ES2667325T5 - Procedimiento y dispositivo para la limpieza de superficies de un intercambiador de calor con aletas - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para la limpieza de superficies de un intercambiador de calor con aletas

La invención se refiere a un procedimiento para la limpieza de las aletas de intercambiadores de calor con aletas con las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Estado de la técnica

Ya es conocido emplear en equipos de chorro de alta presión (a partir de presiones de 800 bar) adicionalmente aire comprimido. A este respecto, grandes cantidades de agua son solicitadas con cantidades de aire relativamente pequeñas para obtener un mayor efecto de limpieza. Dado que en este caso predominan las cantidades de agua expulsadas con alta presión, se ejerce una considerable violencia sobre las partes que deben limpiarse que puede provocar daños. Para muchas superficies, por parte del fabricante solo está permitida una baja presión de agua que generalmente no desarrolla suficiente fuerza de limpieza. Una presión del agua, por ejemplo, de más de 10 bar o la adición de agentes de chorro también de tipo suave pueden ya en este caso producir la destrucción de las partes o una rugosidad no deseada de las superficies.

Un sistema de limpieza para intercambiadores de calor con aletas se conoce, por ejemplo, por el documento WO 2010/133932 A1.

Una limpieza de intercambiadores de calor con aletas con un limpiador de alta presión puede producir en este sentido considerables daños, sobre todo si el dispositivo de chorro no tiene exactamente 90° respecto a las delicadas aletas. En este sentido, el chorro de agua que sale de la tobera con alta presión llega oblicuamente a las delicadas aletas, lo que puede producir considerables daños.

Para la limpieza, también se utilizan agentes de limpieza químicos que a continuación deben eliminarse de nuevo mediante chorro de agua, generándose en este sentido grandes cantidades de agua residual contaminada con productos químicos. Estas aguas residuales deben ser recogidas -en la mayor medida posible- en la superficie del suelo. Con este fin, debe protegerse la zona alrededor del intercambiador de calor con aletas para impedir un daño medioambiental.

Efectuar una limpieza de un intercambiador de calor con aletas únicamente con un chorro de agua generalmente no produce un efecto de limpieza satisfactorio.

Además, por el documento DE 10 2004 023 246 B3 se conoce un procedimiento de chorreado para la limpieza de superficies, en particular para la limpieza de bloques motores o piezas de trabajo de metal ligero.

Objetivo

Objetivo y sentido de la invención es proporcionar un procedimiento para la limpieza de intercambiadores de calor con aletas que presente un efecto de limpieza suave, pero eficaz con una baja utilización de agua y evitando productos químicos.

Solución

De acuerdo con la invención, este problema se resuelve con las características de la reivindicación 1, configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la invención se extraen de las subsiguientes reivindicaciones dependientes.

Las ventajas obtenidas con la invención consisten en que, por medio de un procedimiento de limpieza a baja presión utilizando aire comprimido y pequeñas cantidades de agua como agente de chorro, se pone a disposición un procedimiento de limpieza que es apropiado en particular para la limpieza de intercambiadores de calor con aletas. Dado que aire comprimido con una pequeña proporción de agua presenta una densidad mucho menor que un chorro de agua y, además, por medio de una correspondiente tobera, puede ser llevado a una gran velocidad, se obtiene una penetración completa en el intercambiador de calor ya a baja presión del gas portador.

El empleo de una baja presión de chorro, que solo se genera por medio de aire comprimido y una pequeña cantidad de agua pura sin aditivos, posibilita una limpieza suave, pero eficaz de las aletas en toda la profundidad de construcción del intercambiador. Las superficies de aleta que deben limpiarse están orientadas a este respecto paralelamente al chorro de la tobera. Dado que, al contrario que en el uso del procedimiento para otras superficies como, por ejemplo, grafito o láminas, el ángulo de chorro sobre las superficies que deben limpiarse es prácticamente de 0°, en este caso la presión de chorro ejercida sobre las superficies es muy baja. El sorprendente efecto de limpieza no se obtiene en este caso por el choque del chorro de la tobera sobre la superficie, sino que sorprendentemente resulta del efecto de fricción del chorro de la tobera en las superficies de las aletas. Al efecto de limpieza contribuye en este caso que el chorro de la tobera está configurado de manera pulsante. El problema se resuelve de acuerdo con la invención por que se alimenta aire comprimido a una tobera de chorro que presenta una sección que converge hacia un estrechamiento y una sección divergente que se prolonga a continuación, y el agua, preferentemente antes del estrechamiento, dado el caso en el interior o aguas abajo del estrechamiento de la tobera de chorro, es alimentada a la corriente de gas portador y, de este modo, es llevada a alta velocidad, al menos aproximadamente a la velocidad del sonido o a velocidad supersónica. En ensayos, se ha puesto de manifiesto que, con una presión relativamente baja del aire comprimido a partir de 1 bar, preferentemente a partir de 1,5 bar y, por tanto, con una presión de aplicación de chorro relativamente baja, ya se obtiene una penetración completa del chorro de la tobera en el intercambiador de calor con aletas. Para la limpieza de intercambiadores de calor con aletas con grandes profundidades de construcción, se puede elevar la presión del chorro en cada caso tanto como lo permita la resistencia de las aletas. A este respecto, también se disuelven capas de suciedad resistentes o pegajosas sin doblar las finas aletas o dañarlas de otra manera. Para obtener una limpieza uniforme con la menor cantidad de superficies de solapamiento posible se emplea preferentemente una tobera plana. La tobera plana ciertamente presenta a menudo en el empleo para la limpieza de superficies «normales» un menor efecto de limpieza que una tobera redonda, sin embargo, en la limpieza de intercambiadores de calor con aletas, el chorro de la tobera penetra de manera más eficaz en los estrechos canales de los intercambiadores de calor con aletas, ya que los efectos de choque en el lado frontal del intercambiador son muy reducidos. Esto provoca un efecto de limpieza mejorado y uniforme.

En un ejemplo práctico, la tasa de flujo del gas portador asciende a 4000 L por minuto, preferentemente a 6000 L por minuto. La cantidad de agua alimentada en litros debería ser preferentemente menor de 1:1000 en la proporción respecto al aire comprimido. La presión del agua alimentada debería ascender, en el caso de una dosificación a una distancia de al menos 30 mm antes del estrechamiento de la tobera de chorro, a al menos un 50% de la presión del aire comprimido, preferentemente, sin embargo, debería ser aproximadamente igual o mayor que la presión del aire comprimido. En el caso de una dosificación del agua alimentada a una distancia menor de 30 mm del estrechamiento de la tobera o en el interior o aguas abajo del estrechamiento de la tobera, se puede reducir la presión del agua en función de la presión del aire comprimido decreciente por el aumento de la velocidad o alimentarse esta sin presión. El agua es aspirada en este caso por la elevada velocidad de flujo del agua.

En ensayos, también se ha puesto de manifiesto que, con presión relativamente baja del aire comprimido, por ejemplo, de 1,5 bar y, por tanto, con una presión de aplicación de chorro relativamente baja, ya se obtiene un elevado efecto de limpieza, superior incluso a limpiadores de alta presión, que también puede disolver capas de suciedad resistentes o pegajosas sin dañar las superficies situadas debajo o las aletas. Adicionalmente al efecto obtenido por la elevada velocidad de fricción del aire comprimido y las finas gotas de agua distribuidas homogéneamente en el aire comprimido, también un chorro pulsante contribuye al éxito de la limpieza a través de los impulsos.

En esta configuración ventajosa de la invención, el chorro de la tobera puede ser llevado a la pulsación por medio del diseño de la bomba de agua y/o mediante correspondientes válvulas en la alimentación de agua y/o aire comprimido, lo que produce una intensificación del efecto de limpieza. Con la presencia de una suficiente presión previa del agua, también se puede renunciar a una bomba adicional para la elevación de la presión del agua. Una mejora del efecto de limpieza también se puede obtener mediante un calentamiento del aire comprimido, por ejemplo, por medio de un intercambiador de calor, por ejemplo, para poder limpiar de manera más rápida y efectiva superficies muy manchadas de aceite. El agua necesaria para ello presenta preferentemente calidad de agua potable, pero también características similares a la calidad de agua potable.

Para el procedimiento, se proporciona un dispositivo para la realización de la limpieza de aletas de un intercambiador de calor con aletas. En este sentido, para la limpieza se emplea de manera preferente únicamente aire comprimido y agua. El dispositivo comprende en este sentido una tobera de chorro con una alimentación para el aire comprimido, presentando la tobera de chorro una sección que converge hacia un estrechamiento, así como una sección divergente que se prolonga a continuación. Además, está previsto un tubo de alimentación para el agua que está configurado para la adición del agua antes, en el interior o después de la tobera de chorro. En una alimentación para el agua que sirve como agente de chorro, el volumen de la cantidad de agua se sitúa respecto a una cantidad de aire comprimido en una proporción menor de 1:1000, preferentemente menor de 1:2000.

En este sentido, la tobera de chorro está configurada de manera convergente-divergente, preferentemente como tobera laval. En la alimentación de líquido aguas arriba del dispositivo de chorro está instalada una válvula de mariposa apropiada para la regulación de la cantidad de agua. De esta manera, el agua/el líquido se alimenta directamente o por medio de una cámara de distribución con al menos un orificio de salida al gas portador. Para el transporte del agua/el líquido, está prevista preferentemente una bomba de diafragma o una bomba de pistón. El espacio de desplazamiento debería situarse en este sentido por debajo de 1,00 L. En este sentido, después de la bomba de diafragma puede estar dispuesto un amplificador de presión. Para generar un chorro de tobera pulsante, pueden estar dispuestas válvulas interruptoras para agua y/o aire comprimido, diámetros de conductos adicionales cambiantes desde la introducción del agua hasta la bomba pueden producir, además, cambios de tensión del agua deseados.

El transporte del agua se puede efectuar por medio de cualquier tipo de bomba, preferentemente mediante una bomba de diafragma o bomba de pistón que aspire el agua, pero también tomarse de una manguera de agua bajo presión. Una ventaja en el uso de una bomba de agua accionada por aire comprimido es en este sentido que no se requiere una alimentación eléctrica adicional, pudiéndose alimentar contadores, etc., por medio de pequeñas pilas u otras fuentes externas de electricidad.

En caso de montaje de un amplificador de presión después de la bomba de diafragma o bomba de pistón, se puede mantener baja la presión del aire de mando, pudiéndose elevar, sin embargo, la presión del agua muy por encima de la presión de mando.

La generación de un chorro de tobera pulsante puede ser provocada en este sentido por el diseño de la bomba como bomba de diafragma y/o mediante el empleo de válvulas interruptoras para agua y/o aire comprimido. El conducto desde la introducción del agua hasta la bomba puede presentar diferentes diámetros.

Para el dispositivo es ventajoso en particular el empleo de una tobera plana. Para la limpieza de superficies de difícil acceso, es ventajoso el uso de una lanza con ángulo de chorro regulable.

Descripción de los dibujos

Un ejemplo de realización de la invención se representa de manera esquemática en los dibujos y se describe a continuación con más detalle. Muestran:

la Figura 1 una vista cortada de una tobera de chorro para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención en una primera realización,

la Figura 2 una vista cortada de una tobera de chorro para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención en una segunda realización,

la Figura 3 una vista cortada de una tobera de chorro para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención en una tercera realización y

la Figura 4 una vista cortada de una tobera de chorro para la realización del procedimiento de acuerdo con la invención en una cuarta realización.

Ejemplos de realización

La figura 1 muestra en la vista cortada una tobera de chorro 1 en la que el conducto 2 que sirve para la alimentación del agua es guiado en un espacio de distribución 3 y, a continuación, a través de los orificios de salida 4 hacia el conducto de chorro 5 que desemboca en la tobera de chorro 1. A este respecto, el aire comprimido 9 que está bajo presión y el agua son alimentados a la tobera de chorro 1. La tobera de chorro 1 presenta en este sentido una sección 7 que converge hacia un estrechamiento 6 y una sección 8 divergente que se prolonga a continuación. En este sentido, se puede dosificar agua preferentemente antes de la tobera de chorro 1, en otra realización, antes, en el interior o después del estrechamiento 6 de la tobera de chorro 1 a la corriente de aire comprimido.

La figura 2 muestra otro ejemplo de una tobera de chorro 1 en la que el conducto 2 que sirve para la alimentación del agua desemboca directamente en el conducto de chorro 5.

La figura 3 muestra otro ejemplo de una tobera de chorro 1 desembocando el conducto 2 que sirve para la alimentación del agua directamente antes del estrechamiento 6 en la tobera de chorro 1.

La figura 4 muestra un ejemplo modificado de una tobera de chorro plana 1 en la que el conducto 2 que sirve para la alimentación del agua es guiado en un espacio de distribución 3 y, a continuación, a través de los orificios de salida 4 hacia el conducto de chorro 5 que desemboca en la tobera de chorro 1.

Lista de referencias

01 Tobera de chorro

02 Conducto

03 Espacio de distribución

04 Orificios de salida

05 Conducto de chorro

06 Estrechamiento

07 Sección

08 Sección

09 Gas portador/aire comprimido

10 Reductor de presión o válvula de mariposa

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la limpieza de superficies de un intercambiador de calor con aletas, utilizándose para la limpieza aire comprimido y agua sin aditivos, y siendo alimentado el aire comprimido a una tobera de chorro (1) que presenta una sección (7) que converge hacia un estrechamiento (6) y una sección (8) divergente que se prolonga a continuación, y siendo dosificado el agua antes, en el interior o después del estrechamiento (6) de la tobera de chorro en la corriente de aire comprimido, estando orientada la tobera de chorro (1), hacia el espacio hueco formado entre las aletas de un intercambiador de calor con aletas, penetrando el chorro de la tobera con el objetivo de la limpieza de las superficies de las aletas en el espacio hueco existente entre aletas adyacentes.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el agua se alimenta con una presión que, en el caso de una dosificación a al menos 80 mm de distancia antes del estrechamiento de la tobera de chorro (1), es preferentemente igual a la presión del aire comprimido o mayor, pero asciende al menos al 80% de la presión del aire comprimido, pudiéndose trabajar, en el caso de una dosificación a una distancia de menos de 80 mm antes del estrechamiento (6) de la tobera de chorro (1) o en el interior o después del estrechamiento (6) de la tobera de chorro (1), en función de la elevación de la velocidad asociada con una reducción de la presión, con una presión muy baja del líquido o incluso sin presión por medio de efecto de succión.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la cantidad de agua/cantidad de líquido alimentada en la proporción respecto al aire comprimido en porcentaje en volumen es menor de 1:1000, y/o por que la presión del gas portador asciende al menos a 1,5 bar.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 1 a 3, caracterizado por que la mezcla de aire comprimido y agua en la tobera de chorro se acelera a elevada velocidad, en concreto aproximadamente a la velocidad del sonido o a velocidad supersónica.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 1 a 4, caracterizado por que en el caso de la tobera de chorro (1) se trata de una tobera plana para obtener una limpieza eficaz, cuidadosa y uniforme de las aletas sin producir daños.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 1 a 5, caracterizado por que la velocidad de flujo de la mezcla de aire comprimido y agua se modifica por medio de una válvula de mariposa o reductor de presión (10) en la alimentación de líquido (2) y/o una válvula de mariposa o reductor de presión en la alimentación de presión (9).

7. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el agua y/o el aire comprimido es (son) alimentado(s) a la tobera de chorro (1) de manera pulsante.

8. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el aire comprimido que se alimenta es calentado por medio de un intercambiador de calor.