DE3518744C1 - Wärmetauscher mit Reinigungsvorrichtung - Google Patents

Description

• Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Reinigungsvorrichtung mindestens eine, die Kühlrippen in Gruppen unterteilende Reinigungsflüssigkeit-Verteilerkammer mit zwei im Grundriß den Kühlrippen entsprechenden Seitenwänden aufweist, in denen Öffnungen für die Rohre vorgesehen sind, und daß mindestens ein Rohr unter Bildung von an die betreffenden, miteinander fluchtenden Seitenwand-Öffnungen der Verteilerkammer anschließenden Verteilerkanälen fortgelassen ist, die durch sich in Rohrrichtung erstreckende Rippenkragen gebildet sind, die ihrerseits Ausnehmungen aufweisen.
• Betrachtet man bei dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher die Kühlrippen als Stapel, so ist durch die Reinigungsflüssigkeit-Verteilerkammer dieser Stapel in zwei Teil-Stapel unterteilt. Die beiden Seitenwände der Verteilerkammer besitzen paarweise miteinander fluchtende Öffnungen für die Rohre. Nun sind aber nicht -wie bei einem üblichen Wärmetauscher - an sämtlichen Stellen Rohre vorgesehen, sondern an mindestens einer Stelle ist ein Rohr fortgelassen. Durch dieses Fortlassen mindestens eines Rohres bilden die dem fortgelassenen Rohr zugehörigen beiden, miteinander fluchtenden Öffnungen in den Seitenwänden der Verteilerkammer Austrittsöffnungen für die Reinigungsflüssigkeit.
• An diese Austrittsöffnungen schließen sich - auf Grund des fortgelassenen Rohres - auf beiden Seiten jeweils ein Kanal an. Die durch die Öffnungen aus der Verteilerkammer austretende Reinigungsflüssigkeit strömt in diesen Kanälen in Richtung auf die beiden abgewandten Außenseiten des Wärmetauschers, und senkrecht dazu tritt jeweils eine Teilmenge der Reinigungsflüssigkeit in die Kühlrippen-Zwischenräume ein.
• Bei kleinem Wärmetauscher reicht möglicherweise die Fortlassung eines einzigen Rohres aus, bei größeren Einheiten werden mehrere Rohre fortgelassen, um eine intensive Umspülung sämtlicher Kühlrippen zu gewährleisten.
• Grundsätzlich ist es möglich, in bestimmten Abständen mehrere Verteilerkammern für die Reinigungsflüssigkeit vorzusehen, wobei dann z. B. durch drei Verteilerkammern vier Kühlrippen-Gruppen gebildet werden, vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, daß die Verteilerkammer die Kühlrippen in zwei vorzugsweise gleich große Gruppen unterteilt und in mindestens einer an der Rahmenkonstruktion liegenden Querwand mindestens einen Einlaß für die Reinigungsflüssigkeit aufweist. Die seitliche Anordnung des Einlasses ermöglicht die stapelweise Anordnung mehrerer Wärmetauscher.
• Die Anzahl der fortgelassenen Rohre wird unter Berücksichtigung der übrigen Dimensionierung des Wärmetauschers so gewählt, daß eine kräftige Durchspülung der gesamten Wärmetauschereinheit sichergestellt ist.
• Eine gleichmäßige Verteilung der Reinigungsflüssigkeit bzw. eine Verhinderung des frühen Austritts einer großen Menge Reinigungsflüssigkeit aus der Verteilerkammer wird dadurch gewährleistet, daß die Öffnungen in den Seitenwänden der Verteilerkammer mit Abdichtungen ausgestattet sind, zumindest dort, wo die Rohre durch die Öffnungen hindurchtreten. Insbesondere wird eine gleichmäßige Reinigung durch gleichmäßige Umspülung sämtlicher Teile der Kühlrippen dadurch erreicht, daß außer in den äußeren Rohrlagen in allen Zwischenlagen, z. B. bei drei Rohrlagen in der zweiten Lage, bei vier Rohrlagen in der zweiten und der dritten Lage, in gleichmäßigen Abständen, gegebenenfalls versetzt, Rohre fortgelassen sind.
• Um den Austritt der Reinigungsflüssigkeit aus den durch Weglassen einzelner Rohre gebildeten Verteilerkanälen zu steuern bzw. zu dosieren, schlägt die Erfindung vor in einer weiteren Ausführungsform, daß die Rippenkragen über den Umfang verteilte, z. B. gestanz- te Ausnehmungen aufweisen. Die Rippenkragen liegen mit ihren Innenflächen an den Rohren an und dienen als Distanzhalter.
• Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers mit Kühlvorrichtung, wobei Teile des Wärmetauschers und der Kühlvorrichtung weggebrochen sind, und F i g. 2 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Reinigungsvorrichtung, ähnliche wie F i g. 1.
• Fig. 1 zeigt einen Wärmetauscher 1 mit einer aus Stirnwänden 2 und 3 sowie Längswänden 4 und 5 bestehenden Rahmenkonstruktion, in der drei übereinander angeordnete Lagen von Rohren 6 in Bohrungen 7 der Stirnwände 2 und 3 gehalten sind. In gleichmäßigen Abständen sitzen auf den Rohren 7 aus Bandmaterial ausgestanzte, durchgehende Kühlrippen 8, die von einer Reinigungsflüssigkeit-Verteilerkammer 9 in eine Kühlrippen-Gruppe 8a und eine Kühlrippen-Gruppe 8b unterteilt werden.
• Wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, besteht die im wesentlichen einen quadratischen Querschnitt und einen rechteckigen Längsschnitt aufweisende Verteilerkammer 9 aus einer oberen Wand 10, einer in der Zeichnung nicht zu sehenden unteren Wand, zwei Seitenwänden 11 und 12, und zwei Querwänden, von denen in F i g. 2 die Querwand 13 dargestellt ist. Die Querwand 13 liegt mit ihrer Außenfläche an der Innenseite der Längswand 5 an und trägt einen die Längswand 5 durchsetzenden Einlaß-Stutzen 14 für Reinigungsflüssigkeit.
• Die beiden Seitenwände 11 und 12 enthalten mehrere Öffnungen 15, wobei sich jeweils ein Paar von Öffnungen 15 in den beiden Seitenwänden 11 und 12 fluchtend gegenüberliegt. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, durchsetzen mehrere Rohre 6 die Verteilerkammer 9, wobei sie durch miteinander fluchtende Öffnungen in den Seitenwänden 11 und 12 hindurchtreten. In den einzelnen Öffnungen 15 sitzen Silikondichtungen 16, die mit ihren Innenflächen an den Außenflächen der zugehörigen Rohre 6 anliegen.
• In der mittleren Lage der Rohre 6 fehlen in regelmäßigen Abständen insgesamt drei Rohre. Wie durch »S« in F i g. 1 angedeutet ist, ist die Seitenwand 2 (und auch die Seitenwand 3) an der Stelle, wo kein Rohr 6 liegt, verschlossen. An dieser Stelle bildet die Stirnwand 2 bzw. 3 den Abschluß jeweils eines durch aufgrund eines fehlenden Rohrs freie Ränder der Kühlrippen gebildeten Verteilerkanals 17. Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, sind im Bereich der Kanäle 17 die Ränder der Kühlrippenöffnungen z. B. durch Umbiegen verformt, so daß im Bereich der Kanäle 17 verkleinerte Eintrittsquerschnitte für die Reinigungsflüssigkeit gebildet werden, verglichen mit den relativ großen Abständen zwischen jeweils zwei benachbarten Kühlrippen. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, weisen die durch das Umbiegen der Ränder gebildeten Rippenkragen über den Umfang verteilt angeordnete gestanzte Ausnehmungen 18 auf, von denen der Übersichtlichkeit halber nur einige in der Zeichnung angedeutet sind. Durch diese schlitzförmigen Ausnehmungen 18 hindurch tritt die Reinigungsflüssigkeit aus den Kanälen 17 in die Zwischenräume der Kühlrippen ein.
• Im normalen Betrieb werden die Rohre 6 über hier nicht dargestellte Anschlüsse von einem kühlenden Medium, z. B. einer Flüssigkeit, durchströmt. In Querrichtung dazu wird der Wärmetauscher 1 von einem zu kühlenden Gas, z. B. Luft, durchströmt. Hierbei gelangt die in der Luft enthaltene Wärme über die Kühlrippen und die damit in Berührung stehenden Rohrwandungen an die durchströmende Flüssigkeit.
• In bestimmten Zeitintervallen, oder wenn festgestellt wird, daß der Wärmetauscher verschmutzt ist, wird über den Einlaß-Stutzen 14 der Verteilerkammer 9 Reinigungsflüssigkeit mit Druck in die Verteilerkammer 9 gepumpt Aus der Verteilerkammer 9 tritt die Reinigungsflüssigkeit über die nicht von Rohren belegten freien Öffnungen 15 in die daran anschließenden Verteilerkanäle 17 ein, um von dort aus zwischen die Kühlrippen 8 zu gelangen.
• Es können mehrere Wärmetauscher zu einer Wärmetauschereinheit zusammengefaßt werden, wobei dann an jeden Einlaß-Stutzen 14 eine Zweigleitung eines Reinigungsflüssigkeits-Pumpsystems angeschlossen wird.
• Mit Hilfe einer hier nicht dargestellten Steuereinheit werden in jeder Zweigleitung sitzende Ventile angesteuert, um die einzelnen Wärmetauscher in einer bestimmten Reihenfolge zu reinigen.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Wärmetauscher, bestehend aus einer Mehrzahl von in einer Rahmenkonstruktion gehaltenen Rohren und einer Vielzahl von jeweils parallel in Abstand voneinander; senkrecht zu den Rohrachsen verlaufenden Kühlrippen, die mit den Rohraußenseiten in Berührung stehen, mit einer Reinigungsvorrichtung zum Durchströmen der Rippenzwischenräume mit einer Reinigungsflüssigkeit, d a d u r eh gekennzeichnet, daß die Reinigungsvorrichtung mindestens eine, die Kühlrippen (8) in Gruppen (8a, 8b) unterteilende Reinigungsflüssigkeit-Verteilerkammer (9) mit zwei im Grundriß den Kühlrippen (8) entsprechenden Seitenwänden (11, 12) aufweist, in denen Öffnungen (15) für die Rohre (6) vorgesehen sind, und daß mindestens ein Rohr unter Bildung von an -die betreffenden, miteinander fluchtenden Seitenwand-Öffnungen (15) der Verteilerkammer (9) anschließenden Verteilerkanälen (17) fortgelassen ist, die durch sich in Rohrrichtung erstreckende Rippenkragen gebildet sind, die ihrerseits Ausnehmungen (18) aufweisen.
2. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkammer (9) die Kühlrippen (8) in zwei vorzugsweise gleich große Gruppen (8a, 8b) unterteilt und in mindestens einer an der Rahmenkonstruktion (2, 3, 4, 5) anliegenden Querwand (13) mindestens einen Einlaß (14) für die Reinigungsflüssigkeit aufweist.
3. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (15) in den Seitenwänden (11, 12) der Verteilerkammer (9) mit Abdichtungen (16) ausgestattet sind, zumindest dort, wo Rohre (6) durch die Öffnungen (15) hindurchtreten.
4. 4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außer in den äußeren Rohrlagen in allen Zwischenlagen in gleichmäßigen Abständen, gegebenenfalls versetzt, Rohre fortgelassen sind.
5. 5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippenkragen jeweils mehrere über den Umfang verteilte, gestanzte Ausnehmungen (18) aufweisen.

   Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, bestehend aus einer Mehrzahl von in einer Rahmenkonstruktion gehaltenen Rohren und einer Vielzahl von jeweils parallel in Abstand voneinander, senkrecht zu den Rohrachsen verlaufenden Kühlrippen, die mit den Rohraußenseiten in Berührung stehen, mit einer Reinigungsvorrichtung zum Durchströmen der Rippenzwischenräume mit einer Reinigungsflüssigkeit Wärmetauscher dieser Art werden insbesondere zum Kühlen von Luft (Gas) mit Wasser verwendet. Die Rohre werden von der kühlenden Flüssigkeit durchströmt.

   Die auf diesen »Rippenrohren« sitzenden Kühlrippen leiten Wärme von der zwischen den Rippen durchströmenden Luft an die Rohre ab. Die Kühlrippen des Wärmetauschers bestehen in jeder Ebene aus einem Stück, insbesondere handelt es sich um aus Bandmaterial ausgestanzte Stücke. Es können jedoch auch mehrere Rippenelemente mit umgebogenen Teilen versehen sein, so daß die Gesamtkühlrippe in einer Ebene durch mehrere Einzelrippen gebildet wird.

   Aufgrund der sehr großen Gesamtoberfläche der Kühlrippen ergibt sich ein guter Wärmeaustausch zwischen der Luft und der kühlenden Flüssigkeit über die Rippen und die Rohrwandungen. Das Leistungsvermögen des Wärmetauschers nimmt jedoch empfindlich ab, wenn die Kühlrippen verschmutzen und/oder sich Schmutz zwischen die Kühlrippen setzt; denn dadurch wird zum einen die Wärmeleitfähigkeit der Kühlrippen herabgesetzt, zum anderen wird der Strömungsquerschnitt für das zu kühlende Gas (Luft) verringert.

   Um die volle Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers zu gewährleisten bzw. wieder herzustellen, werden die Wärmetauscher üblicherweise in bestimmten Abständen gereinigt. Ohne besondere Reinigungsvorrichtungen muß der Wärmetauscher hierzu auseinandergebaut, gereinigt und anschließend wieder zusammengebaut werden. Hierdurch ergeben sich relativ lange Reinigungszeiten. Außerdem besteht die Gefahr, daß die Rippen durch unsachgemäße Behandlung beschädigt werden. Reinigt man die Wärmetauscher von außen, z. B.

   mit Hilfe einer Sprühdüse durch Einspritzen von Reinigungsflüssigkeit zwischen die Kühlrippen, so findet eine gründliche Reinigung der Kühlrippen nur in den äußeren Bereichen der Rippen statt; denn im Inneren des Wärmetauschers läuft die Reinigungsflüssigkeit nur noch an den Kühlrippen entlang, der Sprühdruck wirkt nur in den äußeren Bereichen.

   Man hat bereits versucht, durch von außen in das Innere des Wärmetauschers hineinragende Sprühdüsen eine sogenannte »integrierte Reinigungsvorrichtung« zu realisieren, jedoch weisen die bisher entwickelten Systeme eine Reihe von Nachteilen auf: Aufgrund konstruktiver Restriktionen ist die Zufuhr von Reinigungsflüssigkeit stark beschränkt. Die in Frage kommende räumliche Anordnung der Sprühdüsen gewährleistetnicht die Verteilung der Reinigungsflüssigkeit auf sämtliche Kühlrippen.

   In der DD 1 31 964 ist in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ein Wärmetauscher beschrieben, bei dem die Reinigungsvorrichtung aus einer Sprühlanze besteht, die durch eine Seitenwand des Wärmetauscher-Gehäuses geführt und in Axialrichtung derart hin- und herbewegt wird, daß die von der Lanzenspitze abgesprühte Reinigungsflüssigkeit in die Rippen-Zwischenräume eintritt. Allerdings läßt sich eine solche Anlage praktisch nur von Hand reinigen, indem man die Lanze in dem Wärmetauscher bewegt Bei einer selbsttätig arbeitenden Anlage ist ein hoher konstruktiver Aufwand auf Grund der mechanisch zu bewegenden Teile erforderlich. Außerdem muß die Einführöffnung in der Seitenwand des Wärmetauscher-Gehäuses gut abgedichtet werden, wenn der Wärmetauscher in Betrieb ist.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art mit Reinigungsvorrichtung derart weiterzubilden, daß - ohne Auseinanderbau des Wärmetauschers und ohne konstruktiv aufwendige, bewegte Teile - eine gründliche Reinigung sämtlicher Kühlrippen möglich ist.