EP3567333A1 - Drive device for a cleaning device for a heat exchanger - Google Patents

Drive device for a cleaning device for a heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
EP3567333A1
EP3567333A1 EP18020198.0A EP18020198A EP3567333A1 EP 3567333 A1 EP3567333 A1 EP 3567333A1 EP 18020198 A EP18020198 A EP 18020198A EP 3567333 A1 EP3567333 A1 EP 3567333A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
heat exchanger
drive
cylinder tube
cleaning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18020198.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Adler
Ekkehardt Klein
Christoph Nagl
Andreas POLLAK
Michael Hernegger
Mathias KURRAS
Werner Muchitsch
Thomas Karoschitz
Leopold Hauser
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.)
RAG Austria AG
Linde GmbH
Original Assignee
RAG Austria AG
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RAG Austria AG, Linde GmbH filed Critical RAG Austria AG
Priority to EP18020198.0A priority Critical patent/EP3567333A1/en
Priority to PCT/EP2019/025135 priority patent/WO2019214850A1/en
Priority to EP19722795.2A priority patent/EP3790671B1/en
Priority to HUE19722795A priority patent/HUE063326T2/en
Priority to ES19722795T priority patent/ES2958109T3/en
Priority to PL19722795.2T priority patent/PL3790671T3/en
Publication of EP3567333A1 publication Critical patent/EP3567333A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/04Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes
    • B08B9/043Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes
    • B08B9/045Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved by externally powered mechanical linkage, e.g. pushed or drawn through the pipes the cleaning devices being rotated while moved, e.g. flexible rotating shaft or "snake"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G1/00Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/08Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances having scrapers, hammers, or cutters, e.g. rigidly mounted
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G1/00Non-rotary, e.g. reciprocated, appliances
    • F28G1/14Pull-through rods
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G15/00Details
    • F28G15/04Feeding and driving arrangements, e.g. power operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G15/00Details
    • F28G15/08Locating position of cleaning appliances within conduits

Definitions

  • such a cleaning device has the disadvantage that for the drive element, which is typically designed as an electric motor, an electrical wiring must be provided. Since the electric motor together with the cleaning device often has to be accommodated in a pressure-tight environment with the interior of the cylinder tube, therefore, typically a pressure-tight current feedthrough is necessary in order to be able to supply the drive element with electrical energy from an external energy source. This not only increases the production cost and thus the manufacturing cost, but also increases the maintenance and the risk of leaks in the heat exchanger system.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Reinigungsvorrichtung (10) für ein Zylinderrohr eines Wärmetauschers (13, 212). Die Antriebsvorrichtung weist eine Gewindespindel (3) auf, welche dazu ausgelegt ist, in einer axialen Richtung (100) koaxial mit dem Zylinderrohr des Wärmetauschers (13) in dem Zylinderrohr angeordnet zu werden und durch Drehung ein Reinigungselement (12) in dem Zylinderrohr entlang der axialen Richtung (100) zu verschieben. Ferner weist die Antriebsvorrichtung ein Kupplungselement (30, 210) mit einem ersten Rotor (32) und einem mit dem ersten Rotor (32) gekoppelten zweiten Rotor (34) auf, wobei der erste Rotor (32) mit der Gewindespindel (3) mechanisch starr und mit dem Zylinderrohr fluiddicht und/oder druckdicht verbindbar ist, und wobei der zweite Rotor (34) mit einem Antriebselement (208) derart mechanisch verbindbar ist, dass die Gewindespindel durch das Antriebselement (208) über den zweiten Rotor und den ersten Rotor drehbar ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Reinigungsvorrichtung (10) und einen Wärmetauscher (13).The invention relates to a drive device for a cleaning device (10) for a cylinder tube of a heat exchanger (13, 212). The drive device comprises a threaded spindle (3) which is adapted to be arranged in an axial direction (100) coaxially with the cylinder tube of the heat exchanger (13) in the cylinder tube and by rotation a cleaning element (12) in the cylinder tube along the axial direction (100) to move. Furthermore, the drive device has a coupling element (30, 210) with a first rotor (32) and a second rotor (34) coupled to the first rotor (32), the first rotor (32) mechanically rigid with the threaded spindle (3) and with the cylinder tube fluid-tight and / or pressure-tight connectable, and wherein the second rotor (34) with a drive element (208) is mechanically connectable such that the threaded spindle through the drive member (208) via the second rotor and the first rotor is rotatable , Furthermore, the invention relates to a cleaning device (10) and a heat exchanger (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Reinigungsvorrichtung für einen Wärmetauscher, sowie eine Reinigungsvorrichtung und einen Wärmetauscher mit einer derartigen Antriebsvorrichtung. Die Erfindung liegt somit insbesondere auf dem Gebiet der Wärmetauscher.The invention relates to a drive device for a cleaning device for a heat exchanger, and a cleaning device and a heat exchanger with such a drive device. The invention is therefore particularly in the field of heat exchangers.

Wärmetauscher zum Wärmen oder zum Abkühlen eines Arbeitsmediums sind aus dem Stand der Technik vielfältig bekannt. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit soll im Folgenden das Arbeitsmedium Erdgas näher betrachtet werden. Erdgas aus Bodenspeichern weist häufig einen besonders hohen Prozentsatz an unerwünschten Begleitstoffen und besonders hohe Wasseranteile auf. Es ist wünschenswert, die Begleitstoffe sowie den Wasseranteil aus dem Erdgas zu entfernen, bevor es für weitere Zwecke eingesetzt wird. Eine Möglichkeit hierzu stellt die Kühlung des Erdgases in einem oder mehreren Schritten auf geeignete tiefe Temperaturen dar. Insbesondere kann hierbei eine Verflüssigung des Erdgases zweckmäßig sein.Heat exchangers for heating or for cooling a working medium are widely known from the prior art. Without restricting generality, the working medium natural gas will be considered in more detail below. Natural gas from soil reservoirs often has a particularly high percentage of unwanted accompanying substances and particularly high proportions of water. It is desirable to remove the impurities as well as the water content from the natural gas before it is used for further purposes. One possibility for this is the cooling of the natural gas in one or more steps to suitable low temperatures. In particular, in this case, a liquefaction of the natural gas may be appropriate.

Bei der Abkühlung von Erdgas kommt es durch die genannten Begleitstoffe im Wärmetauscher zumeist zu Ablagerungen auf den Wärmeübertragungsflächen, wobei der zeitliche Verlauf solcher Ablagerungen von den Betriebsbedingungen und der jeweiligen Erdgaszusammensetzung abhängt. Die Wärmeübertragungsflächen müssen daher in bestimmten Intervallen gereinigt werden. Aus den genannten Gründen ist es allerdings schwierig, allgemein gültige Reinigungsintervalle für die betreffenden Wärmetauscher anzugeben.During the cooling of natural gas, sediments on the heat transfer surfaces usually occur due to the aforementioned accompanying substances in the heat exchanger, the time course of such deposits depending on the operating conditions and the respective natural gas composition. The heat transfer surfaces must therefore be cleaned at certain intervals. For the reasons mentioned, however, it is difficult to specify generally valid cleaning intervals for the relevant heat exchangers.

Kondensierende und gefrierende Begleitstoffe wie Wasser, CO. sowie Kohlenwasserstoffverbindungen scheiden sich an den Wärmeübertragungsflächen ab und reduzieren somit den Wärmeübergang. Auch bei Betriebstemperaturen über dem Gefrierpunkt von Wasser kann es ferner an den Wärmeübertragungsflächen zu Bildung von Methanhydrat kommen.Condensing and freezing impurities such as water, CO. as well as hydrocarbon compounds are deposited on the heat transfer surfaces and thus reduce the heat transfer. Even at operating temperatures above the freezing point of water, it may also come to the heat transfer surfaces to form methane hydrate.

Zylinderrohre von Wärmetauschern können beispielsweise mit einer Reinigungsvorrichtung versehen sein, mittels welcher Ablagerungen von den Wärmeübertragungsflächen in den Zylinderrohren mechanisch beseitigt werden können. Beispielsweise offenbart die DE 10 2015 010 455 A1 eine solche Reinigungsvorrichtung.Cylinder tubes of heat exchangers may for example be provided with a cleaning device, by means of which deposits of the Heat transfer surfaces can be removed mechanically in the cylinder tubes. For example, the DE 10 2015 010 455 A1 such a cleaning device.

Eine derartige Reinigungsvorrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass für das Antriebselement, welches typischerweise als ein Elektromotor ausgebildet ist, eine elektrische Verkabelung bereitgestellt werden muss. Da der Elektromotor zusammen mit der Reinigungsvorrichtung häufig in einer druckdichten Umgebung mit dem Innenraum des Zylinderrohrs untergebracht werden muss, ist daher typischerweise ein druckdichte Stromdurchführung notwendig, um das Antriebselement mit elektrischer Energie von einer externen Energiequelle versorgen zu können. Dies erhöht nicht nur den Fertigungsaufwand und somit die Herstellungskosten, sondern erhöht auch den Wartungsaufwand und die Gefahr von Undichtheiten im Wärmetauschersystem.However, such a cleaning device has the disadvantage that for the drive element, which is typically designed as an electric motor, an electrical wiring must be provided. Since the electric motor together with the cleaning device often has to be accommodated in a pressure-tight environment with the interior of the cylinder tube, therefore, typically a pressure-tight current feedthrough is necessary in order to be able to supply the drive element with electrical energy from an external energy source. This not only increases the production cost and thus the manufacturing cost, but also increases the maintenance and the risk of leaks in the heat exchanger system.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vereinfachte und zuverlässigere Möglichkeit zum Reinigen der Zylinderrohre von Wärmeabscheidern bereitzustellen.It is therefore the object of the present invention to provide a simplified and more reliable way of cleaning the cylinder tubes of heat collectors.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung und einen Wärmetauscher mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved by a drive device, a cleaning device and a heat exchanger with the features of the respective independent claims. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Antriebsvorrichtung für eine Reinigungsvorrichtung für ein Zylinderrohr eines Wärmetauschers. Die Antriebsvorrichtung weist eine Gewindespindel auf, welche dazu ausgelegt ist, in einer axialen Richtung koaxial mit dem Zylinderrohr des Wärmetauschers in dem Zylinderrohr angeordnet zu werden und durch Drehung ein Reinigungselement in dem Zylinderrohr entlang der axialen Richtung zu verschieben. Ferner weist die Antriebsvorrichtung ein Kupplungselement mit einem ersten Rotor und einem mit dem ersten Rotor gekoppelten zweiten Rotor auf, wobei der erste Rotor mit der Gewindespindel mechanisch starr und mit dem Zylinderrohr fluiddicht und/oder druckdicht verbindbar ist, und wobei der zweite Rotor mit einem Antriebselement derart mechanisch verbindbar ist, dass die Gewindespindel durch das Antriebselement über den zweiten Rotor und den ersten Rotor drehbar ist.In a first aspect, the invention relates to a drive device for a cleaning device for a cylinder tube of a heat exchanger. The drive device has a threaded spindle which is adapted to be arranged in an axial direction coaxially with the cylinder tube of the heat exchanger in the cylinder tube and to move by rotation a cleaning element in the cylinder tube along the axial direction. Furthermore, the drive device has a coupling element with a first rotor and a second rotor coupled to the first rotor, wherein the first rotor with the threaded spindle is mechanically rigid and fluid-tight and / or pressure-tight manner with the cylinder tube, and wherein the second rotor with a drive element is mechanically connectable such that the threaded spindle is rotatable by the drive element via the second rotor and the first rotor.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Reinigungsvorrichtung für einen Wärmetauscher, umfassend eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung, sowie ein Reinigungselement, welches derart auf der Gewindespindel anbringbar ist, dass das Reinigungselement durch Drehung der Gewindespindel in axialer Richtung durch das Zylinderrohr verschiebbar ist.In another aspect, the invention relates to a cleaning device for a heat exchanger, comprising a drive device according to the invention, and a cleaning element which can be attached to the threaded spindle, that the cleaning element is displaceable by rotation of the threaded spindle in the axial direction through the cylinder tube.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Wärmetauscher, umfassend zumindest ein Zylinderrohr, wobei das zumindest eine Zylinderrohr mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung ausgestattet ist, sowie zumindest ein Antriebselement, welches derart mit dem zweiten Rotor der zumindest einen Reinigungsvorrichtung mechanisch verbunden ist, dass der zweite Rotor durch das Antriebselement antreibbar ist.In a further aspect, the invention relates to a heat exchanger, comprising at least one cylinder tube, wherein the at least one cylinder tube is equipped with a cleaning device according to the invention, and at least one drive element, which is mechanically connected to the second rotor of the at least one cleaning device that the second rotor can be driven by the drive element.

Dass der erste Rotor mit dem Zylinderrohr fluiddicht und/oder druckdicht verbindbar ist, bedeutet dabei, dass der erste Rotor derart mit dem Zylinderrohr verbunden werden kann, dass kein Fluid zwischen dem ersten Rotor und dem Zylinderrohr hindurchdringen kann und dass kein Fluid über den ersten Rotor aus dem Zylinderrohr entweichen kann. Sofern der erste Rotor druckdicht mit dem Zylinderrohr verbunden ist, kann auch dann kein Fluid zwischen dem ersten Rotor und dem Zylinderrohr oder durch den ersten Rotor hindurchdringen, wenn das Fluid einen signifikanten Überdruck gegenüber dem Umgebungsdruck außerhalb des Zylinderrohrs und/oder außerhalb des ersten Rotors aufweist, beispielsweise einen Überdruck von 10 bar, 20 bar, 50 bar oder 100 bar.The fact that the first rotor can be connected to the cylinder tube in a fluid-tight and / or pressure-tight manner means that the first rotor can be connected to the cylinder tube in such a way that no fluid can penetrate between the first rotor and the cylinder tube and no fluid can flow through the first rotor can escape from the cylinder tube. If the first rotor is pressure-tightly connected to the cylinder tube, no fluid can penetrate between the first rotor and the cylinder tube or through the first rotor even if the fluid has a significant overpressure relative to the ambient pressure outside the cylinder tube and / or outside the first rotor For example, an overpressure of 10 bar, 20 bar, 50 bar or 100 bar.

Dass die Gewindespindel drehbar ist bzw. in Drehung versetzt werden kann, bedeutet dabei, dass die Gewindespindel um ihre Längsachse, welche sich in die axiale Richtung erstreckt, drehbar ist.The fact that the threaded spindle is rotatable or can be set in rotation means that the threaded spindle is rotatable about its longitudinal axis, which extends in the axial direction.

Die Erfindung bietet den Vorteil, dass mittels des Kupplungselements eine effiziente Übertragung der Antriebskraft und/oder eines Antriebsmoments von dem Antriebselement auf die Gewindespindel und somit auf das Reinigungselement übertragen werden kann, ohne dass dafür eine Unterbrechung und/oder eine Durchführung durch eine Abgrenzung bzw. Abschirmung eines Druckbereichs innerhalb des Zylinderrohrs gegenüber einem Außenbereich außerhalb des Zylinderrohrs und/oder außerhalb des ersten Rotors erforderlich ist. Mit anderen Worten muss der vorzugsweise abgeschlossene Innenraum des Zylinderrohrs, wenn dieser mit dem ersten Rotor in Verbindung steht, nicht zugänglich gemacht werden, um die Antriebskraft von dem Antriebselement dem ersten Rotor bereitzustellen. Auf diese Weise kann der Herstellungsaufwand für die Antriebsvorrichtung reduziert werden, wodurch auch die Herstellungskosten gesenkt werden können.The invention has the advantage that by means of the coupling element, an efficient transmission of the driving force and / or a drive torque from the drive element to the threaded spindle and thus to the cleaning element can be transmitted without interruption and / or implementation by a delimitation or Shielding of a pressure area within the cylinder tube with respect to an outside area outside the Cylinder tube and / or outside of the first rotor is required. In other words, the preferably closed interior of the cylinder tube, when it is in communication with the first rotor, must not be made accessible in order to provide the driving force from the drive element to the first rotor. In this way, the manufacturing cost of the drive device can be reduced, whereby the manufacturing cost can be reduced.

Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, dass Durchführungen durch eine Abgrenzung bzw. Einhausung bzw. Wandung, etwa für Versorgungsleitungen, nicht erforderlich sind, da das Antriebselement erfindungsgemäß nicht notwendigerweise in einem Druckbereich, welcher mit dem Innenraum des Zylinderrohrs in fluidischer Verbindung steht, angeordnet werden muss. Vielmehr kann das Antriebselement außerhalb dieses Druckbereichs angeordnet werden, wo beispielsweise ein Umgebungsdruck herrscht, welcher deutlich niedriger sein kann, als der im Druckbereich im Innenraum des Zylinderrohrs vorherrschende Druck. Dadurch ist es nicht zwingend erforderlich, dass das Antriebselement auch für einen Betrieb unter hohem Druck ausgelegt ist. Vielmehr können vorzugsweise handelsübliche Antriebselemente, wie etwa handelsübliche Elektromotoren, verwendet werden, welche nicht notwendigerweise für einen Betrieb unter hohem Druck geeignet sind. Dadurch können die Herstellungskosten weiter gesenkt werden.Furthermore, the invention offers the advantage that bushings through a delimitation or wall, for example for supply lines, are not required, since the drive element according to the invention is not necessarily arranged in a pressure region which is in fluid communication with the interior of the cylinder tube got to. Rather, the drive element can be arranged outside this pressure range, where, for example, an ambient pressure prevails, which can be significantly lower than the pressure prevailing in the pressure region in the interior of the cylinder tube pressure. As a result, it is not absolutely necessary that the drive element is also designed for operation under high pressure. Rather, commercially available drive elements, such as commercially available electric motors, may be used, which are not necessarily suitable for operation under high pressure. As a result, the production costs can be further reduced.

Zudem bietet die Erfindung den Vorteil, dass die Gefahr von Leckagen reduziert werden kann, da auf Durchführungen, welche herkömmlicherweise zum Anschließen einer Energieversorgung an ein im Druckbereich angeordnetes Antriebselement erforderlich sind, verzichtet werden kann. Dadurch kann zum einen der Wartungsaufwand reduziert werden und zum anderen eine Fehleranfälligkeit bzw. Ausfallzeiten des Wärmetauschers reduziert werden.In addition, the invention has the advantage that the risk of leaks can be reduced since it is possible to dispense with bushings which are conventionally required for connecting a power supply to a drive element arranged in the pressure region. As a result, on the one hand the maintenance effort can be reduced and on the other hand a susceptibility to errors or downtimes of the heat exchanger can be reduced.

Vorzugsweise ist der zweite Rotor fluiddicht und/oder druckdicht von dem ersten Rotor abgegrenzt. Mit anderen Worten sind der erste Rotor und der zweite Rotor derart miteinander gekoppelt, dass keine fluidische Verbindung zwischen beiden besteht. Dies bietet den Vorteil, dass auch dann kein Fluid an eine Koppelstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor hindurchdringen kann, wenn an der Position des ersten Rotors ein höherer oder niedrigerer Druck vorherrscht, als an der Position des zweiten Rotors. Besonders bevorzugt sind der erste Rotor und der zweite Rotor derart voneinander fluiddicht abgegrenzt, dass auch bei einem großen Druckunterschied kein Fluid vom ersten Rotor zum zweiten Rotor hindurchdringen kann, oder umgekehrt. Dies ermöglicht beispielsweise, dass der erste Rotor im Druckbereich, welcher mit dem Innenraum des Zylinderrohrs in fluidischer Verbindung steht, angeordnet werden kann, während der zweite Rotor außerhalb, beispielsweise bei Umgebungsdruck, angeordnet ist, oder umgekehrt.Preferably, the second rotor is defined fluid-tight and / or pressure-tight from the first rotor. In other words, the first rotor and the second rotor are coupled to one another in such a way that there is no fluidic connection between the two. This offers the advantage that no fluid can penetrate to a coupling point between the first and the second rotor even if a higher or lower pressure prevails at the position of the first rotor than at the position of the second rotor. Particularly preferably, the first rotor and the second rotor are so separated fluid-tight from each other, that even with a large pressure difference no fluid can pass from the first rotor to the second rotor, or vice versa. This allows, for example, that the first rotor in the pressure region, which is in fluid communication with the interior of the cylinder tube, can be arranged, while the second rotor is arranged outside, for example at ambient pressure, or vice versa.

Vorzugsweise weist das Kupplungselement eine Magnetkupplung auf, oder ist als solche ausgebildet. Dies ermöglicht ein effizientes Koppeln mittels Magnetkräften, so dass nicht notwendigerweise eine mechanische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor zur Kraftübertragung erforderlich ist. Dies ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, dass dies eine einfache und/oder effiziente fluiddichte und/oder druckdichte Abgrenzung zwischen dem ersten und dem zweiten Rotor ermöglicht. Besonders bevorzugt weist das Kupplungselement einen Spalttopf auf, welcher den ersten Rotor und den zweiten Rotor fluiddicht und/oder druckdicht voneinander abgrenzt. Dabei kann beispielsweise der erste Rotor innerhalb des Spalttopfes angeordnet sein, vorzugsweise auf einer dem Zylinderrohr und/oder der Gewindestange zugewandten Seite der Kupplungseinheit, während der zweite Rotor außerhalb des Spalttopfes angeordnet ist, vorzugsweise auf einer dem Zylinderrohr und/oder der Gewindestange abgewandten Seite der Kupplungseinheit. Dabei sind der erste Rotor und der zweite Rotor vorzugsweise durch den Spalttopf hindurch magnetisch koppelbar. Dabei ist das Kupplungselement vorzugsweise derart ausgebildet, dass ein durch das Antriebselement auf den zweiten Rotor beaufschlagtes Drehmoment zumindest teilweise auf den ersten Rotor übertragbar ist. Mit anderen Worten kann durch ein Antreiben des zweiten Rotors der erste Rotor zumindest teilweise angetrieben werden. Die Übertragung der durch das Antriebselement auf den zweiten Rotor wirkenden Antriebskraft bzw. des Antriebsmoments auf den ersten Rotor kann dabei schlupfbehaftet sein.Preferably, the coupling element has a magnetic coupling, or is designed as such. This enables efficient coupling by means of magnetic forces, so that a mechanical connection between the first and the second rotor for power transmission is not necessarily required. This is particularly advantageous in that this allows a simple and / or efficient fluid-tight and / or pressure-tight demarcation between the first and the second rotor. Particularly preferably, the coupling element has a containment shell which delimits the first rotor and the second rotor in a fluid-tight and / or pressure-tight manner from one another. In this case, for example, the first rotor may be arranged within the containment shell, preferably on a side facing the cylinder tube and / or the threaded rod side of the coupling unit, while the second rotor is disposed outside of the split pot, preferably on a side facing away from the cylinder tube and / or the threaded rod side clutch unit. In this case, the first rotor and the second rotor can preferably be magnetically coupled through the gap pot. In this case, the coupling element is preferably designed such that a torque applied to the second rotor by the drive element is at least partially transferable to the first rotor. In other words, by driving the second rotor, the first rotor can be at least partially driven. The transmission of the driving force acting on the second rotor by the drive element or of the drive torque on the first rotor may be subject to slip.

Vorzugsweise weist ein Wärmetauscher eine Mehrzahl von Zylinderrohren mit jeweils einer Reinigungsvorrichtung auf. Besonders bevorzugt weist ein Wärmetauscher eine Mehrzahl von Antriebselementen auf. Insbesondere kann jedes Zylinderrohr eines Wärmetauschers eine eigene Reinigungsvorrichtung und vorzugsweise ein damit verbundenes eigenes Antriebselement aufweisen. Alternativ können mehrere Reinigungsvorrichtungen über eine Antriebseinheit angetrieben werden.Preferably, a heat exchanger has a plurality of cylinder tubes, each with a cleaning device. Particularly preferably, a heat exchanger has a plurality of drive elements. In particular, each cylinder tube of a heat exchanger may have its own cleaning device and preferably a drive element connected thereto. Alternatively, several cleaning devices can be driven by a drive unit.

Vorzugsweise umfasst der Wärmetauscher eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Position des zumindest einen Reinigungselements entlang der zumindest einen Gewindespindel und/oder entlang des zumindest einen Zylinderrohrs in der axialen Richtung zu ermitteln und/oder das zumindest eine Antriebselement derart zu steuern und/oder zu regeln, dass das zumindest eine Reinigungselement eine vorbestimmte Position einnimmt und/oder eine vorbestimmte Bewegung in der axialen Richtung ausführt. Die Steuereinheit kann dabei beispielsweise in die Antriebseinheit und/oder in das Antriebselement und/oder in die Reinigungsvorrichtung integriert sein oder mit dieser verbunden sein. Vorzugsweise kann jede Reinigungsvorrichtung und/oder jedes Antriebselement über eine eigenen Steuereinheit geregelt und/oder gesteuert werden, oder es kann eine Steuereinheit dazu ausgelegt sein, mehrere Reinigungsvorrichtungen und/oder Antriebselemente zu steuern und/oder zu regeln.Preferably, the heat exchanger comprises a control unit which is adapted to determine a position of the at least one cleaning element along the at least one threaded spindle and / or along the at least one cylinder tube in the axial direction and / or to control and / or at least one drive element to control that the at least one cleaning element occupies a predetermined position and / or performs a predetermined movement in the axial direction. The control unit may be integrated, for example, in the drive unit and / or in the drive element and / or in the cleaning device or be connected thereto. Preferably, each cleaning device and / or each drive element can be controlled and / or controlled by its own control unit, or a control unit can be designed to control and / or regulate a plurality of cleaning devices and / or drive elements.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.The invention is schematically illustrated by means of an embodiment in the drawings and will be described below with reference to the drawings.

Kurzbeschreibung der Figuren

  • Figur 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Wärmetauschers.
  • Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Funktionsprinzip einer Regelung für eine Antriebsvorrichtung.
Brief description of the figures
  • FIG. 1 shows schematically a longitudinal section through an embodiment of a heat exchanger.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a principle of operation of a control for a drive device.

Ausführliche Beschreibung der FigurenDetailed description of the figures

Figur 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Wärmetauschers 13, wie er insbesondere zur Kühlung von Erdgas verwendet werden kann. In dieser einfachen Ausgestaltung weist der Wärmetauscher 13 ein Außenzylinderrohr 1 auf, das ein Zylinderrohr umgibt, welches als eine Kühlwendel 2 ausgebildet ist. Diese Kühlwendel 2 weist wenigstens einen, vorzugsweise spiralförmigen, Kanal 23 an ihrer Außenfläche auf, der der Führung eines Kühlmittels dient. Dieser Kanal 23 wird durch eine entsprechende Wendel 21 auf der Außenfläche der Kühlwendel 2 erzeugt. Die Innenfläche der hohlzylindrischen Kühlwendel 2 weist Führungs- bzw. Profilnuten auf (nicht gezeigt), die der Führung eines Reinigungselements 12 dienen, welches auch als Räumer bezeichnet wird. Beispielsweise kann das Reinigungselement 12 als ein Eisschaber ausgebildet sein. FIG. 1 schematically shows a longitudinal section through an embodiment of a heat exchanger 13, as it can be used in particular for cooling natural gas. In this simple embodiment, the heat exchanger 13 has an outer cylinder tube 1, which surrounds a cylinder tube, which is designed as a cooling coil 2. This cooling coil 2 has at least one, preferably spiral, channel 23 on its outer surface, which serves to guide a coolant. This channel 23 is generated by a corresponding helix 21 on the outer surface of the cooling coil 2. The inner surface of the hollow cylindrical cooling coil 2 has guide or profile grooves (not shown), which serve to guide a cleaning element 12, which is also referred to as a scraper. For example, the cleaning element 12 may be formed as an ice scraper.

Der Wärmetauscher 13 weist eine Reinigungsvorrichtung 10 auf, welche eine im Inneren der Kühlwendel 2 befindliche, in eine axiale Richtung 100 verlaufende Gewindespindel 3 aufweist. Die Gewindespindel 3 ist über einen ersten Rotor 32, welcher als Innenrotor ausgebildet ist, angetrieben und ist in einer Lagerstelle gelagert, die vorzugsweise als Axial-/Radial-Mischlager 5 ausgeführt ist. Am anderen Ende der Gewindespindel 3 kann diese in einer radialen Lagerstelle, die vorzugsweise als Gleitlagerbuchse ausgeführt ist, gelagert sein (nicht gezeigt). An dem anderen Ende des Wärmetauschers 13 kann außerdem ein thermisch entkoppeltes Kondensatreservoir sowie ein Heizelement zur Erhitzung von Kondensat in dem Kondensatreservoir vorhanden sein, um das durch das Reinigungselement 12 dort hin beförderte Kondensat zu schmelzen und abzuführen.The heat exchanger 13 has a cleaning device 10, which has a threaded spindle 3 located in the interior of the cooling coil 2 and extending in an axial direction 100. The threaded spindle 3 is driven via a first rotor 32, which is designed as an inner rotor, and is mounted in a bearing point, which is preferably designed as an axial / radial mixing bearing 5. At the other end of the threaded spindle 3, this can be stored in a radial bearing, which is preferably designed as a plain bearing bush (not shown). At the other end of the heat exchanger 13 may also be present a thermally decoupled condensate reservoir and a heating element for heating condensate in the condensate reservoir to melt the discharged through the cleaning element 12 there condensate and dissipate.

Der erste Rotor 32 ist dabei als Innenrotor als ein Teil eines Kupplungselements 30 ausgebildet, welches ferner einen zweiten Rotor 34, oder als ein Außenrotor ausgebildet ist, umfasst. Das Kupplungselement 30 ist dabei als eine Magnetkupplung ausgebildet, sodass der erste Rotor 32 und der zweite Rotor 34 durch einen Spalttopf 36 voneinander getrennt sind und über eine Magnetkraft, welche von den Magnetelementen 38 bereitgestellt wird, miteinander koppeln. Dies ermöglicht, dass der Rotor mit dem Innenraum 2a der Kühlwendel 2 in fluidischer Verbindung steht, während der zweite Rotor 34 davon getrennt angeordnet ist und beispielsweise einem Umgebungsdruck ausgesetzt sein kann. Somit kann der erste Rotor 32 einem anderen Druck ausgesetzt sein, als der zweite Rotor 32. Der Spalttopf ist dabei derart ausgebildet, dass dieser einem Druckunterschied zwischen dem Innenraum 2a und der Umgebung außerhalb der Kühlwendel 2 bzw. des zweiten Rotors 34 standhalten kann und dass der erste Rotor 32 und der zweite Rotor 34 über die Magnetelemente 38 durch den Spalttopf 36 hindurch koppeln können. Somit kann der zweite Rotor 34 von einem außerhalb des Wärmetauschers 13 bzw. der Kühlwendel 2 angeordneten Antriebselement (nicht gezeigt) angetrieben werden, wobei die Antriebskraft zumindest teilweise über die Magnetkupplung auf den ersten Rotor 32 übertragen wird, um die Gewindestange 3 zu drehen und dadurch das Reinigungselement 12 zu bewegen.The first rotor 32 is formed as an inner rotor as part of a coupling element 30, which further comprises a second rotor 34, or as an outer rotor comprises. The coupling element 30 is designed as a magnetic coupling, so that the first rotor 32 and the second rotor 34 are separated from each other by a split pot 36 and coupled to each other via a magnetic force which is provided by the magnetic elements 38. This allows the rotor to be in fluid communication with the interior 2a of the cooling coil 2, while the second rotor 34 is disposed apart therefrom and may, for example, be exposed to ambient pressure. Thus, the first rotor 32 may be another The split pot is designed such that it can withstand a pressure difference between the interior 2a and the environment outside the cooling coil 2 and the second rotor 34 and that the first rotor 32 and the second rotor 34 can be coupled through the gap pot 36 via the magnetic elements 38. Thus, the second rotor 34 can be driven by a drive element (not shown) arranged outside the heat exchanger 13 or the cooling coil 2, the drive force being at least partially transmitted via the magnetic coupling to the first rotor 32 in order to rotate the threaded rod 3 and thereby to move the cleaning element 12.

Durch ein Drehen des zweiten Rotors 34 wird somit die Gewindespindel 3 in Drehung versetzt, sodass das Reinigungselement 12 auf der Gewindespindel 3 entlang der Kühlwendel 2 in axialer Richtung verschoben wird. Im vorliegenden Beispiel wird eine Gewindespindel 3 beispielsweise mit Trapezprofil eingesetzt. Eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Räumers 12 setzt eine Umkehr der Rotationsrichtung der Gewindespindel 3 voraus.By turning the second rotor 34, the threaded spindle 3 is thus set in rotation, so that the cleaning element 12 is displaced on the threaded spindle 3 along the cooling coil 2 in the axial direction. In the present example, a threaded spindle 3 is used for example with trapezoidal profile. A reversal of the direction of movement of the reamer 12 requires a reversal of the direction of rotation of the threaded spindle 3.

Im Betrieb des Wärmetauschers 13 wird über eine beidseitige Arbeitsmedium-Eintrittsöffnung 14 beispielsweise feuchtes, verschmutztes Arbeitsmedium in den Zwischenraum zwischen Gewindespindel 3 und zwischen Kühlwendel 2 bzw. in den Innenraum des Zylinderrohrs geführt und strömt in axialer Richtung 100 zu der Arbeitsmedium-Austrittsöffnung (nicht gezeigt) am anderen Ende des Wärmetauschers 13. Das Arbeitsmedium strömt auf der Innenfläche der hohlzylindrischen Kühlwendel 2 entlang der axialen Richtung 100. Über eine beidseitige Kühlmittel-Eintrittsöffnung 16 wird dem Raum zwischen Kühlwendel 2 und Außenzylinderrohr 1 Kühlmittel zugeführt, das zum anderen Ende des Wärmetauschers 13 fließt und diesen durch die Kühlmittel-Austrittsöffnung (nicht gezeigt) verlässt. Das Kühlmittel strömt dabei in dem zwischen Außenzylinderrohr 1 und Kühlwendel 2 gebildeten Kanal 23 spiralförmig in axialer Richtung. Das Kühlmittel entzieht der Kühlwendel 2 Wärme, sodass wiederum dem Arbeitsmedium Wärme entzogen wird.During operation of the heat exchanger 13, for example, moist, polluted working medium is introduced into the intermediate space between threaded spindle 3 and between cooling coil 2 or into the interior of the cylinder tube via a working medium inlet opening 14 on both sides and flows in the axial direction 100 to the working medium outlet opening (not shown) The working medium flows on the inner surface of the hollow cylindrical cooling coil 2 along the axial direction 100. Coolant is supplied to the space between the cooling coil 2 and the outer cylinder tube 1 via a coolant inlet opening 16 on both sides, the coolant being supplied to the other end of the heat exchanger 13 flows and leaves through the coolant outlet opening (not shown). In this case, the coolant flows spirally in the axial direction in the channel 23 formed between the outer cylindrical tube 1 and the cooling coil 2. The coolant removes heat from the cooling coil 2, which in turn removes heat from the working medium.

Durch die unterschiedlichen Druckverhältnisse zwischen dem Kühlmedium, beispielsweise Stickstoff bei maximal 10 bar, und dem Arbeitsmedium, hier CNG mit Begleitstoffen unter anderem von Stickstoff von 4 bis 220 bar, und einem Umgebungsdruck von ca. 1 bar, kann Stickstoff als Begleitstoff bei hohem Druck (bspw. bei 10 bar) durch Flüssigstickstoff bei niedrigem Druck (bspw. bei 1 bar), bedingt durch die unterschiedlichen druckabhängigen Phasenübergänge zum Verflüssigen gebracht und abgeschieden werden. Der hier vorgeschlagene Wärmetauscher 13 kann somit auch zur Verflüssigung von Stickstoff eingesetzt werden.Due to the different pressure ratios between the cooling medium, for example nitrogen at a maximum of 10 bar, and the working medium, here CNG with impurities including nitrogen of 4 to 220 bar, and an ambient pressure of about 1 bar, nitrogen can be used as a companion at high pressure (For example, at 10 bar) caused by liquid nitrogen at low pressure (for example, at 1 bar), caused by the different pressure-dependent phase transitions to liquefy and deposited. The heat exchanger 13 proposed here can thus also be used for the liquefaction of nitrogen.

Zum Zwecke der Reinigung der Wärmeübertragungsflächen, beispielsweise von Wasser bzw. Eis in der ersten Stufe bzw. von höheren Kohlenwasserstoffen, CO2 und/oder weiteren Begleitstoffen, wird die Gewindespindel 3 von einem Antriebselement über das Kupplungselement in Drehung versetzt. Das Reinigungselement 12, das in das Gewinde der Gewindespindel 3 eingreift, wird hierdurch in eine Translationsbewegung in axiale Richtung versetzt. Auf seinem Weg in axiale Richtung nimmt das Reinigungselement 12 die genannten auskondensierten Begleitstoffe mit. Diese werden bei Erreichen des Kondensatreservoirs am anderen Ende des Wärmetauschers in das selbige geschoben.For the purpose of cleaning the heat transfer surfaces, for example of water or ice in the first stage or of higher hydrocarbons, CO 2 and / or other impurities, the threaded spindle 3 is rotated by a drive element via the coupling element in rotation. The cleaning element 12, which engages in the thread of the threaded spindle 3, is thereby displaced in a translational movement in the axial direction. On its way in the axial direction, the cleaning element 12 takes with it the aforementioned condensed accompanying substances. These are pushed into the same upon reaching the condensate reservoir at the other end of the heat exchanger.

Es sei darauf hingewiesen, dass der hier erläuterte Wärmetauscher 13 nicht nur für die Erdgasverflüssigung, sondern für eine Vielzahl industrieller Anwendungen mit entsprechenden Arbeitsmedien adaptierbar und einsetzbar ist. Die Reinigungsvorrichtung 10 und/oder das Reinigungselement 12 können als wenig komplexe Austauschteile an die Bedürfnisse der jeweiligen Einsatzgebiete angepasst und im Schadensfall rasch ersetzt werden.It should be noted that the heat exchanger 13 explained here can be adapted and used not only for natural gas liquefaction but also for a large number of industrial applications with appropriate working media. The cleaning device 10 and / or the cleaning element 12 can be adapted as a little complex replacement parts to the needs of the respective applications and quickly replaced in the event of damage.

Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Funktionsprinzip einer Regelung 200 für eine Antriebsvorrichtung bzw. eine Reinigungsvorrichtung 10 bzw. einen Wärmetauscher 13. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Steuereinheit bereitgestellt, welche beispielsweise einen Antriebsregler 202 aufweisen kann, der mit einer Recheneinheit 204 kommunikationstechnisch verbunden sein kann und/oder mit der Recheneinheit 204 in die Steuereinheit integriert sein kann. Der Antriebsregler 202 wird von einer Energieversorgung bzw. Spannungsversorgung 206 mit elektrischer Energie bzw. Spannung versorgt. Die Spannungsversorgung 206 ist vorzugsweise dazu ausgelegt, auch die für das Antriebselement 208, welches als Elektromotor ausgebildet sein kann, die erforderliche elektrische Energie bzw. Spannung bereitzustellen. Der Antriebsregler 202 und/oder die Recheneinheit 204 errechnet die entsprechend einer an dem Antriebselement 208 angelegten elektrischen Spannung, beispielsweise mithilfe hinterlegter Kenndaten des Antriebselements, ein resultierendes Drehmoment, welches durch das Antriebselements 208 an dem zweiten Rotor des Kupplungselements 210, welche als Magnetkupplung ausgebildet sein kann, bereitgestellt wird. Ferner erlauben der Antriebsregler 202 und/oder die Recheneinheit 204 das Messen bzw. Ermitteln einer Drehzahl des Antriebselements 208 und damit eines relativen Drehwinkels des Antriebsmotors, sowie ggf. des zweiten Rotors des Kupplungselements 210. Das Antriebselement 210 ist mit dem Kupplungselement 210, insbesondere mit dessen zweitem Rotor, mechanisch verbunden, um eine Antriebskraft und/oder ein Antriebsmoment direkt zu übertragen. Das vom Antriebselement 210 breitgestellte Drehmoment wird dabei in den zweiten Rotor des Kupplungselements eingeleitet und, vorzugsweise über die Magnetkupplung, auf den ersten Rotor, welcher einen inneren Rotor darstellen kann, und somit die Gewindespindel des Wärmetauschers 212 appliziert. Diese Drehmomentübertragung kann schlupfbehaftet sein, d.h. dass es zu Abweichungen zwischen dem am ersten Rotor bereitgestellten Drehmoment und dem zum zweiten Rotor übertragenen Drehmoment kommen kann. Entsprechend zuvor ermittelter Kennlinien der des Antriebselements 208 und des Kupplungselements 210, welche beispielsweise in der Recheneinheit 204 hinterlegt sind, lässt sich ein Verhältnis aus Drehmoment zu Schlupfwinkel bilden. Über eine vorbekannte Gewindesteigung der Gewindespindel des Wärmeübertragers 212 kann sodann die Position des Reinigungselements entlang der axialen Richtung bestimmt werden und/oder eine Positionsänderung einer Motordrehung des Antriebselements 208 zugeordnet werden. Das Erreichen von Endlagen des Reinigungselements in axialer Richtung in dem Zylinderrohr bzw. entlang der Gewindespindel kann beispielsweise über einen ersten Initiator 214 für die erste Endlage und einen zweiten Initiator 216 für die zweite Endlage ermittelt werden. FIG. 2 shows a schematic representation of a principle of operation of a controller 200 for a drive device or a cleaning device 10 or a heat exchanger 13. According to this embodiment, a control unit is provided, which may have, for example, a drive controller 202, which may be communicatively connected to a computing unit 204 and / or may be integrated with the arithmetic unit 204 in the control unit. The drive controller 202 is supplied by a power supply or power supply 206 with electrical energy or voltage. The power supply 206 is preferably designed to also provide the required electrical energy or voltage for the drive element 208, which may be designed as an electric motor. The drive controller 202 and / or the computing unit 204 calculates the electrical voltage applied to the drive element 208, For example, with the aid of stored characteristic data of the drive element, a resulting torque which is provided by the drive element 208 on the second rotor of the coupling element 210, which may be designed as a magnetic coupling. Furthermore, the drive controller 202 and / or the arithmetic unit 204 allow measuring or determining a rotational speed of the drive element 208 and thus a relative rotational angle of the drive motor, and optionally of the second rotor of the coupling element 210. The drive element 210 is connected to the coupling element 210, in particular with its second rotor, mechanically connected to transmit a driving force and / or a drive torque directly. The torque provided by the drive element 210 is thereby introduced into the second rotor of the coupling element and, preferably via the magnetic coupling, applied to the first rotor, which can constitute an inner rotor, and thus the threaded spindle of the heat exchanger 212. This torque transmission can be slip-related, ie that deviations can occur between the torque provided at the first rotor and the torque transmitted to the second rotor. According to previously determined characteristics of the drive element 208 and the coupling element 210, which are stored for example in the arithmetic unit 204, a ratio of torque to slip angle can be formed. Via a previously known thread pitch of the threaded spindle of the heat exchanger 212, the position of the cleaning element along the axial direction can then be determined and / or a change in position of a motor rotation of the drive element 208 can be assigned. The achievement of end positions of the cleaning element in the axial direction in the cylinder tube or along the threaded spindle can be determined for example via a first initiator 214 for the first end position and a second initiator 216 for the second end position.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann beispielsweise das Drehmoment, welches das Antriebselement 208 auf den zweiten Rotor des Kupplungselements 210 ausübt, 40 Nm betragen und ein Schlupfwinkel bei dem Drehmoment von 40 Nm 7° betragen. Eine Gewindesteigung der Gewindespindel beträgt 8mm pro Gewindeumdrehung gemäß dieser Ausführungsform. Bei einem relativen Drehwinkel von 7200° seit der Abfahrt weg vom ersten Initiator 214 in axiale Richtung zum zweiten Initiator kann die Position des Reinigungselements wie folgt errechnet werden: (7200°-7°)*8mm/360°=159,84mm.According to a preferred embodiment, for example, the torque exerted by the drive element 208 on the second rotor of the coupling element 210, 40 Nm and a slip angle at the torque of 40 Nm 7 °. A thread pitch of the threaded spindle is 8 mm per thread turn according to this embodiment. At a relative rotation angle of 7200 ° since the departure from the first initiator 214 in the axial direction to the second initiator, the position of the cleaning element can be calculated as follows: (7200 ° -7 °) * 8mm / 360 ° = 159.84mm.

Bezugszeichenreference numeral

11
AußenzylinderrohrOuter cylinder tube
22
Kühlwendelcooling coil
2a2a
Innenraum der KühlwendelInterior of the cooling coil
33
Gewindespindelscrew
55
Axial-/Radial-MischlagerAxial / radial mixing camp
1010
Reinigungsvorrichtungcleaning device
1212
Reinigungselementcleaning element
1313
Wärmetauscherheat exchangers
1414
Arbeitsmedium-EintrittsöffnungWorking fluid inlet port
1616
KühlmitteleintrittsöffnungCoolant inlet opening
2121
Wendel auf der Außenfläche der KühlwendelSpiral on the outer surface of the cooling coil
2323
Kanal der KühlwendelChannel of the cooling coil
3030
Kupplungselementcoupling member
3232
erster Rotorfirst rotor
3434
zweiter Rotorsecond rotor
3636
Spalttopfcontainment shell
3838
Magnetelementemagnetic elements
100100
axiale Richtungaxial direction
200200
Funktionsweise der RegelungOperation of the scheme
202202
Antriebsreglerdrive controller
204204
Recheneinheitcomputer unit
206206
Spannungsversorgungpower supply
208208
Antriebselementdriving element
210210
Kupplungselementcoupling member
212212
Wärmetauscherheat exchangers
214214
erster Initiatorfirst initiator
216216
zweiter Initiatorsecond initiator

Claims (11)

Antriebsvorrichtung für eine Reinigungsvorrichtung (10) für ein Zylinderrohr eines Wärmetauschers (13, 212), die Antriebsvorrichtung aufweisend: - eine Gewindespindel (3), welche dazu ausgelegt ist, in einer axialen Richtung (100) koaxial mit dem Zylinderrohr des Wärmetauschers (13) in dem Zylinderrohr angeordnet zu werden und durch Drehung ein Reinigungselement (12) in dem Zylinderrohr entlang der axialen Richtung (100) zu verschieben; - ein Kupplungselement (30, 210) mit einem ersten Rotor (32) und einem mit dem ersten Rotor (32) gekoppelten zweiten Rotor (34), wobei der erste Rotor (32) mit der Gewindespindel (3) mechanisch starr und mit dem Zylinderrohr fluiddicht und/oder druckdicht verbindbar ist, und wobei der zweite Rotor (34) mit einem Antriebselement (208) derart mechanisch verbindbar ist, dass die Gewindespindel durch das Antriebselement (208) über den zweiten Rotor und den ersten Rotor drehbar ist. Drive device for a cleaning device (10) for a cylinder tube of a heat exchanger (13, 212), the drive device comprising: - A threaded spindle (3) which is adapted to be arranged in an axial direction (100) coaxial with the cylinder tube of the heat exchanger (13) in the cylinder tube and by rotation a cleaning element (12) in the cylinder tube along the axial direction ( 100) to move; - A coupling element (30, 210) having a first rotor (32) and a second rotor (34) coupled to the first rotor (32), said first rotor (32) with the threaded spindle (3) mechanically rigid and with the cylinder tube fluid-tight and / or pressure-tight connectable, and wherein the second rotor (34) with a drive element (208) is mechanically connectable such that the threaded spindle through the drive element (208) via the second rotor and the first rotor is rotatable. Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Rotor (32) fluiddicht und/oder druckdicht von dem ersten Rotor (34) abgegrenzt ist.Drive device according to claim 1, wherein the second rotor (32) fluid-tight and / or pressure-tight from the first rotor (34) is delimited. Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Kupplungselement (30, 210) eine Magnetkupplung aufweist oder als solche ausgebildet ist.Drive device according to claim 1 or 2, wherein the coupling element (30, 210) comprises a magnetic coupling or is formed as such. Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei das Kupplungselement (30, 210) einen Spalttopf (36) aufweist, welcher den ersten Rotor (32) und den zweiten Rotor (34) fluiddicht und/oder druckdicht voneinander abgrenzt.Drive device according to claim 3, wherein the coupling element (30, 210) has a split pot (36) which defines the first rotor (32) and the second rotor (34) fluid-tight and / or pressure-tight from each other. Antriebsvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der erste Rotor (32) und der zweite Rotor (34) durch den Spalttopf (36) hindurch magnetisch koppelbar sind.Drive device according to claim 4, wherein the first rotor (32) and the second rotor (34) are magnetically coupled through the gap pot (36). Antriebsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kupplungselement (30, 210) derart ausgebildet ist, dass ein durch das Antriebselement (208) auf den zweiten Rotor (34) beaufschlagtes Drehmoment zumindest teilweise auf den ersten Rotor (32) übertragbar ist.Drive device according to one of the preceding claims, wherein the coupling element (30, 210) is designed such that a by the drive element (208) to the second rotor (34) acted upon torque is at least partially transferable to the first rotor (32). Reinigungsvorrichtung (10) für einen Wärmetauscher (13), umfassend: - eine Antriebsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche; - ein Reinigungselement (12), welches derart auf der Gewindespindel (3) anbringbar ist, dass das Reinigungselement (12) durch Drehung der Gewindespindel (3) in axialer Richtung (100) durch das Zylinderrohr verschiebbar ist. Cleaning device (10) for a heat exchanger (13), comprising: - A drive device according to one of the preceding claims; - A cleaning element (12) which in such a way on the threaded spindle (3) is attachable, that the cleaning element (12) by rotation of the threaded spindle (3) in the axial direction (100) is displaceable through the cylinder tube. Wärmetauscher (13), umfassend: - zumindest ein Zylinderrohr, wobei das zumindest eine Zylinderrohr mit einer Reinigungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 7 ausgestattet ist; - zumindest ein Antriebselement (208), welches derart mit dem zweiten Rotor (34) der zumindest einen Reinigungsvorrichtung (10) mechanisch verbunden ist, dass der zweite Rotor (10) durch das Antriebselement (208) antreibbar ist. Heat exchanger (13), comprising: - At least one cylinder tube, wherein the at least one cylinder tube is equipped with a cleaning device (10) according to claim 7; - At least one drive element (208) which is so mechanically connected to the second rotor (34) of the at least one cleaning device (10), that the second rotor (10) by the drive element (208) is drivable. Wärmetauscher (13) gemäß Anspruch 8, wobei das Antriebselement (208) einen Elektromotor umfasst oder als ein solcher ausgebildet ist.Heat exchanger (13) according to claim 8, wherein the drive element (208) comprises an electric motor or is designed as such. Wärmetauscher (13) gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei der Wärmetauscher (13) eine Mehrzahl von Zylinderrohren mit jeweils einer Reinigungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 7 und eine Mehrzahl von Antriebselementen (208) umfasst.Heat exchanger (13) according to claim 8 or 9, wherein the heat exchanger (13) comprises a plurality of cylinder tubes, each having a cleaning device (10) according to claim 7 and a plurality of drive elements (208). Wärmetauscher (13) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, ferner umfassend eine Steuereinheit, welche dazu eingerichtet ist, eine Position des zumindest einen Reinigungselements (12) entlang der zumindest einen Gewindespindel (3) und/oder entlang des zumindest einen Zylinderrohrs in der axialen Richtung (100) zu ermitteln und/oder das zumindest einen Antriebselement (208) derart zu steuern und/oder regeln, dass das zumindest eine Reinigungselement (12) eine vorbestimmte Position in der axialen Richtung (100) einnimmt und/oder eine vorbestimmte Bewegung in der axialen Richtung (100) ausführt.Heat exchanger (13) according to one of claims 8 to 10, further comprising a control unit which is adapted to a position of the at least one cleaning element (12) along the at least one threaded spindle (3) and / or along the at least one cylinder tube in the axial Direction (100) to determine and / or the at least one drive element (208) to control and / or regulate so that the at least one cleaning element (12) occupies a predetermined position in the axial direction (100) and / or a predetermined movement in the axial direction (100) performs.
EP18020198.0A 2018-05-09 2018-05-09 Drive device for a cleaning device for a heat exchanger Withdrawn EP3567333A1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18020198.0A EP3567333A1 (en) 2018-05-09 2018-05-09 Drive device for a cleaning device for a heat exchanger
PCT/EP2019/025135 WO2019214850A1 (en) 2018-05-09 2019-05-02 Drive apparatus for a cleaning apparatus for a heat exchanger
EP19722795.2A EP3790671B1 (en) 2018-05-09 2019-05-02 Drive arrangement for a heat exchanger cleaning device
HUE19722795A HUE063326T2 (en) 2018-05-09 2019-05-02 Drive arrangement for a heat exchanger cleaning device
ES19722795T ES2958109T3 (en) 2018-05-09 2019-05-02 Drive device for a cleaning device for a heat exchanger
PL19722795.2T PL3790671T3 (en) 2018-05-09 2019-05-02 Drive arrangement for a heat exchanger cleaning device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18020198.0A EP3567333A1 (en) 2018-05-09 2018-05-09 Drive device for a cleaning device for a heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3567333A1 true EP3567333A1 (en) 2019-11-13

Family

ID=62167092

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18020198.0A Withdrawn EP3567333A1 (en) 2018-05-09 2018-05-09 Drive device for a cleaning device for a heat exchanger
EP19722795.2A Active EP3790671B1 (en) 2018-05-09 2019-05-02 Drive arrangement for a heat exchanger cleaning device

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19722795.2A Active EP3790671B1 (en) 2018-05-09 2019-05-02 Drive arrangement for a heat exchanger cleaning device

Country Status (5)

Country Link
EP (2) EP3567333A1 (en)
ES (1) ES2958109T3 (en)
HU (1) HUE063326T2 (en)
PL (1) PL3790671T3 (en)
WO (1) WO2019214850A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1761371A (en) * 1928-07-03 1930-06-03 Spratt Baylor Boiler-scale-removing device
DE3939778A1 (en) * 1989-12-01 1991-06-06 Wilhelm Haeberle Heat-exchanger with cleaning system - has driven rotary tube working against scrapers on fixed inner and outer tubes
US20040144403A1 (en) * 2001-08-29 2004-07-29 Constantine Sandu Method for removing build-up on measurement gauges
US20060071190A1 (en) * 2002-10-28 2006-04-06 Jean-Francois Pfister Linear valve actuator
DE102009052856B3 (en) * 2009-11-11 2010-09-09 Leistritz Ag Pump i.e. screw pump, has magnetic clutch provided with rotor shaft that is rotatably supported by pump housing, and suction chamber and slit pot connected with each other over line by fluid
DE102015010455A1 (en) 2015-08-11 2017-02-16 Linde Aktiengesellschaft heat exchangers

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1761371A (en) * 1928-07-03 1930-06-03 Spratt Baylor Boiler-scale-removing device
DE3939778A1 (en) * 1989-12-01 1991-06-06 Wilhelm Haeberle Heat-exchanger with cleaning system - has driven rotary tube working against scrapers on fixed inner and outer tubes
US20040144403A1 (en) * 2001-08-29 2004-07-29 Constantine Sandu Method for removing build-up on measurement gauges
US20060071190A1 (en) * 2002-10-28 2006-04-06 Jean-Francois Pfister Linear valve actuator
DE102009052856B3 (en) * 2009-11-11 2010-09-09 Leistritz Ag Pump i.e. screw pump, has magnetic clutch provided with rotor shaft that is rotatably supported by pump housing, and suction chamber and slit pot connected with each other over line by fluid
DE102015010455A1 (en) 2015-08-11 2017-02-16 Linde Aktiengesellschaft heat exchangers

Also Published As

Publication number Publication date
EP3790671A1 (en) 2021-03-17
HUE063326T2 (en) 2024-01-28
PL3790671T3 (en) 2023-10-09
ES2958109T3 (en) 2024-02-01
EP3790671C0 (en) 2023-08-09
WO2019214850A1 (en) 2019-11-14
EP3790671B1 (en) 2023-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2665582B1 (en) Tool revolver for machining workpieces and a machining system comprising such a tool revolver
EP3301787B1 (en) Electric machine with cooling system
DE102013109365A1 (en) Thermostatic valve for an internal combustion engine
DE102006049281A1 (en) Device for actuating a gear designed as a loose gear of a transmission device
DE3403429A1 (en) RADIATOR UNIT FOR PLASTIC INJECTION MOLDING MACHINE
EP0811745A1 (en) Steering device for a directional drilling tool
DE60013281T2 (en) locking device
EP3790671B1 (en) Drive arrangement for a heat exchanger cleaning device
DE3245840A1 (en) DEVICE FOR SUPPLYING HYDRAULIC FLUID TO A HYDRAULICALLY ACTUATED CLUTCH
EP2776179B1 (en) Rolling mill drive comprising a toothed articulated spindle
EP1481785A1 (en) Apparatus for processing flowable materials
DE102022107699B4 (en) Rotating device for a shaping machine
DE102019207325A1 (en) Cooling arrangement for an electrical machine and electrical machine
EP3791125B1 (en) Condensate extraction device and heat exchanger
EP2273142A1 (en) Shaft coupling of a hydropower facility
DE102007002949A1 (en) Rotary drive device, especially for machine tool spindle, has motor rotor shaft with extension reaching into gear drive
DE112013002735B4 (en) Connection structure of a wave and this comprehensive ship
EP3790682B1 (en) Use of a lubricant, and heat exchanger
DE112019008009T5 (en) VALVE ACTUATOR
EP3699390A2 (en) Earth boring device, system comprising the earth boring device, method for manufacturing an earth boring device and use of an earth boring device
DE102019208304A1 (en) Heat sink for an electrical machine
DE102021130471B4 (en) Electrical machine and method of operating the same
EP1568916A2 (en) Transmission with exchangeable gears
EP3820271B1 (en) Distribution apparatus for a slurry
EP3877680B1 (en) Fluid valve device and method for operating a fluid valve device

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: LINDE GMBH

Owner name: RAG AUSTRIA AG

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20200603