principle, it is possible to have several distribution chambers at certain intervals to be provided for the cleaning liquid, then z. B. by three distribution chambers four cooling fin groups are formed, but it is preferably provided that the distribution chamber divides the cooling fins into two preferably equally large groups and in at least one transverse wall lying on the frame structure at least has an inlet for the cleaning liquid. The lateral arrangement of the Inlet enables multiple heat exchangers to be arranged in stacks.

Die Anzahl der fortgelassenen Rohre wird unter Berücksichtigung der übrigen Dimensionierung des Wärmetauschers so gewählt, daß eine kräftige Durchspülung der gesamten Wärmetauschereinheit sichergestellt ist.The number of tubes left out is taking into account the other dimensioning of the heat exchanger chosen so that a strong flushing the entire heat exchanger unit is ensured.

Eine gleichmäßige Verteilung der Reinigungsflüssigkeit bzw. eine Verhinderung des frühen Austritts einer großen Menge Reinigungsflüssigkeit aus der Verteilerkammer wird dadurch gewährleistet, daß die Öffnungen in den Seitenwänden der Verteilerkammer mit Abdichtungen ausgestattet sind, zumindest dort, wo die Rohre durch die Öffnungen hindurchtreten. Insbesondere wird eine gleichmäßige Reinigung durch gleichmäßige Umspülung sämtlicher Teile der Kühlrippen dadurch erreicht, daß außer in den äußeren Rohrlagen in allen Zwischenlagen, z. B. bei drei Rohrlagen in der zweiten Lage, bei vier Rohrlagen in der zweiten und der dritten Lage, in gleichmäßigen Abständen, gegebenenfalls versetzt, Rohre fortgelassen sind. An even distribution of the cleaning liquid or a Preventing a large amount of cleaning fluid from escaping early from the Distribution chamber is ensured that the openings in the side walls the distribution chamber are equipped with seals, at least where the pipes pass through the openings. In particular, uniform cleaning is required achieved by evenly flushing all parts of the cooling fins that except in the outer pipe layers in all intermediate layers, e.g. B. with three pipe layers in the second layer, with four pipe layers in the second and third layer, in evenly spaced, possibly offset, pipes are omitted.

Um den Austritt der Reinigungsflüssigkeit aus den durch Weglassen einzelner Rohre gebildeten Verteilerkanälen zu steuern bzw. zu dosieren, schlägt die Erfindung vor in einer weiteren Ausführungsform, daß die Rippenkragen über den Umfang verteilte, z. B. gestanz- te Ausnehmungen aufweisen. Die Rippenkragen liegen mit ihren Innenflächen an den Rohren an und dienen als Distanzhalter. To prevent the cleaning fluid from escaping by leaving it out Controlling or metering distribution channels formed by individual pipes suggests the invention in a further embodiment that the rib collar over the Scope distributed, e.g. B. punched te have recesses. The rib collars are with their inner surfaces on the pipes and serve as spacers.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers mit Kühlvorrichtung, wobei Teile des Wärmetauschers und der Kühlvorrichtung weggebrochen sind, und F i g. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Reinigungsvorrichtung, ähnliche wie F i g. 1. In the following an embodiment of the invention is based on the Drawing explained in more detail. It shows F i g. 1 is a perspective view of a Heat exchanger with cooling device, with parts of the heat exchanger and the cooling device have broken away, and F i g. FIG. 2 is an enlarged perspective illustration of FIG Cleaning device, similar to FIG. 1.

Fig. 1 zeigt einen Wärmetauscher 1 mit einer aus Stirnwänden 2 und 3 sowie Längswänden 4 und 5 bestehenden Rahmenkonstruktion, in der drei übereinander angeordnete Lagen von Rohren 6 in Bohrungen 7 der Stirnwände 2 und 3 gehalten sind. In gleichmäßigen Abständen sitzen auf den Rohren 7 aus Bandmaterial ausgestanzte, durchgehende Kühlrippen 8, die von einer Reinigungsflüssigkeit-Verteilerkammer 9 in eine Kühlrippen-Gruppe 8a und eine Kühlrippen-Gruppe 8b unterteilt werden. Fig. 1 shows a heat exchanger 1 with one of end walls 2 and 3 and longitudinal walls 4 and 5 existing frame construction, in the three on top of each other arranged layers of tubes 6 in bores 7 of the end walls 2 and 3 are held. At regular intervals are on the tubes 7 punched out of strip material, continuous cooling fins 8, which from a cleaning liquid distribution chamber 9 can be divided into a cooling fin group 8a and a cooling fin group 8b.

Wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, besteht die im wesentlichen einen quadratischen Querschnitt und einen rechteckigen Längsschnitt aufweisende Verteilerkammer 9 aus einer oberen Wand 10, einer in der Zeichnung nicht zu sehenden unteren Wand, zwei Seitenwänden 11 und 12, und zwei Querwänden, von denen in F i g. 2 die Querwand 13 dargestellt ist. Die Querwand 13 liegt mit ihrer Außenfläche an der Innenseite der Längswand 5 an und trägt einen die Längswand 5 durchsetzenden Einlaß-Stutzen 14 für Reinigungsflüssigkeit. As in particular from FIG. 2 it can be seen, which consists essentially having a square cross-section and a rectangular longitudinal section Distribution chamber 9 from an upper wall 10, one not visible in the drawing lower wall, two side walls 11 and 12, and two transverse walls, of which in F i G. 2 the transverse wall 13 is shown. The transverse wall 13 lies with its outer surface on the inside of the longitudinal wall 5 and carries a longitudinal wall 5 penetrating Inlet nozzle 14 for cleaning liquid.

Die beiden Seitenwände 11 und 12 enthalten mehrere Öffnungen 15, wobei sich jeweils ein Paar von Öffnungen 15 in den beiden Seitenwänden 11 und 12 fluchtend gegenüberliegt. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, durchsetzen mehrere Rohre 6 die Verteilerkammer 9, wobei sie durch miteinander fluchtende Öffnungen in den Seitenwänden 11 und 12 hindurchtreten. In den einzelnen Öffnungen 15 sitzen Silikondichtungen 16, die mit ihren Innenflächen an den Außenflächen der zugehörigen Rohre 6 anliegen. The two side walls 11 and 12 contain several openings 15, a pair of openings 15 in each of the two side walls 11 and 12 aligned opposite. As shown in FIG. 2 can be seen, penetrate several pipes 6, the distribution chamber 9, where they through aligned openings in the Side walls 11 and 12 pass through. Silicone seals are seated in the individual openings 15 16, which rest with their inner surfaces on the outer surfaces of the associated tubes 6.

In der mittleren Lage der Rohre 6 fehlen in regelmäßigen Abständen insgesamt drei Rohre. Wie durch »S« in F i g. 1 angedeutet ist, ist die Seitenwand 2 (und auch die Seitenwand 3) an der Stelle, wo kein Rohr 6 liegt, verschlossen. An dieser Stelle bildet die Stirnwand 2 bzw. 3 den Abschluß jeweils eines durch aufgrund eines fehlenden Rohrs freie Ränder der Kühlrippen gebildeten Verteilerkanals 17. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, sind im Bereich der Kanäle 17 die Ränder der Kühlrippenöffnungen z. B. durch Umbiegen verformt, so daß im Bereich der Kanäle 17 verkleinerte Eintrittsquerschnitte für die Reinigungsflüssigkeit gebildet werden, verglichen mit den relativ großen Abständen zwischen jeweils zwei benachbarten Kühlrippen. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, weisen die durch das Umbiegen der Ränder gebildeten Rippenkragen über den Umfang verteilt angeordnete gestanzte Ausnehmungen 18 auf, von denen der Übersichtlichkeit halber nur einige in der Zeichnung angedeutet sind. Durch diese schlitzförmigen Ausnehmungen 18 hindurch tritt die Reinigungsflüssigkeit aus den Kanälen 17 in die Zwischenräume der Kühlrippen ein. In the middle layer of the tubes 6 are absent at regular intervals a total of three tubes. As indicated by "S" in FIG. 1 is indicated, is the side wall 2 (and also the side wall 3) closed at the point where there is no pipe 6. At this point, the end wall 2 or 3 forms the conclusion of one each due to a missing pipe free edges of the cooling fins formed distribution channel 17. As can be seen from Figure 2, the edges are in the region of the channels 17 Cooling fin openings z. B. deformed by bending, so that in the area of the channels 17 reduced inlet cross-sections are formed for the cleaning fluid, compared to the relatively large distances between two adjacent cooling fins. As shown in FIG. 2 shows the ones formed by the bending over of the edges Ribbed collar distributed over the circumference arranged punched recesses 18, of which only a few are indicated in the drawing for the sake of clarity. The cleaning liquid passes through these slot-shaped recesses 18 from the channels 17 into the spaces between the cooling fins.

Im normalen Betrieb werden die Rohre 6 über hier nicht dargestellte Anschlüsse von einem kühlenden Medium, z. B. einer Flüssigkeit, durchströmt. In Querrichtung dazu wird der Wärmetauscher 1 von einem zu kühlenden Gas, z. B. Luft, durchströmt. Hierbei gelangt die in der Luft enthaltene Wärme über die Kühlrippen und die damit in Berührung stehenden Rohrwandungen an die durchströmende Flüssigkeit. In normal operation, the tubes 6 are not shown here Connections from a cooling medium, e.g. B. a liquid flows through. In Transverse direction to the heat exchanger 1 is from a gas to be cooled, for. B. air, flows through. This arrives the heat contained in the air the cooling fins and the pipe walls in contact with them to the flowing through Liquid.

In bestimmten Zeitintervallen, oder wenn festgestellt wird, daß der Wärmetauscher verschmutzt ist, wird über den Einlaß-Stutzen 14 der Verteilerkammer 9 Reinigungsflüssigkeit mit Druck in die Verteilerkammer 9 gepumpt Aus der Verteilerkammer 9 tritt die Reinigungsflüssigkeit über die nicht von Rohren belegten freien Öffnungen 15 in die daran anschließenden Verteilerkanäle 17 ein, um von dort aus zwischen die Kühlrippen 8 zu gelangen. At certain time intervals, or when it is determined that the The heat exchanger is dirty, is via the inlet connection 14 of the distribution chamber 9 Cleaning fluid is pumped into the distribution chamber 9 under pressure from the distribution chamber 9 the cleaning liquid passes through the free openings not occupied by pipes 15 in the adjoining distribution channels 17 to from there between the cooling fins 8 to arrive.

Es können mehrere Wärmetauscher zu einer Wärmetauschereinheit zusammengefaßt werden, wobei dann an jeden Einlaß-Stutzen 14 eine Zweigleitung eines Reinigungsflüssigkeits-Pumpsystems angeschlossen wird. Several heat exchangers can be combined into one heat exchanger unit are, in which case a branch line of a cleaning liquid pump system is then connected to each inlet connection 14 is connected.

Mit Hilfe einer hier nicht dargestellten Steuereinheit werden in jeder Zweigleitung sitzende Ventile angesteuert, um die einzelnen Wärmetauscher in einer bestimmten Reihenfolge zu reinigen.With the help of a control unit, not shown here, in each Branch line seated valves controlled to turn the individual heat exchangers into one specific order to clean.

Claims

Claims: 1. Heat exchanger, consisting of a plurality of held in a frame structure and a plurality of each parallel at a distance from each other; cooling fins running perpendicular to the tube axes, the are in contact with the outside of the pipe, with a cleaning device for A cleaning fluid flows through the spaces between the ribs, d a u r eh characterized in that the cleaning device has at least one, the cooling fins (8) cleaning liquid distribution chamber (9) divided into groups (8a, 8b) with two side walls (11, 12) corresponding to the cooling fins (8) in plan, in which openings (15) for the tubes (6) are provided, and that at least one Pipe with the formation of the relevant, aligned side wall openings (15) the distribution chamber (9) subsequent distribution channels (17) is omitted, which are formed by rib collars extending in the direction of the pipe, which in turn Have recesses (18).

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the Distribution chamber (9) the cooling fins (8) in two preferably equally large groups (8a, 8b) and divided into at least one on the frame structure (2, 3, 4, 5) adjacent transverse wall (13) has at least one inlet (14) for the cleaning liquid having.

3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that that the openings (15) in the side walls (11, 12) of the distribution chamber (9) with Seals (16) are equipped, at least where pipes (6) through the openings (15) step through.

4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that that except in the outer pipe layers in all intermediate layers at regular intervals, if necessary offset, pipes are omitted.

5. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the rib collar each have a plurality of punched recesses distributed over the circumference (18) have.

The invention relates to a heat exchanger consisting of a plurality of pipes held in a frame structure and a plurality of each cooling fins running parallel at a distance from one another, perpendicular to the pipe axes, which are in contact with the outside of the pipe, with a cleaning device for flowing through the spaces between the ribs with a cleaning fluid heat exchanger of this type are used in particular for cooling air (gas) with water. the The cooling liquid flows through pipes.

The cooling fins on these "finned tubes" conduct heat away the air flowing through between the ribs to the tubes. The cooling fins of the Heat exchangers consist of one piece in each level, in particular it is are pieces punched out of tape material. However, several rib elements can also be used be provided with bent parts, so that the total cooling fin in one plane through several individual ribs are formed.

Due to the very large total surface of the cooling fins, this results a good heat exchange between the air and the cooling liquid via the Ribs and the pipe walls. However, the performance of the heat exchanger decreases sensitive if the cooling fins get dirty and / or there is dirt between them the cooling fins sets; because on the one hand this increases the thermal conductivity of the cooling fins on the other hand, the flow cross-section for the gas to be cooled is reduced (Air) decreased.

To ensure the full efficiency of the heat exchanger or restore, the heat exchangers are usually at certain intervals cleaned. Without special cleaning devices, the heat exchanger must be disassembled for this purpose. cleaned and then reassembled. This results in relatively long cleaning times. There is also the risk that the ribs through improper handling can be damaged. If you clean the outside of the heat exchanger, z. B.

with the help of a spray nozzle by injecting cleaning liquid between the cooling fins, a thorough cleaning of the cooling fins only takes place held in the outer areas of the ribs; because inside the heat exchanger runs the cleaning fluid only runs along the cooling fins, the spray pressure acts only in the outer areas.

Attempts have already been made to get inside the heat exchanger from the outside protruding spray nozzles to a so-called "integrated cleaning device" realize, however, the systems developed so far have a number of disadvantages on: Due to constructional restrictions, the supply of cleaning fluid severely limited. The spatial arrangement of the spray nozzles in question does not guarantee the distribution of the cleaning fluid on all cooling fins.

In DD 1 31 964 is in accordance with the generic term des Claim 1 describes a heat exchanger in which the cleaning device consists of a spray lance, which is passed through a side wall of the heat exchanger housing and is moved back and forth in the axial direction in such a way that the tip of the lance sprayed cleaning liquid enters the spaces between the ribs. However such a system can practically only be cleaned by hand by opening the lance Moved in the heat exchanger In an automatically operating system is a high Constructive effort required due to the mechanically moving parts. In addition, the insertion opening in the side wall of the heat exchanger housing must be good be sealed when the heat exchanger is in operation.

The invention is based on the object of providing a heat exchanger to further develop the type mentioned with cleaning device in such a way that - without Disassembly of the heat exchanger and without moving parts that are complex in terms of construction - thorough cleaning of all cooling fins is possible.