JP2876066B2 - 管式熱交換器用の洗浄体回収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、管式熱交換器における伝熱管内を洗浄する
装置に関し、詳しくは洗浄のために例えば球形の弾性ボ
ールである洗浄体を伝熱管内に通すようにした洗浄装
置、特に小型の管式熱交換器に使用される洗浄装置の洗
浄体回収装置に関するものである。

（従来の技術） 従来から、冷凍機用の熱交換器や復水器として、多数
の伝熱管を配列した管式熱交換器が使用されており、こ
の管式熱交換器における冷却水には一般に淡水が使用さ
れるが、場合により海水が使用されることもある。

そしてこの管式熱交換器を長期にわたり使用すると、
伝熱管の管内壁にスケールや藻などの付着物が発生し、
熱交換率が次第に低下してくるので、これらの付着物を
定期的に除去する作業が必要とされている。

この管式熱交換器における伝熱管内壁の洗浄法として
は、洗浄体として例えば伝熱管の内径よりも若干大径の
スポンジボールを用い、これを伝熱管内に強制的に通す
ことで管内壁の付着物を除去する方法が知られており、
例えば火力発電所等の大規模設備では、このような方法
を実施するための専用大型設備を設ける場合が多い。

このようなスポンジボールを洗浄体として用いた従来
の洗浄装置の概要は、例えば特開昭63−143497号により
説明される。この従来装置では、熱交換器出口より排出
された洗浄体を含む冷却水を、篩装置により洗浄体を含
まない出口冷却水と、洗浄体を含む分岐流とに分け、分
岐流は更に分離器で洗浄体と水とに分離し、水はポンプ
により出口冷却水中に導き、他方洗浄体は通水遮断状態
で分離器内に受容させた後、管路を切換えてポンプによ
り吐出させた水により熱交換器入口冷却水中に導くこと
を繰返すことで洗浄を行なうようにしている。

ところで、上記のような球形の洗浄体を使用する管式
熱交換器の洗浄方法においては、使用する洗浄体が経時
的に摩耗等で小さくなったり破損したりすることがある
から、その回収、交換、補給等を定期的に行なう管理が
必要となっている。

そしてこのような管理を行なうのに適した装置とし
て、洗浄装置に洗浄体の回収器を設けることが通常なさ
れ、このような回収器に関する提案も従来からされてい
る。例えば特開昭61−89499号では、球体ケーシングに
入口接続管及び出口接続管を設け、その間に出口接続管
に対して120゜傾斜した位置に設けた駆動装置によ回動
可能なフィルターを置き、洗浄体回収の際には、球体ケ
ーシングの出口と入口の間に上記フィルターが位置する
ように上記駆動装置により該フィルターを移動させ、洗
浄体と搬送水をこのフィルターで分離した後、フィルタ
ーを排出口の位置に移動させて洗浄体を水流と共に外に
排出させて洗浄体のみを取り出すようにしている。

また、特公昭62−501301号及び特公昭62−501302号に
より、円筒形の容器本体にフラップで開閉できる供給管
及び排出管を設けると共に、供給管と排出管の間に一部
切欠きを有する篩板と、この篩板の下側に切欠き部分を
開閉可能とするスライダーと設けた形式の回収装置も提
案されている。この回収装置では、洗浄中はスライダー
を移動して切欠き部分を開放させて洗浄体を搬送水流と
共に循環させ、洗浄終了後においては、洗浄体を回収す
るためにスライダーの移動で切欠きを閉塞して篩板上に
洗浄体を集め、その後スライダーを移動して切欠き部分
を開放し排出管から洗浄体を外に取り出すようにしてい
る。

（発明が解決しようとする課題） しかし上述した従来提案の洗浄装置に用いられる回収
装置は、次ぎのような問題がある。

例えば上記前者の球体ケーシングを用いた回収装置で
は、冷却水の循環と洗浄体の回収のためにフィルターは
球面内壁を摺動しなければならず、このために摺動する
フィルターと球面内部壁の間に易変形性の洗浄体が挾ま
ってフィルターが動かなくなるという欠点がある。また
排出した洗浄体を冷却水と分離しなければならならない
のでそのための装置，器具等が別途必要になるという問
題もある。

他方上記後者の円筒形の容器本体にフラップを設けた
回収装置では、スライダーによる篩板の切欠き部分の開
閉で、上記と同様に易変形性の洗浄体が挾まってスライ
ダーが動かなくなるという欠点がある。また外部から内
部を観察する窓を設けて点検ができるようにする場合
に、スライダーやフラップを作動させる駆動軸が存在す
る等のために死角が多く、容易な点検を実現することが
難かしいという問題もある。

このように、熱交換器の伝熱管内にスポンジボールを
強制的に通すという洗浄方式は、洗浄体の交換，補給や
点検等の必要性が高く、その保守、管理が容易であるこ
とが望まれるのに対し、上記のように種々の改善すべき
問題が残っている。

本発明はこのような現状に鑑みなされたものであり、
その目的は、構造が極めて簡単であり、しかも連続洗浄
という洗浄効率の向上にも有効な回収装置を提供すると
ころにある。

また本発明の別の目的は、可動部分が実質的になく、
これによって従来問題とされていた易変形性の洗浄体を
挾み込むことでの故障を回避できる回収装置を提供する
ところにある。

また本発明の更に別の目的は、洗浄体の回収が容易か
つ確実にでき、したがって保守、点検の容易な洗浄体の
回収装置を提供するところにある。

さらにまた本発明の他の目的は、上記のように可動部
分をなくすことによって、回収器の殆どを合成樹脂製の
素材で形成できるようにし、装置の耐久性，耐錆性化を
図り、また小型化、軽量化を実現するところにある。

（課題を解決するための手段及び作用） 上記目的を実現する本発明の管式熱交換器用の洗浄体
回収装置の特徴は、管式熱交換器との間で熱交換器洗浄
用の球形洗浄体を供給・受容する洗浄装置内に設けら
れ、該洗浄体を水流で搬送する管路の途中に介設配置さ
れた洗浄体回収装置であって、搬送水流に対して下方に
一定の空間を形成するように設けられた容器本体と、こ
の空間内に取出し可能に設置された網篭と、上記容器本
体内に設けられて搬送水流に網篭内に及ぶ乱れを生じさ
せる乱流形成手段と、網篭を通して容器本体の下部から
排水できるように設けられた排水管とを備えた構成をな
すところにある。

上記構成において、乱流形成は、例えば回収装置の容
器本体に対する搬送水流の上流側管路の接続位置と下流
側管路の接続位置を非対向の位置とすることで形成させ
たり、搬送水流の流れる位置に邪魔板を設けて水流に乱
れを起こさせることによってもできる。また網篭を通し
て容器本体の下部から排水する構成は、これを洗浄装置
外部への排水とすることもできるが、設置場所の状況か
らして排水設備を省略する必要のある場合等において
は、排水を搬送水流を流す管路に合流させるように管路
を接続して設けることもできる。

また本発明の回収装置は、上記構成により明らかな如
く、可動部分をもたないので、これを合成樹脂製の素材
を用いて容易に構成させることも出来る。

なお本発明が適用される洗浄装置において使用する洗
浄体は代表的にはスポンジボールを挙げることができ
る。

（実 施 例） 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

第３図は本発明の洗浄体回収装置を適用した洗浄装置
の全体を示したフロー図であり、この図において１は管
式熱交換器であり、冷却水入口管２から取り入れられた
冷却水は、この熱交換器１の上半部では伝熱管内（図示
せず）を図の右方向に流れると共に、下半部では伝熱管
内（同じく図示せず）図の右方向に流れて出口３より熱
交換器の下流に流れ、捕集器10を通して冷却水出口管３
から系外に排水されるようになっている。なお捕集器10
は後述する洗浄体としてのスポンジボールを捕集するた
めのものであり、内部に傾動可能の格子板10aが設けら
れていて、通常の冷却時にはこの格子板10aを冷却水の
流れに並行する姿勢にさせて通水やこれに含まれること
のあるスケール等が下流に流れ易くすると共に、洗浄時
にはスポンジボールを捕集して洗浄装置に戻すために、
格子板10aは図示の如くスポンジボールの冷却水出口側
への流れ出しを規制するように傾動した姿勢にされる。

次ぎに洗浄装置について説明すると、本例の洗浄装置
はポンプユニットＡと操作ユニットＢとによって構成さ
れている。

ここでポンプユニットＡは、モータ30により駆動され
る循環ポンプ13を有していて、上記捕集器10から捕集器
出口弁11を介して洗浄装置に導入された水を加圧し搬送
水流として、可撓導管19により操作ユニットＢに送るよ
うになっている。

操作ユニットＡは、上記可撓導管19が回収器入口弁14
を介して回収器15に接続されており、この回収器15から
の導管33は３方弁16、可撓導管32、ボール圧入弁31を経
て熱交換器１の上流の冷却水入口管２に接続されてい
る。

上記の回収器15は、本例においては縦型筒状の容器本
体と、この容器本体の上部を開閉可能とする蓋と、容器
本体の内部底に収納される網篭とからなっていて、容器
本体の中間部に上記導管19及び導管33が接続されてい
る。また容器本体の底部からは上記３方弁16に至るバイ
パス管路22が接続されていて、３方弁16の切換えにより
導管19から回収器15を介して直接導管32に通水をさせる
か、バイパス管路22を介して通水をさせるかが選択でき
るようになっている。なお回収器の詳細についてはさら
に後述する。

21はバイパス管路途中に介設された逆止弁、17は導管
32の途中に介設されたサイトグラスであり管路内をスポ
ンジボールが通過することを目視で確認できるようにな
っている。

以上の構成をなす洗浄装置の動作について説明する。

図面に示したシステムにおいて、通常は、ボール圧入
弁31及び捕集器出口弁11を遮断した状態で、冷却水が冷
却水入口管２から冷却水出口管３に長され、熱交換が行
なわれる。なおこの際は、捕集器の格子板10aは冷却水
の流れに対して並行にされている。

次ぎに熱交換器１の洗浄を行なうために、ボール圧入
弁31及び捕集器出口弁11を開路し、また捕集器の格子板
10aを図示の如くに傾動させる。また３方弁16は循環導
管19,32に通水が行なわれるようにしておく。

この状態でモータ30を駆動し、ポンプ13によって捕集
器10から冷却水の一部を搬送水流として導管19から回収
器15を通し、更に導管33−３方弁16−導管32を通して熱
交換器上流の冷却水入口管２に流す。そしてこの際、回
収器15の網篭内にスポンジボールを所定数入れておけ
ば、搬送水流の通水に伴ってスポンジボールが導管32か
ら冷却水入口管２に導入され、熱交換器の伝熱管内部を
通って目的とする付着物の除去が行なわれる。

熱交換器１を通り過ぎたスポンジボールは、捕集器出
口弁11を通ってポンプ13に戻り導管19を通して循環され
る。したがってこの状態ではスポンジボールは連続的に
洗浄装置と熱交換器の間を流れ、迅速且つ効率の良い洗
浄が実現できる。なお回収器15の網篭に収納させておい
たスポンジボールを搬送水流にのせるため、あるいは循
環中のスポンジボールが同網篭に落ちて滞留することを
防ぐために、回収器15には容器内で搬送水流の乱れを起
こさせるようにしておくことが必要である。例えば容器
本体内に通水に対する邪魔板を設けたり、容器本体に接
続される導管19,32の位置をずらせて接続することで上
記乱流を与えることができる。

洗浄終了後は、３方弁16をバイパス側を接続する位置
に切換え、搬送水流が、導管19−回収器15−バイパス管
路22−３方弁16と流れるようにする。これにより搬送水
流に伴って流れるスポンジボールは回収器15の網篭にた
まり、他方水は上記経路で熱交換器との間に流れること
になる。したがって熱交換器に圧入されたスポンジボー
ルはすべて自然に網篭内に貯留されることになり、この
操作を所定時間継続させた後ポンプ13を止め、ボール圧
入弁31及び捕集器出口弁11の双方を遮断した後、回収器
15の蓋を開くことでスポンジボールを外に取り出した
り、交換、補充を容易に行なうことができる。

次に本例の特徴的部分である回収器の構造についてさ
らに説明する。

本例の回収器15の詳細構造は第１図及第２図に示され
る。すなわち回収器15は、縦型円形筒状をなす容器本体
151の上下方向の中間部に一対の循環水入口管152と循環
水出口管153が接続されていて、このうちの循環水入口
管152は第３図で説明した可撓導管19に接続され、循環
水出口管153は導管33に接続される。

そしてこれらの一対の循環水入口管152と循環水出口
管153は、搬送水流に乱れを生じさせるように第２図で
示す如く非対向の位置で容器本体151に接続されてい
る。

上下方向の中間部に上記一対の循環水入口管152と循
環水出口管153が接続された縦型円形筒状の容器本体151
内の底部には、網篭154が設置される。この網篭154はス
ポンジボールの通過は阻止するが通水は許すものであれ
ば特にその形状等が限定されるものではなく、例えばス
テンレス線を編んだ篭であってもよいし、第１図に示し
たように鍋型のものにパンチングにより多数の孔を設け
た形式の篭であってもよい。そして本例におけるこの網
篭154は、容器外への取出しを容易化するために上方に
伸びた把手1541が一対に設けられている。

155は、容器本体151の底部に設けられたバイパス管路
に接続される出口管であり、第３図で説明したバイパス
管路22に接続される。なおバイパス管路22に搬送水流が
通水される場合には、搬送水流が全て網篭154を通して
流れることでスポンジボールの確実な回収を図る必要が
あり、このために容器本体151の内壁とその底部に設置
される網篭154の外周との間は、例えば第１図で示して
いる軟質ゴム等のシール1542で閉塞するように設けるこ
とが好ましい。

156は、容器本体151の上部に組付けられた蓋であり、
ネジ込みにより容器本体151の上部を適時開放できるよ
うになっている。なお本例における蓋156の天面部分は
開口1561とされ、容器本体の上部に設置される透明板15
62を通して透視窓を形成することで回収器15内部の状況
が外部から容易に観察できるようにしている。

158は上記透明板1562と圧接することで容器本体151内
と外部を気密的に封止するＯ−リング、159は脱気孔で
ある。

以上の構成をなす本例の回収器の作用を説明すると、
本例装置の特徴が最も代表的に現われているのは、本例
の回収器は可動部分がなく、搬送水流の通水切換えによ
り洗浄時と洗浄体回収時の状態切換えが行なわれること
にあり、これは、第３図で説明したように３方弁16の切
換えにより搬送水流が、導管19から導管33を通して３方
弁16に至る洗浄時の状態と、搬送水流が導管19からバイ
パス管路22を通して３方弁16に至る状態とでは、該回収
器15内部を流れる搬送水流の通水状況が全く異なってい
ることで、本例の特徴が説明される。

すなわち、洗浄時には、搬送水流は導管19から回収器
を通して導管33−３方弁16−導管32に流れる。この際、
網篭154内にスポンジボールが残留しないように搬送水
流に乱流を生じさせることは上述の通りであり、スポン
ジボールはこの回収器15内で沈降、滞留することなく連
続的に洗浄装置と熱交換器の間で循環される。

他方洗浄体であるスポンジボールの回収時には、搬送
水流はバイパス管路22を通して流れるようにされるた
め、この搬送水流にのって流れるスポンジボールは網篭
154に順次溜まる。

そして本例の装置によれば、搬送水流の切換え後、所
定時間経過すればスポンジボールの全ては網篭内に収納
され、したがってその時点でポンプの駆動を止め、ボー
ル圧入弁31及び捕集器出口弁11の双方を遮断して回収器
15の蓋156を外せば、網篭を取出すことでスポンジボー
ルを外部に容易に取出すことができる。

また本例の装置は、回収装置に可動部分がないため、
開口1561及び透明板1562からなる透視窓を通して容易に
回収器内部の状況を観察することも可能であるという利
点もある。

また上述したように、回収器は可動部分がなく、構造
的にも簡易であるため、回収器の全体を耐錆性、難錆性
の部材特に合成樹脂製の部材で形成することもできるた
め、装置全体の耐久性の向上、軽量化にも有益である。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明よりなる管式熱交換器用の
洗浄装置に適用される洗浄体回収装置は、構造が極めて
簡単で、しかも連続洗浄という洗浄効率の向上にも有効
であるという効果がある。

また可動部分が実質的になく、これによって従来問題
とされていた易変形性の洗浄体を挾み込むことでの故障
を回避できるという効果もある。

更に洗浄体の回収が容易かつ確実にでき、したがって
保守、点検の容易な洗浄体の回収装置も提供出来るとい
う効果もある。

またさらに上記のように可動部分をなくすことによっ
て、回収器の殆どを合成樹脂等の耐錆性、難錆性の素材
で形成でき、装置の耐久性，耐錆性化を図り、また小型
化、軽量化を実現することができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回収装置の構成概要を示し
た縦断面、第２図は同平面図、第３図は本発明の回収装
置を適用する管式熱交換器用の洗浄装置の構成概要一例
をフローで示した図である。 １……管式熱交換器、２……冷却水入管 ３……冷却水出管、10……捕集器 11……捕集器出口管、13……循環ポンプ 15……回収器、16……３方弁 19,32……導管、31……ボール圧入弁 151……容器本体、152……循環水入口管 153……循環水出口管、154……網篭 155……出口管、156……蓋

フロントページの続き (72)発明者 大沢 忠義 千葉県柏市十余二348 昭和ゴム株式会 社柏工場内 (72)発明者 林 紘一郎 東京都足立区千住旭町32―１ 昭和ゴム 株式会社内 (72)発明者 佐々木 卓也 神奈川県横須賀市船越町１丁目284番地 の５ 日立機械エンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 柳原 誠 神奈川県横須賀市船越町１丁目284番地 の５ 日立機械エンジニアリング株式会 社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F28G 1/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管式熱交換器との間で熱交換器洗浄用の球
   形洗浄体を供給・受容する洗浄装置内に設けられ、該洗
   浄体を水流で搬送する管路の途中に介設配置された洗浄
   体回収装置であって、 搬送水流に対して下方に一定の空間を形成するように設
   けられた容器本体と、この空間内に取出し可能に設置さ
   れた網篭と、上記容器本体内に設けられて搬送水流に網
   篭内に及ぶ乱れを生じさせる乱流形成手段と、網篭を通
   して容器本体の下部から排水できるように設けられた排
   水管とを備えたことを特徴とする管式熱交換器用の洗浄
   体回収装置。
2. 【請求項２】請求項１において、洗浄体がスポンジボー
   ルであることを特徴とする管式熱交換器用の洗浄体回収
   装置。
3. 【請求項３】請求項１において、乱流形成手段が、回収
   装置の容器本体に対する搬送水流上流側の管路接続位置
   と、下流側の管路接続位置を非対向の位置とした構成に
   よることを特徴とする管式熱交換器用の洗浄体回収装
   置。
4. 【請求項４】請求項１において、容器本体が合成樹脂製
   であることを特徴とする管式熱交換器用の洗浄体回収装
   置。