EP0828987B1 - Wasserlanzenbläser mit verkürzter wasserlanze - Google Patents

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EP0828987B1
EP0828987B1 EP96920752A EP96920752A EP0828987B1 EP 0828987 B1 EP0828987 B1 EP 0828987B1 EP 96920752 A EP96920752 A EP 96920752A EP 96920752 A EP96920752 A EP 96920752A EP 0828987 B1 EP0828987 B1 EP 0828987B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
water lance
lance
movement
blower according
Prior art date
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EP96920752A
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English (en)
French (fr)
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EP0828987A1 (de
Inventor
Friedrich Bude
Karl Albers
Stephan Simon
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bergemann GmbH
Original Assignee
Bergemann GmbH
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7763209&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0828987(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Bergemann GmbH filed Critical Bergemann GmbH
Publication of EP0828987A1 publication Critical patent/EP0828987A1/de
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Publication of EP0828987B1 publication Critical patent/EP0828987B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28G—CLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G3/00—Rotary appliances
    • F28G3/16—Rotary appliances using jets of fluid for removing debris
    • F28G3/166—Rotary appliances using jets of fluid for removing debris from external surfaces of heat exchange conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/0056—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another with U-flow or serpentine-flow inside conduits; with centrally arranged openings on the plates

Definitions

  • the present invention relates to a water lance blower according to the Preamble of claim 1.
  • Such a water lance blower is out WO-A-93 / 12,398.
  • the water jet from water lance blowers generally follows one certain predetermined path on the surface to be cleaned, also blow figure called, this path generally meandering or spiral runs and possibly obstacles, openings or other sensitive Excludes zones.
  • the cleaning parameters are also known from DD 239 656 A1 of a water lance blower based on temperature measurements on the to control the cleaning surface.
  • the blowing lance is guided over Mechanics and central drives, being in the space around the blow guides Drive and bearing elements stored in a frame structure and are arranged, which occupy a large space.
  • the often big one Length of the lance and the water supply leads to great leverage and Forces, which in turn have corresponding guides, drives and frames require.
  • the object of the present invention is therefore to create a shortened Design for a water lance blower, which is flexible even under cramped conditions Space can be arranged and also lower requirements to the stability of the drive system, as well as free choice any blow figures and any movement speeds.
  • angled water supplies have the Advantage that the water supply closer to the point of movement of the water lance lies, which is necessary for the movement of the water lance Forces because of the shorter lever with which the heavy water supply reduces significantly.
  • the water supply can installed close to the point of movement and the outer wall of the heating system be, which also means much less water supply in the Movement of the water lance is required.
  • a compensation volume helps, especially an im substantial spherical compensation volume, at the rear end of the shortened Water lance. Such a volume makes the flow profile of the water flowing over a bend and thus equalized good bundling of the water jet in the water lance again.
  • a water lance blower shortened according to the invention is particularly preferred movable by fairly simple mechanics, e.g. B. by at least one Movement element that with one end directly on the heating system and with another end is articulated to the water lance.
  • the drive system with displacement sensors for precise determination of the position the water lance equipped, resulting in a regulated driving style can be realized.
  • Such a construction creates a new concept with which a water lance blower works independently of a frame is to be managed. This enables flexible placement of the Water lance blowers available with favorable use of each standing room at the heating system.
  • the movement element is at least part of a manipulator arm.
  • the end of the manipulator arm can preferably be attached to the heating system in such a way that that the water lance blower is good in terms of maintenance and inspection can be reached without the space, for example, of a work platform being unnecessary is restricted on which the manipulator arm can be located.
  • the Manipulatorarm itself can be designed freely, in one embodiment the movement element itself is the manipulator arm.
  • the arrangement of the Ends of one or more movement elements in one plane, the perpendicular to a vertical plane through the point of movement of the Water lance runs, allowing this point of movement far forward in relocate the hatch or the heating system, which causes larger ones Swivel ranges and more favorable lever ratios in the drive system result.
  • the drive system has displacement sensors to determine the exact position of the water lance so that now no pure control, but a regulated control along a target movement line is possible.
  • the displacement transducers enable that precise control of the blow figure, so that the movement elements accordingly can be regulated.
  • the drive system also allows it, certain Parts of the blow figure at a first speed and other parts of the Blow figure, for example not contaminated or sensitive areas a second speed. Basically, any Blow figures and any speed profiles programmable or through Recording can be saved on site.
  • the displacement sensors can either be in the movement elements themselves be arranged as a typical displacement or angle sensor, or they can be arranged on one or more displacement transducer arms. Important is, that the exact position of the water lance with respect to a reference position, which may be specified before the start of the blowing process, can measure. Capacitive, inductive or are suitable as displacement transducers magnetic sensors, as well as digital pedometers and the like.
  • the control takes place in a common control electronics, which the measured values the displacement sensor receives with the setpoints of the given Blow figure compares and controls the movement elements accordingly.
  • the movement elements can for example hydraulic or pneumatic reciprocating pistons, as well as known spindle or rack and pinion drives also electric or magnetic drives or the use of a manipulator arm are possible. Depending on Space can also be an advantage when using the movement elements Levers, cables, chains, swivel joints and the like to the spatial Adapt conditions.
  • One method of operating the system is that the system is built on site and then the blow figure based on a Template or by visual observation of the water jet for the first time traversed and the associated measured values of the displacement transducers saved become. Also a calculation of the target values for the displacement sensors for each Any blow figure is possible after the measured values of the displacement transducers have been determined for certain reference points.
  • the system allows almost any arrangement of one or more Movement elements depending on the local conditions, with the regulation of the movement element or elements by displacement sensors despite the necessary complicated coordinate transformations the exact tracing of predefined Blow figures with given speed profiles.
  • FIGS. 1 to 5 To illustrate the situation with water lance blowers according to the invention serve first the embodiments of FIGS. 1 to 5.
  • a hatch 2 In the Wall 1 of a heating system is a hatch 2 with offsets inside 3 and outside 4.
  • hatch 2 In hatch 2 is the point of movement 5 of the water lance 6 in the form of a swivel bearing or ball joint for the water lance fixed in its center 6.
  • the water lance 6 has fastening points 7.1, 7.2, 7.3 at the rear end in which the lance-side ends of the movement elements 8.1, 8.2, 8.3 rotatable (but not slidable on the lance).
  • the back ends of the movement elements 8.1, 8.2, 8.3 can be rotated into the fixed bearings 9.1, 9.2, 9.3, e.g. Ball joints, integrated.
  • Water entering lance 6 takes place via a connection 10 and a water supply 11 in the form of a pressure-resistant flexible hose.
  • the heating system is numerous, one Installation surrounded by components obstructing water lance blowers. So are e.g. above the hatch 2 on a first support 12, a steam pipe 13 and the fixed bearing 9.1 attached. At a short distance, to the right of hatch 2 a second carrier 14 is arranged. At this on the right ends as Light grid 15 serving as a work platform. The second support 14 delimits also the railings 16 and 17 and the walking and working platform 15 and stops a control cabinet 18.
  • the lance end is by means of its movement elements 8.1, 8.2, 8.3 in Swivel range S vertically from top “o” to bottom “u” and in its horizontal Range can be swiveled from left “l” to right “r".
  • a third but short movement element 8.2 installed between points 7.2 and 9.2, which is controlled simultaneously with its distances and a vibration and jerky movement of the lance 6 and the water jet prevented.
  • the movement elements 8.1 to 8.3 work in the upper and on the outer right edge of the work platform, do not hinder the inspection the stage and leave enough space down and left to the Water connection 10 immediately behind that required for the blast jet quality very short lance length with a manifold 20 and the Arrange water supply 11 to the left near the wall. First, that's one short swivel path of the flexible hose possible and secondly the Inspection of stage 15 up to the blower even during the blowing operation possible without disability.
  • Control elements are located on the movement elements 8.1 to 8.3 in FIG. 1, which the lengths of the moving elements depending on the given blow figure and the measured values of the displacement transducers shown 44 adjust the position of the water lance.
  • each movement element 8.1-8.3 becomes one of the spatial geometry the distances, angular relationships and the geometric location of the Brackets 7.1-7.3 and fixed bearings 9.1-9.3 dependent length change and Carry out length change speed, which are coordinated with each other perform the lance movement and the guidance of the water jet.
  • means 45 for registration are located on one side of the carrier 14 and to control the movement of the moving elements.
  • the place of Attachment of the control means is however not on the immediate vicinity instructed to the water lance blower. Via suitable data transmission paths 46 connected to the lance blower, the control means can also in a waiting room to be able to access them quickly.
  • the Working areas the distances of the movement elements over the primary movement the lance or a locking device (not shown) on the lance end, which is mechanically coupled with an adjustment device for the blowing paths is adjustable.
  • the adjusting device and Locking resulting changes in length of the individual movement elements are registered and saved via the position transducers. So can Any blowing figures can be specified via the setting device. To Removal of the adjustment device and commissioning of the control and The saved movements are scanned by water blowers.
  • FIGS. 4 and 5 and the table above apply Coordinates only at point-like pivot points, e.g. in form of Ball joint.
  • 5 Solution with eye-shaped and ring-shaped connecting elements are in the pivot point make any corrections. But these are about the Testing decided because with all mechanical movements of the movement elements there is a necessary tolerance range.
  • FIG. 3 The geometry of a combustion chamber part is recorded in FIG. 3.
  • the lower part there are 6 burner openings B, in the upper part 6 flue gas return openings R.
  • the state of assembly of a water lance 6 according to FIGS. 4, 5 is shown with its movement point 5 as a geometric point 0.
  • a coordinate of the lance position can be geometrically assigned to any other wall point in the combustion chamber. In a preferred embodiment, this is done geometrically using the existing combustion chamber dimensions, for example using a mathematical program.
  • characteristic measurements are made using on-site measurements Points of the combustion chamber walls determined, e.g. about the lance position replacing laser beams, which are used when the boiler is at a standstill (of course, the longitudinal and transverse expansion of the Wall areas during boiler operation) or other suitable Measuring devices also in continuous operation.
  • FIG. 6 and 7 show a further embodiment according to the invention shortened, and therefore particularly easy to move water lance blowers with 2 angle arms and control device.
  • hatch 2 In the wall 1 of the heating system hatch 2 is located with bevels on the inside 3 and on the outside 4.
  • the movement point 5 of the water lance 6 is permanently installed and as a front swivel bearing for the water lance fixed in the center 6 trained.
  • the lance 6 has fastening points 7.1 at the rear end, 7.2, in which the lance-side ends of the movement elements 8.1, 8.2 are rotatably attached.
  • the rear end of the movement elements 8.1, 8.2 is rotatably integrated in the fixed bearings 9.1, 9.2.
  • the water ingress the lance 6 takes place via a connection 10 and a water supply 11 in Form of a pressure-resistant flexible hose.
  • the movement elements are on attached to a frame so that the water lance blower can be easily mounted can be. Depending on the type of installation, the frame can also be omitted.
  • the lance 6 and the water connection 10 are in a ball container 20th integrated as the calming volume for the water flowing in from the side serves.
  • the movement elements 8.1 and 8.2 are composed of each an upper arm 21.1 u. 21.2 and one adapted to the spherical shape of 20 curved forearm 22.1 u. 22.2; which with turntables 23.1 u. 23.2 are connected.
  • the turntables have drives 25.1 and 25.2, which are flexible Cable connections 26.1 and 26.2 open into the control cabinet 18.
  • control cabinet 18 and fixed bearings 9.1 and 9.2 are fastened in a frame 27, which is arranged on the wall 1.
  • the overall construction in one area above one side the hatch be attached so that the floor area and the left Page for inspection by a worker 28 is fully available.
  • existing frame fragments on the Heat system can be used cheaply to a defined position of the water lance blower to achieve.
  • the extremely short lance 6 has one at its end Ball container 20, which the inflow conditions of the water supply 11 in the ball calms and for a uniform over the cross section of the lance Water supply to the water nozzle ensures.
  • the brackets 7.1 u. 7.2 With this arrangement of the movement elements 8.1 u. 8.2, the brackets 7.1 u. 7.2 with the little one
  • the leverage ratios are low and the stability of the lance guide sufficient with 2 movement elements.
  • the spatial minimization results in special spatial minimizations Distances between the movement point 5 as the fulcrum and the brackets 7.1 and 7.2 with the then small control movements of the arms 8.1, 8.2 and cable connections 26.1, 26.2.
  • FIGS. 8 and 9 show another embodiment for the training and the drive of a shortened water lance blower with 3 symmetrical arranged angle arms as movement elements.
  • hatch 2 is located with offsets on the inside 3 and outside 4.
  • the movement point 5 is permanently installed and as a front swivel bearing for the water lance fixed in the center 6 trained.
  • the lance 6 has fastening points 7.1 at the rear end, 7.2, 7.3, in which the lance-side ends of the movement elements 8.1, 8.2, 8.3 are rotatably attached.
  • the rear ends of the moving elements 8.1, 8.2, 8.3 are rotatably integrated in the fixed bearings 9.1, 9.2, 9.3.
  • the water enters the lance 6 via a connection 10 and a water supply 11 in the form of a pressure-resistant flexible hose.
  • the Movement elements 8.1-8.3 consist of one upper arm each 21.1-21.3, forearm 22.1-22.3 and one turntable 23.1-23.3 each are equipped with angle adjustment devices, not shown.
  • the Water lance 6 ends at the rear end in a 180 ° deflection 24, which connects to a manifold 20.
  • FIGS. 10 and 11 show exemplary embodiments for water lance blowers 2 tangentially fastened moving elements and a hydraulic cylinder.
  • the rope-shaped movement elements 8.1 and 8.3 are with their fixed bearings 9.1 and 9.3 and roll-up devices 42 arranged approximately horizontally, are in contrast to the previous solutions with their brackets 7.1 and 7.3 on the tangential outer wall area of an outer tube 35 Water lance 6 fixed within the offset 4.
  • the movement element 8.2 is a hydraulic cylinder with its fixed bearing 9.2 on the carrier the light grating 15 and on the lance with its attachment point 7.2 arranged in the vicinity of the air supply 38.
  • Air 38 and Water 11 - Connection are axially backwards with curvatures in common upwards running one direction.
  • the air supply not only serves as a barrier and Purge air, but also due to its guidance as a cooling medium.
  • FIGS. 12 and 13 shows schematically like water lance blowers using a protective sleeve with locking and Purge air protected and cooled and e.g. of three rope-like movement elements can be moved.
  • a shortened design of the water lance with Lets near the wall, in particular approximately parallel to the supply of water encapsulate themselves quite well completely with a housing, so that everyone Drive elements can be protected against contamination. Only that Water supply and measuring and control lines must pass through the housing be relocated to the outside.
  • Different flow guides like them can be explained in more detail with the aid of the drawing, so that at the same time cooling, protection against contamination (flushing) and Prevention of uncontrolled gas exchange through the hatch (blocking) can be achieved.
  • Flushing protection against contamination
  • Prevention of uncontrolled gas exchange through the hatch (blocking) can be achieved.
  • the Flushing medium can flow around in the manner of a jacket jet.
  • Suitable measurement and control variable for the locking function of the medium is in particular the differential pressure between the interior of the heating system and Interior of the housing. If this value is kept constant, then never flow gas from the heating system into the housing and the current of barrier medium in the heating system remains constant at an acceptable level low level.
  • Suitable measurement and control variable for the rinsing function (or cooling function) of the medium is in particular the temperature at one or more Measuring points in the front area of the water lance or near the Movement point. If this point is kept constant, the varies Amount of cooling medium depending on the operating conditions, however only to the extent absolutely necessary for the rinsing function.
  • Both regulations can also be used in combination, for example initially the differential pressure is kept constant, but at Switched to a temperature control when a limit temperature is exceeded becomes.
  • the hatch 2 is with offsets inside 3 and outside 4.
  • the point of movement 5 permanently installed and fixed as a front pivot bearing for those in the center attached water lance 6 formed.
  • the lance 6 has at the rear End of attachment points 7.1, 7.2, 7.3, in which the lance-side ends the movement elements 8.1, 8.2, 8.3 are rotatably attached.
  • the back The ends of the movement elements can be rotated into the fixed bearings 9.1, 9.2, 9.3 involved.
  • Water enters lance 6 via a Connection 10 and a water supply 11 in the form of a pressure-resistant flexible Hose.
  • the not shown, not rotatable but flexible bendable brackets 7.1-7.3 hold stable but flexible ropes, which as Movement elements 8.1-8.3 act.
  • the ropes run on the fixed bearings 9.1-9.3 via reels or are wound up / unwound on these reels.
  • a counterweight 29 (shown in dotted lines). Own the roles Actuators 25.1-25.3 with their consoles.
  • the hatch 2 is through one Junction box 30 limited.
  • the outer edge of the junction box is over a housing 31 sealed with the lance 6 and forms an air flow free interior 32.
  • the lance 6 with its nozzle 33 has one at the end Inlet 34.
  • the lance is encased by an outer tube 35.
  • the outer tube has a separating ring 36 which has an air jacket in the front area 37 with air supply 38 and a water deflection 39 in the rear part forms, which opens into the water connection 10.
  • Barrier and flushing fluid preferably air
  • the 3 movement elements 8.1-8.3 only controlled via tensile forces. Twisting forces through the spatial movement of the movement elements are particularly in one Rope compensated, this is with retractor 42 on the fixed bearing 9.3 shown.
  • the roller and rope are connected by chain and Sprocket replaced. With this solution, as shown at fixed bearing 9.1, hang the chain freely at the free end.
  • a movement element as here for 8.2 shown in dashed lines, equipped without drive and the necessary tension generated via a roller 9.2 and counterweight 29.
  • these Solutions can accommodate air and water in a jacket pipe the air and water supply hanging freely, in a vertical position Level are arranged without moving elements in the pivot positions u. Air or water supply obstruct. Through narrow ropes as movement elements that only require small brackets 7.1-7.3, is at max. Inclination of the lance is also sufficient for this Space between housing 31 and lance -Outerrohr35- when the brackets swivel into the outer indentation 4 for structural reasons. In this case the lance can be shortened further.
  • the outer tube 35 with the final hemisphere as a deflection 39 brings uniform inflow conditions of the water into the lance and despite a short lance, ensures a swirl-free water jet with little fanning out.
  • all training courses listed can be any be coupled with each other, in particular this concerns the selection and Combination of the technique of the movement element (s) and their force effect on train and / or pressure and the arrangement of the brackets different distances to the point of movement 5 of the lance, its variation as a ball joint, bracket, ring eyes, joint, universal joint or rigid Connection with flexible transition, the variable choice of different Lengths of the movement elements and variable locations for the fixed bearings.
  • Another advantage is the possibility of retrofitting individual components such as the movement elements, the short water lance or the displacement sensor with control or the complete water lance blower on a heating system.
  • This vertical spindle has also a drive with a path change / angle of rotation change system.
  • This water lance blower is now convertible; it becomes one instead of the long water lance shortened, curved built-in, which also has a calming volume in has the shape of a sphere.
  • the water lance blower comes with a housing covered dust and splash proof.
  • the movement elements are provided with displacement transducers, which in turn are connected stand with a controller. The drives of the movement elements are again guided by this control.
  • the spatial shortening of the Water lance blower and its housing cover lead to one Accident-protected accessibility of the light grille.
  • a changeable Drive in connection with the position transducers and the control enables the execution of any blow figures.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserlanzenbläser zur Reinigung von Wärmeanlagen, wobei eine Wasserlanze (6) mit ihrer Mündung an oder in einer Luke (2) beweglich (5) angeordnet ist und einen Wasserstrahl durch die in Betrieb befindliche und mit Flammen und/oder Rauchgasen beströmte Wärmeanlage hindurch auf von der Luke (2) aus erreichbare Wandbereiche blasen kann, wobei die Wasserlanze (6) verkürzt ausgebildet ist, indem die Wasserzuführung (11, 10) einfach oder mehrfach um insgesamt mehr als 70°, insbesondere mehr als 90°, abgewinkelt (20, 24; 39) erfolgt. Dabei bewirkt ein im außerhalb der Wärmeanlage liegenden Ende der Wasserlanze (6) angeordnetes erweitertes Beruhigungsvolumen (20, 39), insbesondere ein etwa kugelförmiges Volumen (20), eine Vergleichmäßigung des Strömungsprofils, so daß die Strahlqualität der Wasserlanze nicht leidet. Die verkürzte Wasserlanze läßt einfachere Antriebsmechaniken und die Anpassung an beengte Raumverhältnisse zu.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wasserlanzenbläser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Wasserlanzenbläser ist aus der WO-A- 93/12 398 bekannt.
Die Reinigung von Wärmeanlagen, insbesondere der Feuerräume von Dampfkesseln großer Leistung während des Betriebes erfolgt unter anderem auch mit Hilfe von Wasserlanzenbläsern, die einen gebündelten Wasserstrahl durch den Feuerraum auf die gegenüberliegende Wand abgeben. Infolge des auftretenden Thermoschocks, der kinetischen Wasserstrahlenergie und des schlagartigen Verdampfens von in Poren der Ablagerungen eingedrungenem Wasser wird ein Abplatzen der Verschmutzungen aus Ruß, Schlacke und Asche bewirkt. Typische Anordnungen und das Umfeld von solchen Wasserlanzenbläsern sind beispielsweise in der DD 276 335 A1, der DD 281 452 A5 und der DD 281 468 A5 beschrieben.
Der Wasserstrahl von Wasserlanzenbläsern folgt im allgemeinen einem bestimmten vorgegebenen Weg auf der zu reinigenden Fläche, auch Blasfigur genannt, wobei dieser Weg im allgemeinen mäanderförmig oder spiralig verläuft und gegebenenfalls Hindernisse, Öffnungen oder andere empfindliche Zonen ausspart.
Neben einer Steuerung des Antriebssystems durch eine Schablone, die zwingend eine ganz bestimmte Blasfigur erzeugt, wurden vor allem Zweiachsensteuerungen auf einem Rahmen eingesetzt mit rechtwinklig zueinander liegenden Steuerachsen, insbesondere einer waagerechten und einer senkrechten Achse, um mäanderförmige Wege besonders einfach ansteuern zu können. Auf diese Weise war es bisher immer möglich, bestimmte mäanderförmige Blasfiguren durch reine zeitliche Ansteuerung oder Ansteuerung von einem Minimumanschlag zu einem Maximumanschlag der einzelnen Achsantriebe zu erzeugen.
Diese Art der Ansteuerung machte es jedoch erforderlich, die Antriebe möglichst genau auszurichten, wie dies z. B. in der DD 234 479 A1 beschrieben ist. Dort wirken mindestens zwei Betätigungselemente auf die Wasserlanze, wobei diese beiden Betätigungselemente in einem Winkel von 90° an einem Rahmen angeordnet sind, wobei zusätzlich die Befestigungspunkte der Betätigungselemente am Rahmen in einer Ebene mit einem horizontal und vertikal beweglichen Gelenk der Wasserlanze liegen müssen, welches dort den Bewegungspunkt der Wasserlanze bildet.
Eine weitere Zweiachsensteuerung ist auch aus der WO 93/12398 bekannt, welche die Wasserlanze mittels zweier senkrecht zueinander laufender Spindelantriebe präzise steuert, die wiederum mittels eines Führungsrahmen gehaltert sind.
Aus der DD 239 656 A1 ist es auch bekannt, die Reinigungsparameter eines Wasserlanzenbläsers anhand von Temperaturmessungen an der zu reinigenden Fläche zu steuern.
Bei bekannten Wasserlanzenbläsern erfolgt die Führung der Blaslanze über Mechaniken und zentrale Antriebe, wobei im Raum um die Blasführungen Antriebs- und Lagerelemente in einer Rahmenkonstruktion gelagert und angeordnet sind, die einen großen Raum einnehmen. Die oftmals große Länge der Lanze und die Wasserzufuhr führt zu großen Hebelwirkungen und Kräften, welche wiederum entsprechende Führungen, Antriebe und Rahmen erfordern.
Dazu kommt, daß nicht im Bereich jeder Luke, welche jede Öffnung sein kann, in der vorteilhafterweise ein Wasserlanzenbläser angeordnet werden soll, genügend Raum zur Verfügung steht. Zahlreiche Einbauten, wie Dampfrohre, Schaltschränke, Arbeitsbühnen etc. behindern die Anbringung von großen rechteckigen Gestellen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer verkürzten Bauform für einen Wasserlanzenbläser, welche flexibel auch unter beengten Platzverhältnissen angeordnet werden kann und außerdem geringere Anforderungen an die Stabilität des Antriebssystem stellt, sowie die freie Wahl beliebiger Blasfiguren und beliebiger Bewegungsgeschwindigkeiten zuläßt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wasserlanzenbläser gemäß dem Anspruch 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Eine wesentliche Verkürzung der Baulänge einer Wasserlanze wird dadurch erreicht, daß die Wasserzuführung einfach oder mehrfach um insgesamt mehr als 70°, insbesondere mehr als 90°, abgewinkelt erfolgt. Es war zwar bisher bekannt, die Wasserzuführung mit einem stumpfen Winkel unter 70° auszugestalten, um z. B. einen Schlauch von schräg hinten zuzuführen, jedoch waren Umlenkungen von 90° oder mehr bei bisherigen Antriebssystemen nicht möglich, da der Schlauch dann mit den Antriebselementen zusammengestoßen wäre. Außerdem wurden solche Umlenkungen wegen eines evtl. negativen Einflusses auf die Strahlqualität der Wasserlanze nicht in Betracht gezogen. Erfindungsgemäß abgewinkelte Wasserzuführungen haben aber den Vorteil, daß die Wasserzuführung näher an dem Bewegungspunkt der Wasserlanze liegt, wodurch sich die zur Bewegung der Wasserlanze erforderlichen Kräfte wegen des kürzeren Hebels, mit dem die schwere Wasserzuführung wirkt, deutlich verringern. Die Wasserzuführung kann nahe an den Bewegungspunkt und die Außenwand der Wärmeanlage verlegt werden, wodurch auch viel geringere Wege der Wasserzuführung bei der Bewegung der Wasserlanze erforderlich sind. Diese Vorteile erlauben es auch, weniger stabile Antriebssysteme zu verwenden, da nun geringere Kräfte erforderlich sind. Solche Antriebssysteme lassen sich ohne durchgehenden Rahmen verwirklichen, wodurch die wandnahe Wasserzuleitung problemlos in einem Bereich ohne Antriebselemente verlaufen kann.
Je nach der Kürze der Wasserlanze kann die letzte Krümmung der Wasserzuführung die Qualität des aus der Wasserlanze austretenden Wasserstrahles beeinträchtigen. Hiergegen hilft ein Ausgleichsvolumen, insbesondere ein im wesentlichen kugelförmiges Ausgleichsvolumen, am hinteren Ende der verkürzten Wasserlanze. Durch ein solches Volumen wird das Strömungsprofil des über einen Krümmenr anströmenden Wassers vergleichmäßigt und somit wieder eine gute Bündelung des Wasserstrahles in der Wasserlanze bewirkt.
Ein erfindungsgemäß verkürzter Wasserlanzenbläser ist besonders bevorzugt durch recht einfache Mechaniken bewegbar, z. B. durch mindestens ein Bewegungselement, das mit einem Ende direkt an der Wärmeanlage und mit einem anderen Ende an der Wasserlanze ortsfest angelenkt ist. Zusätzlich ist das Antriebssystem mit Wegaufnehmern zur genauen Bestimmung der Position der Wasserlanze ausgerüstet, wodurch sich eine geregelte Fahrweise verwirklichen läßt. Durch eine derartige Konstruktion wird ein neues Konzept verfolgt, mit dem ein Wasserlanzenbläser unabhängig von einem Rahmengerüst zu führen ist. Dieses ermöglicht eine flexible Plazierung des Wasserlanzenbläsers unter günstiger Ausnutzung des jeweils zur Verfügung stehenden Raumes an der Wärmeanlage. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Bewegungselement zumindest ein Teil eines Manipulatorarmes. Ein Ende des Manipulatorarmes ist an der Wärmeanlage bevorzugt so befestigbar, daß der Wasserlanzenbläser in Hinsicht auf Wartung und Inspektion gut erreichbar ist, ohne daß der Platz beispielsweise einer Arbeitsbühne unnötig eingeschränkt wird, auf der sich der Manipulatorarm befinden kann. Der Manipulatorarm selbst ist frei gestaltbar, wobei in einer Ausführungsform das Bewegungselement selbst der Manipulatorarm ist. Die Anordnung der Enden von einem oder mehreren Bewegungselementen in einer Ebene, die außersenkrecht zu einer vertikalen Ebene durch den Bewegungspunkt der Wasserlanze verläuft, erlaubt es, diesen Bewegungspunkt weit nach vorne in die Luke oder die Wärmeanlage hineinzuverlagern, wodurch sich größere Schwenkbereiche und günstigere Hebelverhältnisse beim Antriebssystem ergeben. Ist der Wasserlanzenbläser in waagerechten Decken oder Boden einer Wärmeanlage eingebaut, ist unter der vertikalen Ebene eine dann entsprechende Waagerechte durch den Bewegungspunkt zu verstehen. Wird nur ein Bewegungselement verwendet, so ist dieses bevorzugt in seiner Länge und in seiner Richtung veränderbar und erfüllt so etwa die Funktionen eines Manipulatorarmes. Sind zwei Bewegungselemente vorhanden, so brauchen diese lediglich Längenantriebe zu besitzen, um die Wasserlanze auf beliebigen Bahnen zu bewegen. Eine abgewinkelte Wasserzuführung eignet sich auch besonders zur Nachrüstung bei schon bestehenden Wasserlanzenbläsern. Die Krümmung ist dann sehr nah an den Bewegungspunkt der Wasserlanze legbar, so daß auftretende Kräfte und Momente gegenüber der vorherigen Anordnung verringert werden. Zusätzlich wird am hinteren Ende des Wasserlanzenbläsers Platz gespart. Durch die dort dann fehlenden Schlauchbewegungen wird eine bevorzugte Einhausung des Wasserlanzenbläsers vereinfacht.
Allerdings kann es bei zwei Bewegungselementen vorkommen, daß sie eine nahezu fluchtende Position einnehmen, wodurch ein Antrieb der Wasserlanze nicht mehr oder nur noch sehr schwer möglich ist. Für solche Anordnungen ist ein drittes Bewegungselement, welches dann den Antrieb unterstützen kann, sehr wichtig. Je nach den Anforderungen an die Genauigkeit der Bewegung und die Stabilität des Systems können auch mehr als drei Bewegungselemente eingesetzt werden.
Gemeinsam ist allen beschriebenen Anordnungen, daß beispielsweise zur Ausführung einer mäanderförmigen Blasfigur sehr komplexe, nicht lineare Bewegungen des oder der Bewegungselemente erforderlich sind, so daß eine einfache Steuerung, insbesondere eine Zeitsteuerung für solche Anordnungen nicht mehr in Betracht kommt.
Aus diesem Grunde weist das erfindungsgemäße Antriebssystem Wegaufnehmer zur genauen Bestimmung der Position der Wasserlanze auf, so daß nunmehr keine reine Steuerung, sondern eine geregelte Steuerung entlang einer Soll-Bewegungslinie möglich ist. Die Wegaufnehmer ermöglichen die genaue Kontrolle der Blasfigur, so daß die Bewegungselemente entsprechend geregelt werden können. Das Antriebssystem läßt es auch zu, bestimmte Teile der Blasfigur mit einer ersten Geschwindigkeit und andere Teile der Blasfigur, beispielsweise nicht verunreinigte oder empfindliche Bereiche, mit einer zweiten Geschwindigkeit abzufahren. Grundsätzlich sind beliebige Blasfiguren und beliebige Geschwindigkeitsprofile programmierbar oder durch Aufnahme vor Ort speicherbar.
Die Wegaufnehmer können entweder in den Bewegungselementen selbst angeordnet sein als typische Weg- oder Winkelaufnehmer, oder sie können an einem oder mehreren Wegaufnehmerarmen angeordnet sein. Wichtig ist, daß sie die genaue Position der Wasserlanze in bezug auf eine Referenzposition, die gegebenenfalls vor Beginn des Blasvorganges festgelegt wird, messen können. Als Wegaufnehmer eignen sich kapazitive, induktive oder magnetische Meßaufnehmer, sowie digitale Schrittzähler und dergleichen.
Die Steuerung erfolgt in einer gemeinsamen Steuerelektronik, die die Meßwerte der Wegaufnehmer erhält, mit den Sollwerten der vorgegebenen Blasfigur vergleicht und die Bewegungselemente entsprechend ansteuert. Auf diese Weise können selbst bei beliebiger Anordnung des oder der Bewegungselemente im Raum Blasfiguren bezüglich Fahrweg und Geschwindigkeit exakt wiederholt werden. Die Bewegungselemente können beispielsweise hydraulische oder pneumatische Hubkolben sein, ebenso wie bekannte Spindel- oder Zahnstangenantriebe auch elektrische oder magnetische Antriebe oder die Verwendung eines Manipulatorarmes sind möglich. Je nach dem Platzangebot kann es auch von Vorteil sein, die Bewegungselemente mit Hebeln, Seilzügen, Ketten, Drehgelenken und dergleichen an die räumlichen Gegebenheiten anzupassen.
Um die Verfügbarkeit des Systems und die Positioniergenauigkeit und Reproduzierbarkeit einer Blasfigur zu verbessern, ist es möglich, mindestens einen Wegaufnehmer mehr vorzusehen als prinzipiell zur Bestimmung der Position erforderlich ist. Durch Fehlerausgleichsrechnung können dann Ungenauigkeiten der Wegaufnehmer verringert werden bzw. bleibt der Betrieb der Anlage möglich, auch wenn ein Wegaufnehmer ausfallen sollte.
Ein Verfahren zum Betrieb des Systems besteht darin, daß die Anlage vor Ort aufgebaut und dann die Blasfigur anhand einer Schablone oder mittels visueller Beobachtung des Wasserstrahles erstmalig abgefahren und die zugehörigen Meßwerte der Wegaufnehmer gespeichert werden. Auch eine Berechnung der Sollwerte für die Wegaufnehmer für jede beliebige Blasfigur ist möglich, nachdem die Meßwerte der Wegaufnehmer für bestimmte Referenzpunkte ermittelt worden sind.
Das System erlaubt dabei die fast beliebige Anordnung des oder mehrerer Bewegungselemente je nach den örtlichen Gegebenheiten, wobei die Regelung des oder der Bewegungselemente durch Wegaufnehmer trotz der notwendigen komplizierten Koordinatentransformationen das exakte Nachfahren vorgegebener Blasfiguren mit vorgegebenen Geschwindigkeitsprofilen ermöglicht.
Das Umfeld der vorliegenden Erfindung und verschiedene Ausführungsbeispiele zu ihrer Erläuterung werden anhand der nachfolgenden Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen
Fig. 1
eine Ansicht von außen auf einen Wasserlanzenbläser in einer Luke einer Wärmeanlage,
Fig. 2
einen horizontalen Schnitt durch die Wand der Wärmeanlage in der Ebene des Wasserlanzenbläsers,
Fig. 3
schematisch die Wirkungsweise eines Wasserlanzenbläsers in einer Wärmeanlage,
Fig. 4
die Ansicht von Fig. 1 mit eingezeichneten Bewegungsachsen zur Erläuterung der Bewegungsabläufe,
Fig. 5
die Ansicht aus Fig. 2 mit eingezeichneten Bewegungsachsen,
Fig. 6
die Ansicht von hinten auf eine verkürzte Wasserlanze mit Ausgleichsvolumen,
Fig. 7
einen Längsschnitt durch die verkürzte Wasserlanze,
Fig. 8
eine Ansicht von hinten auf eine verkürzte Wasserlanze mit drei Bewegungsarmen,
Fig. 9
einen Längsschnitt durch Fig. 8,
Fig. 10 und 11
weitere Ausführungsbeispiele für Antriebssysteme von Wasserlanzen,
Fig. 12 und 13
eine Wasserlanze mit Kasten für Sperr- und Spülmedium in der Ansicht von hinten und im Längsschnitt.
Zur Veranschaulichung der Verhältnisse bei erfindungsgemäßen Wasserlanzenbläsern dienen zunächst die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 5. In der Wand 1 einer Wärmeanlage befindet sich eine Luke 2 mit Auskröpfungen nach innen 3 und außen 4. In der Luke 2 befindet sich der Bewegungspunkt 5 der Wasserlanze 6 in Form eines Schwenklagers oder Kugelgelenkes für die in seinem Zentrum fest angebrachte Wasserlanze 6. Die Wasserlanze 6 besitzt am hinteren Ende Befestigungspunkte 7.1, 7.2, 7.3 in welchen die lanzenseitigen Enden der Bewegungselemente 8.1, 8.2, 8.3 drehbar (aber nicht auf der Lanze verschiebbar) befestigt sind. Die rückwärtigen Enden der Bewegungselemente 8.1, 8.2, 8.3 sind drehbar in die Festlager 9.1, 9.2, 9.3, z.B. Kugelgelenke, eingebunden. Der Wassereintritt in die Lanze 6 erfolgt über einen Anschluß 10 und eine Wasserzufuhr 11 in Form eines druckfesten flexiblen Schlauches.
Unter realistischen Bedingungen ist die Wärmeanlage von zahlreichen, einen Einbau von Wasserlanzenbläsern behindernden Bauteilen umgeben. So sind z.B. oberhalb der Luke 2 an einem ersten Träger 12 ein Dampfrohr 13 und das Festlager 9.1 befestigt. In geringem Abstand, rechts neben der Luke 2 ist ein zweiter Träger 14 angeordnet. An diesem endet rechts ein als Arbeitsbühne dienender Lichtgitterrost 15. Der zweite Träger 14 begrenzt auch die Geländer 16 und 17 sowie die Geh- und Arbeitsbühne 15 und hält einen Schaltschrank 18.
Das Lanzenende ist mittels seiner Bewegungselemente 8.1, 8.2, 8.3 im Schwenkbereich S vertikal von oben "o" bis unten "u" und in seinem horizontalen Bereich von links "l" bis rechts "r" schwenkbar.
Wegen der Hindernisse wäre in diesem Bereich eine Rahmenanordnung nicht möglich. Wegen des geringen Abstandes zwischen Dampfrohr 13 und Außenhaut 19 der Wand 1 ist das Raumangebot stark eingeschränkt, welches im Arbeitsbereich "S" zwar große vertikale Wege von der oberen "o" zur unteren "u" Lanzenstellung zuläßt, dafür aber in horizontaler Richtung zwischen Außenhaut 19 und Dampfrohr 13 nur minimale Wege erlaubt. Wegen des Hindernisses Schaltschrank 18 kann das Festlager 9.3 nur oberhalb davon angebracht werden und muß wegen der damit erforderlichen großen annähernd horizontalen Wege im Arbeitsbereich S rechts unten ("r"/"u") nach links unten ("l"/"u") bzw. links oben ("l"/"o") an der äußersten rechten Kante des Trägers 14 befestigt werden, wodurch ebenfalls ein langes Bewegungselement 8.3 erforderlich ist. Bei vorgegebenen gesteuerten Abständen zwischen den Punkten 9.1-7.1 und 9.3-7.3 ist gemeinsam mit dem vorderen Schwenklager der Lanze jede Stellung der Lanze eindeutig fixiert. Lediglich im Arbeitsbereich von "r"/"o" treten stumpfe Winkel mit erhöhten Kräften auf. Erfindungsgemäß wird ein drittes aber kurzes Bewegungselement 8.2 zwischen den Punkten 7.2 und 9.2 installiert, welches gleichzeitig mit seinen Abständen gesteuert wird und eine schwingungs- und ruckartige Bewegung der Lanze 6 und des Wasserstrahles verhindert.
Die Bewegungselemente 8.1 bis 8.3 arbeiten im oberen und am äußeren rechten Randbereich der Arbeitsbühne, behindern damit nicht die Begehung der Bühne und lassen genügend Raum nach unten und links, um den Wasseranschluß 10 unmittelbar hinter der für die Blasstrahlqualität erforderlichen sehr kurzen Lanzenlänge mit einem Krümmer 20 anzusetzen und die Wasserzufuhr 11 nach links in Wandnähe anzuordnen. Damit ist erstens ein geringer Schwenkweg des flexiblen Schlauches möglich und zweitens die Begehung der Bühne 15 bis zum Bläser auch während des Blasbetriebes ohne Behinderung möglich.
An den Bewegungselementen 8.1 bis 8.3 befinden sich in Fig. 1 Steuerelemente, welche die Längen der Bewegungselemente in Abhängigkeit von der vorgegebenen Blasfigur und den Meßwerten der dargestellten Wegaufnehmer 44 die Position der Wasserlanze einstellen. In jeder Arbeitsstellung der Lanze wird jedes Bewegungselement 8.1-8.3 eine von der räumlichen Geometrie der Abstände, Winkelverhältnisse und dem geometrischen Ort der Halterungen 7.1-7.3 und Festlager 9.1-9.3 abhängige Längenänderung und Längenänderungsgeschwindigkeit durchführen, welche untereinander abgestimmt die Lanzenbewegung und die Führung des Wasserstrahles ausführen. Dazu befinden sich an einer Seite des Trägers 14 Mittel 45 zur Registrierung und zur Steuerung der Bewegung der Bewegungselemente. Der Ort der Anbringung der Steuerungsmittel ist jedoch nicht auf die unmittelbare Nähe zum Wasserlanzenbläser angewiesen. Über geeignete Datenübertragungswege 46 mit dem Lanzenbläser verbunden, können die Steuerungsmittel auch in einer Warte angebracht sein, um auf sie schnell zurückgreifen zu können.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird nach Montage des Wasserlanzenbläsers die Geometrie zwischen Bewegungspunkt 5, Befestigungspunkten an der Wasserlanze 7.1-7.3 und Festlagern 9.1-9.3 ausgemessen, die Ergebnisse in ein Rechenprogramm eingegeben und dort für vorgegebene Blasfiguren die Änderung jedes Bewegungselementes blasortund/oder blaszeitabhängig gespeichert und während des Betriebes über die Steuerelemente an die Bewegungselemente übertragen.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind während der Einstellphase der Arbeitsbereiche die Abstände der Bewegungselemente über die primäre Bewegung der Lanze oder eine nicht dargestellten Arretierung auf dem Lanzenende, welche mit einer Einstellvorrichtung der Blaswege mechanisch gekoppelt ist, einstellbar. Die bei jeder Bewegung der Einstellvorrichtung und Arretierung resultierenden Längenänderungen der einzelnen Bewegungselemente werden über die Wegaufnehmer registriert und gespeichert. So können über die Einstellvorrichtung beliebige Blasfiguren vorgegeben werden. Nach Entfernen der Einstellvorrichtung und der Inbetriebnahme von Steuerung und Wasserbläser werden die gespeicherten Bewegungen abgefahren.
An einem Beispiel soll im folgenden die Betriebsweise näher erläutert werden:
Der Wasserlanzenbläser nach Fig. 1 soll nach der Montage bei zentrierter Lanzenstellung axial in dem Bewegungspunkt 5 nachfolgende geometrischen Maße für die Stellung der Bewegungselemente 8.1-8.3, ihrer Festlager 9.1-9.3 und Befestigungspunkte 7.1-7.3 an der Wasserlanze 6 gegenüber dem zentralen Drehpunkt der Schwenkvorrichtung 5, welcher als geometrischer Punkt 0 angesetzt wird, besitzen (Fig. 4 und 5):
Drehpunkt von Teil-Nr. geometrischer Punkt
X Y Z
5 0 0 0
7,1 X7,1 Y7,1 Z7,1
7,2 X7,2 Y7,2 Z7,2
7,3 X7,3 Y7,3 Z7,3
9,1 X9,1 Y9,1 Z9,1
9,2 X9,2 X9,2 Z9,2
9,3 X9,3 X9,3 Z9,3
Selbstverständlich gelten die in Fig. 4 und 5 und obiger Tabelle angegebenen Koordinaten nur bei punktförmigen Drehpunkten, z.B. in Form eines Kugelgelenkes. Bei der in Fig. 1, 2 und 4, 5 gezeichneten vereinfachten Lösung mit augen- und ringförmigen Verbindungselementen sind im Drehpunkt noch eventuelle Korrekturen vorzunehmen. Diese werden aber über die Erprobung entschieden, da bei allen mechanischen Bewegungen der Bewegungselemente ein notwendiger Toleranzbereich vorhanden ist.
Über den Drehpunkt mit den Koordinaten X; Y; Z = 0, den Bewegungspunkt 5, werden die Koordinaten der zu reinigenden Wandbereiche und deren Grenzen dadurch bestimmt, daß die geometrische Gerade (gegebenenfalls nach ballistischer Korrektur für große Entfernungen) des Wasserstrahles der Lanze 6 auf den Wandflächen der Wärmeanlage den (jeder Lanzenstellung zugeordneten) geometrischen Punkt auf der Wand bestimmt.
In Fig. 3 ist die Geometrie eines Brennkammerteiles aufgezeichnet. Im unteren Teil befinden sich 6 Brenneröffnungen B, im oberen Teil 6 Rauchgasrücksaugeöffnungen R. Der Montagezustand einer Wasserlanze 6 nach Fig. 4, 5 ist mit seinem Bewegungspunkt 5 als geometrischer Punkt 0 eingezeichnet. Für die Ebene Y=0 ergeben sich an den Brennkammerwänden die Blasgrenzen ab Gr, über den waagerechten Blasbereich S bis Gl, für die Ebene X=0 ergibt sich von Go über S der Grenzpunkt Gu (oben, rechts, ... usw. ist logischerweise spiegelbildlich zu Fig. 4, 5 angeordnet). Jedem beliebigen weiteren Wandpunkt in der Brennkammer kann geometrisch eine Koordinate der Lanzenstellung zugeordnet werden. Bei einer bevorzugten Ausführung erfolgt dies geometrisch unter Nutzung der vorhandenen Brennkammermaße z.B. über ein mathematisches Programm.
Bei einer alternativen Ausführung werden mittels vor-Ort-Messungen charakteristische Punkte der Brennkammerwände bestimmt, z.B. über die Lanzenstellung ersetzende Laserstrahlen, welche im Stillstand des Kessels eingesetzt werden (dabei muß selbstverständlich die Längs- und Querdehnung der Wandflächen beim Kesselbetrieb berücksichtigt werden) oder andere geeignete Meßvorrichtungen auch im Dauerbetrieb.
In analoger Weise werden dann geometrisch auf mathematischem oder meßtechnischem Weg Blaswege für zu reinigende Flächenbereiche bestimmt und in die Steuerung der Bewegungselemente eingegeben. Ein Beispiel dafür ist die in Fig. 3 eingezeichnete Blasfigur zur Abreinigung der Schlackebärte unterhalb einiger Rauchgasrücksaugungen R und oberhalb einer Rauchgasrücksaugung. Das Reinigungsprogramm beginnt bei A und endet bei E. Die Arbeitsweise ist derart, daß nach Programmierung der zugehörigen Weg-Zeit-Diagramme, z.B. im Rechner bzw. Datenspeicher der Blockleittechnik, nach Eingabe des entsprechenden Reinigungs-Befehls der Wasserlanzenbläser in die Position A fährt (Fig. 3) und mit Öffnung der Wasserzufuhr das Weg-Zeit-Programm der Bewegungselemente 8.1-8.3 bis zum Punkt E abgefahren wird und dort die Wasserzufuhr wieder schließt.
Die Fig. 6 und 7 zeigen als weiteres Ausführungsbeispiel einen erfindungsgemäß verkürzten, und daher besonders leicht bewegbaren Wasserlanzenbläser mit 2 Winkelarmen und Steuereinrichtung. In der Wand 1 der Wärmeanlage befindet sich die Luke 2 mit Auskröpfungen nach innen 3 und außen 4. In der Luke 2 ist der Bewegungspunkt 5 der Wasserlanze 6 fest installiert und als vorderes Schwenklager für die im Zentrum fest angebrachte Wasserlanze 6 ausgebildet. Die Lanze 6 besitzt am hinteren Ende Befestigungspunkte 7.1, 7.2, in welchen die lanzenseitigen Enden der Bewegungselemente 8.1, 8.2 drehbar befestigt sind. Das rückwärtige Ende der Bewegungselemente 8.1, 8.2 ist drehbar in die Festlager 9.1, 9.2 eingebunden. Der Wassereintritt in die Lanze 6 erfolgt über einen Anschluß 10 und eine Wasserzufuhr 11 in Form eines druckfesten flexiblen Schlauches. Die Bewegungselemente sind an einem Rahmen befestigt, damit der Wasserlanzenbläser einfach montiert werden kann. Je nach Einbauart kann der Rahmen auch weggelassen werden.
Die Lanze 6 und der Wasseranschluß 10 sind in einen Kugelbehälter 20 eingebunden, der als Beruhigungvolumen für das seitlich anströmende Wasser dient. Die Bewegungselemente 8.1 und 8.2 setzen sich zusammen aus je einem Oberarm 21.1 u. 21.2 und einem an die Kugelform von 20 angepaßten gekrümmten Unterarm 22.1 u. 22.2; welche mit Drehscheiben 23.1 u. 23.2 verbunden sind.
Die Drehscheiben besitzen Antriebe 25.1 und 25.2, welche über flexible Kabelverbindungen 26.1 und 26.2 in den Steuerschrank 18 münden. Steuerschrank 18 und Festlager 9.1 und 9.2 sind in einem Rahmen 27 befestigt, welcher an der Wand 1 angeordnet ist. Bei dieser Ausführung des Wasserlanzenbläser kann nur mit einem Viertel-Rahmen und 2 Bewegungselementen 8.1 u. 8.2 die Gesamt-Konstruktion in einem Flächenviertel einseitig oberhalb der Luke angebracht werden, so daß der Bodenbereich und die linke Seite für die Begehung durch einen Arbeiter 28 voll zur Verfügung steht. Insbesondere können auf diese Weise vorhandene Rahmenfragmente an der Wärmeanlage günstig genutzt werden, um eine definierte Position des Wasserlanzenbläsers zu erzielen.
Die extrem kurze Lanze 6 besitzt an ihrem Ende einen Kugelbehälter 20, welcher die Einströmverhältnisse der Wasserzufuhr 11 in der Kugel beruhigt und für einen über den Querschnitt der Lanze gleichmäßigen Wasserzulauf zur Wasserdüse sorgt. Bei dieser Anordnung der Bewegungselemente 8.1 u. 8.2, der Halterungen 7.1 u. 7.2 mit der kleinen Bauart sind die Hebelverhältnisse gering und die Stabilität der Lanzenführung mit 2 Bewegungselementen ausreichend. Trotz der geringen Abmessungen ist mit dem nach außen abgeknickten Hebelsystem die räumliche Einordnung der Antriebe 25.1 u. 25.2 und des Steuerschrankes innerhalb des Rahmens 27 möglich. Besondere räumliche Minimierungen entstehen durch die geringen Abstände zwischen dem Bewegungspunkt 5 als Drehpunkt und den Halterungen 7.1 und 7.2 mit den dann geringen Steuerbewegungen der Arme 8.1, 8.2 und Kabelverbindungen 26.1, 26.2.
Bei einer weiteren Ausbildung werden Stabilitätsprobleme der Lanzenführung über nur 2 längengesteuerte Bewegungselemente durch zusätzlich 1-2 nichtgesteuerte auf Zug belastete Bewegungselemente, welche z.B. als Seile mit Gegengewicht über Rollen laufen (siehe auch Fig. 10 und 11: Pos. 8.2, 9.2, 29) behoben. Die Arbeitsweise erfolgt wie im 1. Beispiel für Fig. 1-4 beschrieben.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine anderes Ausführungsbeispiel für die Ausbildung und den Antrieb eines verkürzten Wasserlanzenbläser mit 3 symmetrisch angeordneten Winkelarmen als Bewegungselementen. In der Wand 1 der Wärmeanlage befindet sich die Luke 2 mit Auskröpfungen nach innen 3 und außen 4. In der Luke 2 ist der Bewegungspunkt 5 fest installiert und als vorderes Schwenklager für die im Zentrum fest angebrachte Wasserlanze 6 ausgebildet. Die Lanze 6 besitzt am hinteren Ende Befestigungspunkte 7.1, 7.2, 7.3, in welchen die lanzenseitigen Enden der Bewegungselemente 8.1, 8.2, 8.3 drehbar befestigt sind. Die rückwärtigen Enden der Bewegungselemente 8.1, 8.2, 8.3 sind drehbar in die Festlager 9.1, 9.2, 9.3 eingebunden. Der Wassereintritt in die Lanze 6 erfolgt über einen Anschluß 10 und eine Wasserzufuhr 11 in Form eines druckfesten flexiblen Schlauches. Die Bewegungselemente 8.1-8.3 setzen sich zusammen aus je einem Oberarm 21.1-21.3, Unterarm 22.1-22.3 und je einer Drehscheibe 23.1-23.3, welche mit nicht dargestellten Winkel-Verstelleinrichtungen ausgerüstet sind. Die Wasserlanze 6 mündet am hinteren Ende in eine 180°-Umlenkung 24, welche an einen Krümmer 20 anschließt. Bei dieser Lösung entsteht der Vorteil, daß durch den Knick der Oberarm-Unterarm-Konstruktion die Befestigungspunkte 7.1-7.3 nahe am als Bewegungspunkt 5 eingezeichneten Drehpunkt 0 der Schwenkvorrichtung noch innerhalb der äußeren Auskröpfung 4 arbeiten und die Weglängen von 7.1-7.3 im Arbeitsbereich S und damit die Drehwinkel der Drehscheiben 23.1-23.3 minimiert werden.
Damit ist eine weitere nicht dargestellte Kürzung der Wasserlanzenlänge 6 aber auch die Verkleinerung des Unterarm-Oberarm-Systems 22-23-21 derart möglich, daß die Festlager 9.1-9.3 unmittelbar am Rand der Außenkante der äußeren Auskröpfung 4 angebracht werden können und die Gesamtkonstruktion die Lukenabmessung nur wenig überschreitet und die erforderlichen Bewegungen des flexiblen Schlauches der Wasserzufuhr weiter verringert wird. Die Einstellung der Arbeitsbereiche erfolgt analog wie bisher beschrieben. Eine Wegänderung wird durch eine Drehwinkeländerung Δ Alpha der Drehscheiben 23.1-23.3 ersetzt.
Die Fig. 10 und 11 zeigen Ausfuhrungsbeispiele für Wasserlanzenbläser mit 2 tangential befestigten Bewegungselementen und einem hydraulischen Zylinder.
Die seilförmigen Bewegungselemente 8.1 und 8.3 sind mit ihren Festlagern 9.1 und 9.3 und Aufrolleinrichtungen 42 annähernd waagerecht angeordnet, sind aber im Gegensatz zu den bisherigen Lösungen mit ihren Halterungen 7.1 und 7.3 am tangentialen Außenwandbereich eines Außenrohres 35 der Wasserlanze 6 innerhalb des Auskröpfung 4 befestigt. Das Bewegungselement 8.2 ist als hydraulischer Zylinder mit seinem Festlager 9.2 auf den Träger des Lichtgitterrostes 15 und an der Lanze mit seinem Befestigungspunkt 7.2 in der Nähe der Luftzufuhr 38 angeordnet. Luft- 38 und Wasser- 11 - Anschluß sind axial nach hinten mit Krümmungen gemeinsam nach oben in eine Richtung ausgeführt. Die Luftzuführung dient dabei nicht nur als Sperrund Spülluft, sondern ebenfalls aufgrund seiner Führung als Kühlmedium.
Diese Anordnung bringt nachfolgende Vorteile:
  • kleine Wege der Bewegungselemente 8.1 und 8.3, damit nur geringe Drehwinkel der Rollen 42.
  • verbesserte Kraftwirkung durch tangentiale Halterung 7.1 und 7.3 insbesondere bei großem Durchmesser des Außenrohres 35 bei Luftkühlung (Luftzufuhr).
  • vereinfachte mit Schelle 43 verbundene gemeinsame Medienzufuhr Wasser/Luft bei geringstem Raumbedarf.
  • sichere Führung trotz Seilzugwirkung 8.1 und 8.3 und durch HydraulikZylinder 8.2.
Das in Fig. 12 und 13 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt schematisch, wie Wasserlanzenbläser mittels einer Schutzmanschette mit Sperr- und Spülluft geschützt und gekühlt und z.B. von drei seilartigen Bewegungselementen bewegt werden können. Eine verkürzte Bauform der Wasserlanze mit wandnaher, insbesondere etwa wandparalleler Zuführung von Wasser läßt sich relativ gut auch vollständig mit einem Gehäuse kapseln, wodurch alle Antriebselemente vor Verschmutzung geschützt werden können. Nur die Wasserzuleitung und Meß- und Steuerleitungen müssen durch das Gehäuse nach außen verlegt werden. Verschiedene Strömungsführungen, wie sie anhand der Zeichnung näher erläutert werden, lassen sich dabei verwirklichen, so daß gleichzeitig Kühlung, Schutz vor Verunreinigung (Spülung) und Verhinderung eines unkontrollierten Gasaustausches durch die Luke (Sperrung) erreicht werden können. Um insbesondere den Austrittsbereich vor Verunreinigungen und aggressiven Gasen zu schützen, kann dieser von dem Spülmedium nach Art eines Mantelstrahls umströmt werden.
In einer Weiterbildung, die auch an Anlagen nach dem Stand der Technik verwirklicht werden kann, soll hier eine weitere Verbesserung der Versorgung mit Sperr- und Spülmedium erreicht werden. Dies geschieht dadurch, daß die Versorgung mit Sperr- und Spülmedium nicht konstant eingestellt wird, sondern für jeden Wasserlanzenbläser einzeln geregelt wird. Dies kann sowohl bei einer zentralen Versorgung mehrerer Gehäuse durch geeignete Ventile erfolgen, als auch bei einer Einzelversorgung durch entsprechende Regelung der Versorgungsaggregate.
Geeignete Meß- und Regelgröße für die Sperrfunktion des Mediums ist insbesondere der Differenzdruck zwischen Innenraum der Wärmeanlage und Innenraum des Gehäuses. Wird dieser Wert konstant gehalten, so kann niemals Gas aus der Wärmeanlage in das Gehäuse strömen und der Strom von Sperrmedium in die Wärmeanlage bleibt konstant auf einem akzeptablen niedrigen Niveau.
Geeignete Meß- und Regelgröße für die Spülfunktion (bzw. Kühlfunktion) des Mediums ist insbesondere die Temperatur an einer oder mehreren Meßstellen im vorderen Bereich der Wasserlanze oder in der Nähe des Bewegungspunktes. Wird dieser Punkt konstant gehalten, so variiert zwar die Menge an Kühlmedium in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, jedoch nur in dem unbedingt zur Spülfunktion erforderlichen Maße.
Beide Regelungen können auch kombiniert eingesetzt werden, indem beispielsweise zunächst der Differenzdruck konstant gehalten wird, aber bei Überschreiten einer Grenztemperatur auf eine Temperaturregelung umgeschaltet wird.
In der Wand 1 der Wärmeanlage befindet sich die Luke 2 mit Auskröpfungen nach innen 3 und außen 4. In der Luke 2 ist der Bewegungspunkt 5 fest installiert und als vorderes Schwenklager für die im Zentrum fest angebrachte Wasserlanze 6 ausgebildet. Die Lanze 6 besitzt am hinteren Ende Befestigungspunkte 7.1, 7.2, 7.3, in welchen die lanzenseitigen Enden der Bewegungselemente 8.1, 8.2, 8.3 drehbar befestigt sind. Die rückwärtigen Enden der Bewegungselemente sind drehbar in die Festlager 9.1, 9.2, 9.3 eingebunden. Der Wassereintritt in die Lanze 6 erfolgt über einen Anschluß 10 und eine Wasserzufuhr 11 in Form eines druckfesten flexiblen Schlauches. Die nicht näher dargestellten, nicht drehbaren aber flexibel biegbaren Halterungen 7.1-7.3 halten stabile aber flexible Seile, welche als Bewegungselemente 8.1-8.3 wirken. Die Seile laufen an den Festlagern 9.1-9.3 über Rollen oder werden auf diesen Rollen auf-/abgewickelt. Bei einer weiteren Ausführung befindet sich am Ende des Seiles vom Bewegungselemente 8.2 ein Gegengewicht 29 (punktiert dargestellt). Die Rollen besitzen Antriebe 25.1-25.3 mit ihren Konsolen. Die Luke 2 wird durch einen Anschlußkasten 30 begrenzt. Der Außenrand des Anschlußkastens ist über ein Gehäuse 31 mit der Lanze 6 abgedichtet und bildet einen luftbeströmten freien Innenraum 32. Die Lanze 6 mit ihrer Düse 33 besitzt am Ende einen Einlauf 34. Die Lanze wird durch ein Außenrohr 35 umhüllt. Das Außenrohr besitzt einen Trennring 36, welcher im vorderen Bereich einen Luftmantel 37 mit Luftzufuhr 38 und im hinteren Teil eine Wasserumlenkung 39 bildet, welche in den Wasseranschluß 10 mündet.
Über Öffnungen 40 kann Sperr- und Spülfluid, vorzugsweise Luft, vom Luftmantel 37 in den Düsenkopf der Lanze 6 und über Öffnungen 41 in den Innenraum 32 strömen. Bei dieser Lösung werden die 3 Bewegungselemente 8.1-8.3 nur über Zugkräfte gesteuert. Verdreh-Kräfte durch die räumliche Bewegung der Bewegungselemente werden besonders bei einem Seil kompensiert, dieses ist mit Aufrolleinrichtung 42 am Festlager 9.3 dargestellt. Rolle und Seil werden bei einer anderen Lösung durch Kette und Kettenrad ersetzt. Bei dieser Lösung kann, wie am Festlager 9.1 dargestellt, die Kette am freien Ende nach unten frei hängen.
Bei einer weiteren Ausbildung wird ein Bewegungselement, wie hier für 8.2 gestrichelt dargestellt, ohne Antrieb ausgerüstet und die notwendige Zugspannung über eine Rolle 9.2 und Gegengewicht 29 erzeugt. Bei diesen Lösungen können Luft- und Wasserzufuhr in einem Mantelrohr untergebracht werden, die Luft- und Wasserzufuhr frei hängend, in einer senkrechten Ebene angeordnet werden, ohne daß bei den Schwenkstellungen Bewegungselemente u. Luft- bzw. Wasserzufuhr sich behindern. Durch schmale Seile als Bewegungselemente, welche auch nur kleine Halterungen 7.1-7.3 erfordern, ist bei max. Schrägstellung der Lanze für diese auch ausreichend Raum zwischen Gehäuse 31 und Lanze -Außenrohr35-, wenn die Halterungen aus konstruktiven Erfordernissen in die äußere Einkröpfung 4 einschwenken. In diesem Falle kann die Lanze weiter verkürzt werden.
Das Außenrohr 35 mit der abschließenden Halbkugel als Umlenkung 39 bringt gleichmäßige Einströmverhältnisse des Wassers in die Lanze und sichert trotz kurzer Lanze einen drallfreien Wasserstrahl mit geringer Auffächerung.
Selbstverständlich können alle aufgeführten Weiterbildungen beliebig miteinander gekoppelt werden, insbesondere betrifft dies die Auswahl und Kombination der Technik des oder der Bewegungselemente und ihrer Kraftwirkung auf Zug und/oder Druck und das Anordnen der Halterungen bei unterschiedlichen Abständen zum Bewegungspunkt 5 der Lanze, deren Variation als Kugelgelenk, Lasche, Ringaugen, Gelenk, Kreuzgelenk oder starre Verbindung mit flexiblem Übergang, der variablen Wahl unterschiedlicher Längen der Bewegungselemente und variable Orte für die Festlager. Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit der Nachrüstung einzelner Komponenten wie beispielsweise den Bewegungselementen, der kurzen Wasserlanze oder der Wegaufnehmer mit Steuerung oder des kompletten Wasserlanzenbläsers an einer Wärmeanlage. Eine vorteilhafte Nachrüstung soll beispielhaft an einem schon bekannten Wasserlanzenbläser-Typ, wie er in der WO 93/12398 beschrieben ist, im folgenden dargestellt werden. In einer Wand, beispielsweise im Bereich eines Lichtgitterrostes, befindet sich eine Luke mit innerer und äußerer Auskröpfung. Die dort angelenkte Wasserlanze wird in der Luke durch ein Kugelgelenk geführt. An einem Rahmen, welcher an der inneren Auskröpfung der Wand befestigt ist, befinden sich oben und unten in einem Rahmen gelagerte Spindeln, die als Bewegungselemente der Wasserlanze dienen. Die obere Spindel wird durch einen Antrieb mit einem Wegänderungs-/Drehwinkeländerungssystem gedreht. Auf den Spindeln befinden sich wiederum Lager, die ein senkrechtes Bewegungselement in der Form einer Spindel, führen. Diese senkrechte Spindel besitzt ebenfalls einen Antrieb mit einem Wegänderungs-/Drehwinkeländerungssystem. Auf der senkrechten Spindel befindet sich ein Befestigungspunkt für die Wasserlanze. Durch die Verbindung der Wasserlanze am Kugelgelenk in der Luke und am Befestigungspunkt des senkrechten Bewegungselementes ist die Strahlrichtung des Wasserlanzenbläsers änderbar. Dieser Wasserlanzenbläser ist nun umrüstbar; es wird anstatt der langen Wasserlanze eine verkürzte, gekrümmte eingebaut, die zusätzlich ein Beruhigungsvolumen in der Form einer Kugel aufweist. Weiterhin wird der Wasserlanzenbläser mit einem Gehäuse staub- und spritzwasserdicht abgedeckt. Die Bewegungselemente werden mit Wegaufnehmern versehen, die wiederum in Verbindung mit einer Steuerung stehen. Die Antriebe der Bewegungselemente werden wiederum durch diese Steuerung geführt. Die räumliche Verkürzung des Wasserlanzenbläsers sowie seine Gehäuseabdeckung führen zu einer, vor Unfällen geschützten Begehbarkeit des Lichtgitterrostes. Ein änderbarer Antrieb in Verbindung mit den Wegaufnehmern und der Steuerung ermöglicht die Ausführung beliebiger Blasfiguren.
Auch die Wahl des Verfahrens zur Steuerung der Blasfiguren und deren Programmierung kann beliebig zwischen der experimentellen meßtechnisch und mathematischen programmtechnischen Lösung miteinander gekoppelt werden. So können meßtechnisch bzw. experimentell über die Strahlengeometrie der Lanzenführung in die Wärmeanlage verlängert, geometrische Eckpunkte, z.B. Maximum oben/unten, rechts/links usw., bestimmt, diese in ein mathematisches Programm eingegeben werden und danach die weiteren Bahnpunkte für die Blasfigur berechnet werden.
Eine weitere Variation besteht in dem bei anderen Lösungen bisher noch nicht realisierten Blasbetrieb mit unterschiedlichen Bahngeschwindigkeiten, so daß stark verschlackte Stellen vorprogrammiert länger angeblasen werden oder/und realisiert, daß statt des Aus-/Einschaltens der Wasserzufuhrventile mit großer Geschwindigkeit ohne Unterbrechung des Blasbetriebes von Endpunkt E zum Anfangspunkt A der nächsten Blasfigur gefahren wird (vergleiche Fig. 3).
Durch die Erfindung treten im Ergebnis folgende Vorteile auf:
  • a. Der Wasserlanzenbläser sichert die variable Ausführung beliebiger Blasfiguren und ist nicht vorrangig an die Geometrie der herkömmlichen Bewegungselemente mit um 90° wechselnden waagerechten und/oder senkrechten Bewegungen, Kreis- oder Evolventenbewegungen gekoppelt. Richtung, Umlenkung und Geschwindigkeit kann beliebig variiert und den Reinigungsforderungen individuell angepaßt werden.
  • b. Es bestehen keine Einschränkungen hinsichtlich der Einbauorte des Wasserlanzenbläser, Verbaute Luken, fehlendes Raumangebot und andere räumliche Hindernisse können durch die Variation der Anordnung und Länge der Bewegungselemente mit individueller Wahl der Festpunkte und Halterungen an der Lanze trotzdem für den Einbau angepaßter Wasserlanzenbläser genutzt werden. Damit kann für die Anordnung der Wasserlanzenbläser in der Wärmeanlage eine optimale Auswahl getroffen und die Anzahl der Wasserlanzenbläser an der Anlage minimiert werden.
  • c. Materialeinsatz, Platzbedarf und Gewicht des Wasserlanzenbläser werden minimiert. Insbesondere entfallen die in einem stabilen großen Rahmen untergebrachten Lager und Antriebe und die Spindeln, Ketten und Führungen der bisherigen Lösungen. Die Montage wird vereinfacht.
  • d. Die Materialbeschaffung wird erheblich flexibler, da keine Anforderungen an feststehende Abmessungen von Konstruktionselementen gestellt werden. Das Angebot am Markt für Bewegungselemente-Lösungen, Festlager und Steuerelemente kann beliebig genutzt werden.
  • e. Bei Defekten können konstruktive Abweichungen bei Ersatz von Bauelementen zugelassen werden, wenn die Einstellung der Blasfiguren angepaßt wird.
  • f. Die Abmessungen der Wasserlanzenbläser, insbesondere nach hinten und zur Seite, wird verringert. Damit ist die Begehung und der Einbau auch an schmalen Bühnen möglich.
  • g. Die Wasserzufuhrung wird vereinfacht und weniger störanfällig durch geringere Schwenkwege und Wegfall von Krümmungen.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    1
    Wand
    2
    Luke
    3
    innere Auskröpfung
    4
    äußere Auskröpfung
    5
    Bewegungspunkt, Kugelgelenk
    6
    Wasserlanze
    7.1-7.3
    Befestigungspunkte an der Wasserlanze
    8.1-8.3
    Bewegungselemente
    9.1-9.3
    Befestigungspunkte an der Wärmeanlage
    10
    Wasseranschluß
    11
    Wasserzufuhr
    12
    erster Träger
    13
    Dampfrohr
    14
    zweiter Träger
    15
    Lichtgitterrost
    16, 17
    Geländer
    18
    Schaltschrank, Steuerschrank
    19
    Außenhaut der Wärmeanlage
    20
    Kugelvolumen, Wasserführung
    21.1-21.3
    Oberarm
    22.1-22.3
    Unterarm
    23.1-23.3
    Drehscheibe
    24
    Umlenkung, Krümmung
    25.1-25.2
    Antriebe
    26.1-26.2
    Kabelverbindungen
    27
    Rahmen
    28
    Arbeiter
    29
    Gegengewicht
    30
    Anschlußkasten
    31
    Gehäuse
    32
    Gehäuseinnenraum
    33
    Düse
    34
    Einlauf
    35
    Außenrohr
    36
    Trennring
    37
    Luftmantel
    38
    Luftzufuhr
    39
    Wasserumlenkung
    40, 41
    Öffnungen
    42
    Aufrolleinrichtung
    43
    Schelle
    44
    Wegaufnehmer
    45
    Mittel zur Steuerung und/oder Registrierung
    46
    Datenübertragungsweg
    ΔAlpha
    Drehwinkeländerung
    ΔL
    Wegänderung
    A
    Anfang
    E
    Ende
    S
    Arbeitsbereich
    r
    rechts
    l
    links
    o
    oben
    u
    unten
    X, Y, Z
    Koordinaten
    G
    Grenzpunkte
    B
    Brenneröffnung
    R
    Rauchgasrücksaugeöffnung

    Claims (22)

    1. Wasserlanzenbläser zur Reinigung einer in Betrieb befindlichen und mit Flammen und/oder Rauchgasen beströmten Wärmeanlage mit Wandbereichen (A-E) und einer Luke (2), welcher eine Wasserlanze (6) mit einer Mündung und eine Wasserzuführung (11) umfaßt, bei dem die Wasserlanze (6) mit ihrer Mündung an oder in der Luke (2) horizontal und vertikal schwenkbar (5) anordbar ist und bei dem Wasser von der Wasserzuführung (11) zur Mündung der Wasserlanze (6) hin strömen kann, wobei die Wasserlanze (6) einen Wasserstrahl durch die Wärmeanlage hindurch auf von der Luke erreichbare Wandbereiche (A-E) blasen kann,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserlanzenbläser verkürzt ausgebildet ist, indem die Wasserlanze (6) im hinteren Teil eine Wasserumlenkung (24; 39) bildet, welche in einen Wasseranschluß (10) mündet, wobei die Wasserumlenkung (24; 39) und/oder die Wasserzuführung (11) einfach oder mehr fach insgesamt eine Umlenkung um einen Winkel von mehr als 70° gegen über der strahlrichtung der Wasserlanze (6) aufweisen zur Wasserzuführung von nahe der Außenwand der Wärmeanlage.
    2. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im außerhalb der Wärmeanlage liegenden Ende der Wasserlanze (6) ein erweitertes Beruhigungsvolumen (20, 39), insbesondere ein etwa kugelförmiges Volumen (20), für das zugeführte Wasser vorhanden ist.
    3. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzuführung (11) im wandnahen Bereich nahe dem Bewegungspunkt (5) der Wasserlanze (6) erfolgt, insbesondere zunächst eine Krümmung (24) von etwa 90° bis 150° aufweist, dann ein Stück parallel zur Wasserlanze (6) aber entgegen deren Strömungsrichtung verläuft und danach über eine Krümmung (24) von 90° bis 180° in das Beruhigungsvolumen oder die Wasserlanze (6) mündet.
    4. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzuführung (11) etwa parallel zur Wand der Wärmeanlage zwischen für die Bewegung der Wasserlanze (6) erforderlichen Bewegungselementen (8.1, 8.2, 8.3) erfolgt.
    5. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserlanze (6) durch mindestens ein Bewegungselement (8.1, 8.2, 8.3), vorzugsweise mindestens zwei, bewegbar ist, das mit einem Ende (9.1, 9.2, 9.3) direkt an der Wärmeanlage und mit einem anderen Ende (7.1, 7.2, 7.3) an der Wasserlanze (6) ortsfest angelenkt ist, wobei Wegaufnehmer zur genauen Bestimmung der Position der Wasserlanze (6) vorhanden sind.
    6. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daßt das Bewegungselement (8.1, 8.2, 8.3) zumindest Teil eines Manipulatorarms ist.
    7. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Enden der Bewegungselemente (8.1, 8.2, 8.3) eine Ebene aufgespannt ist, die außersenkrecht zu einer vertikalen Ebene durch den Bewegungspunkt (5) der Wasserlanze (6) an der Wärmeanlage steht.
    8. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens drei Bewegungselemente (8.1, 8.2, 8.3) vorhanden sind, deren Befestigungspunkte (9.1, 9.2, 9.3) mit dem Bewegungspunkt (5) der Wasserlanze (6) vorzugsweise jeweils Winkel von etwa 80° bis 140° bilden.
    9. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungelemente (8.1, 8.2, 8.3) selbst Wegaufnehmer enthalten, die deren genaue Länge und/oder Winkelposition zu einer Referenzposition messen.
    10. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zusätzlicher Wegaufnehmerarm vorhanden ist, der Wegaufnehmer zur Feststellung der genauen Position der Wasserlanze (6) aufweist.
    11. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungselemente (8.1, 8.2, 8.3) und die Wegaufnehmer mit einer gemeinsamen Steuerelektronik verbunden sind, die aus den Meßwerten der Wegaufnehmer die genaue Position der Wasserlanze (6) errechnet und Steuerbefehle an die Bewegungselemente (8.1, 8.2, 8.3) gibt, wobei insbesondere bestimmte vorausberechnete und/oder früher gespeicherte Bewegungsabläufe der Wasserlanze (6) bezüglich Fahrweg und Geschwindigkeit exakt wiederholt werden können.
    12. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungselemente (8.1, 8.2, 8.3) hydraulische oder pneumatische Hubkolben sind, die jeweils mit einem Ende (9.1, 9.2, 9.3) an der Außenwand der Wärmeanlage und mit dem anderen Ende (7.1, 7.2, 7.3) an dem außerhalb der Wärmeanlage liegenden Teil der Wasserlanze (6) angelenkt sind.
    13. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungselemente (8.1, 8.2, 8.3) Spindelantriebe oder Zahnstangenantriebe sind, die jeweils mit einem Ende (9.1, 9.2, 9.3) an der Außenwand der Wärmeanlage und mit dem anderen Ende (7.1, 7.2, 7.3) an dem außerhalb der Wärmeanlage liegenden Teil der Wasserlanze (6) angelenkt sind.
    14. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegaufnehmer Winkel- und/oder Längenaufnehmer sind.
    15. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Wegaufnehmer mehr vorhanden ist als zur Bestimmung der Position erforderlich ist, um die Positioniergenauigkeit und die Verfügbarkeit zu erhöhen.
    16. Wasserlanzenbläser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Bereich der Luke (2) durch ein Gehäuse (31) abgedichtet ist, das mit einem Sperr- und Spülmedium beaufschlagbar ist.
    17. Wasserlanzenbläser nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (31) die gesamte Mechanik abdichtet und durch seine Wand nur die Wasserzuführung (11), die Leitung für Sperr- und Spülfluid (38) und die Steuer- und Meßleitungen der Bewegungselemente (8.1, 8.2, 8.3) nach außen geführt sind.
    18. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gehäuse (31) einzeln oder gemeinsam mit einer Mehrzahl von Gehäusen (31) auf etwa gleicher vertikaler Höhe mit einem Gebläse zur Versorgung mit Sperr- und Spülmedium verbunden sind.
    19. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Differenzdruckmesser zur Messung und Regelung des Differenzdruckes zwischen dem Innenraum der Wärmeanlage und dem Innenraum (32) des Gehäuses (31) vorhanden ist.
    20. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler im Bereich des Bewegungspunktes (5) der Wasserlanze (6) angeordnet ist, der als Istwertgeber für die Menge pro Zeiteinheit an Sperrund Spülmedium dient.
    21. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (37) des Sperr- und Spülmediums die eigentliche Wasserlanze (6) im Austrittsbereich so umgibt, daß eine Art Mantelstrahl um den Austrittsbereich (33) ausbildbar ist.
    22. Wasserlanzenbläser nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse für das Sperr- und Spülmedium teilweise flexible Wände und/oder Zwischenwände aufweist.
    EP96920752A 1995-05-30 1996-05-30 Wasserlanzenbläser mit verkürzter wasserlanze Expired - Lifetime EP0828987B1 (de)

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