JP2000028292A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクレーパの長手方向の熱膨張を効果的に吸
収し、かつ製作誤差や据付公差上の隙間も完全に補完す
ることができ、スクレーパの円滑な動きを確保して、プ
レートに付着した煤塵を効率良く除去することができる
熱交換器を提供する。 【解決手段】 熱交換器は、燃焼排ガス等の加熱流体Ｋ
を通す第１の流路と、該流路とプレート２を隔てて形成
されると共に燃焼用空気等の被加熱流体Ｒを通す第２の
流路と、上記第１の流路内に配置された長尺状のスクレ
ーパ５と、該スクレーパ５の一端部を支承する揺動軸
６、７と、該スクレーパ５の他端部を下端部５ｂと筒体
１０から成る入れ子構造を介して支承する揺動軸８、９
と、上記揺動軸６、７、８、９を介して上記スクレーパ
５を往復運動せしめるモータ１３、１４、回動軸１１、
１２、アーム１１ａ、１２ａから成る駆動手段と、から
構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼排ガスなどの
ような煤塵を含有する流体を一方の熱媒体とする熱交換
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、燃焼排ガス中に含まれる煤塵
は、熱交換器のプレートの表面に付着し、その結果、流
体通路を狭くしたり閉塞し、熱交換器の熱交換効率の低
下を招くため、プレートの表面に付着している煤塵を除
去する必要がある。

【０００３】従来、この種の熱交換器としては、プレー
ト間の燃焼排ガス通路内にチェーンやワイヤーあるいは
板状あるいは棒状のスクレーパなどの掻き取り部材を配
設して、これらの部材を往復運動させながらプレート表
面に付着した煤塵を掻き取るものがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の熱交換器において、特にスクレーパは、長手方向の
熱歪みに対する対策が十分でないばかりでなく、煤塵の
掻き取り性能も低くて、その改良が要請されていた。

【０００５】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、スクレ
ーパの長手方向の熱膨張を効果的に吸収し、かつ製作誤
差や据付公差上の隙間も完全に補完することができ、ス
クレーパの円滑な動きを確保して、プレートに付着した
煤塵を効率良く除去することができる熱交換器を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器は、燃
焼排ガス等の煤塵を含有する流体を通す第１の流路と、
該流路とプレートを隔てて形成されると共に別の流体を
通す第２の流路と、上記第１の流路内に配置された長尺
状のスクレーパと、該スクレーパの一端部を支承する第
１の支承部と、該スクレーパの他端部を入れ子構造を介
して支承する第２の支承部と、上記第１の支承部および
／または第２の支承部を介して上記スクレーパを往復運
動せしめる駆動手段と、から構成されることを特徴とす
る。上記入れ子構造としては、例えば、スクレーパの他
端部と、該端部を軸方向に摺動可能に納める筒体と、か
ら構成される。また、上記スクレーパの端縁をＶ字状に
形成したことも特徴とする。さらに、上記スクレーパに
ヒューズ構造を持たせることも特徴とする。更にまた、
上記スクレーパが板状であることも特徴とする。また更
に、上記スクレーパの端縁に突出部を形成することも特
徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照しながら説明する。図１において、１は熱交換
器のケーシングであって、内部に多数枚の熱交換用プレ
ート２が所定間隔を保って縦方向に並設されている。こ
れらのプレート２の左右（図１（Ｂ）参照）の端縁部に
は、図２に示すように、エッジバー２ａが縦方向に設け
られている。これらのエッジバー２ａは、各プレート２
の間であって然も１つ置きの位置に設けられていて、プ
レート２間に燃焼排ガス等の加熱流体Ｋを流すための流
路３を縦方向に形成している。

【０００８】一方、上記複数のプレート２の上下の端縁
部にも、図２に示すように、エッジバー２ｂが横方向に
設けられている。これらのエッジバー２ｂは、各プレー
ト２の間であって然も上記エッジバー２ａが設けられて
いない１つ置きの位置に設けられていて、プレート２間
に燃焼用空気等の被加熱流体Ｒを流すための流路４を横
方向に形成している。

【０００９】上記ケーシング１の上部には加熱流体用入
口１ａが形成されていると共に、該ケーシング１の下部
には加熱流体用出口１ｂが形成されている。従って、上
記加熱流体用入口１ａから上記流路３内に流入した燃焼
ガス等の加熱流体Ｋは、両側のプレート２を加熱しなが
ら流路３を流下して、上記加熱流体用出口１ｂから流出
する。

【００１０】一方、上記ケーシング１の前面（図１
（Ａ）参照）には被加熱流体用入口１ｃが形成されてい
ると共に、該ケーシング１の後側には被加熱流体用出口
１ｄが形成されている。従って、上記被加熱流体用入口
１ｃから上記流路４内に入った燃焼用空気等の被加熱流
体Ｒは、高温のプレート２により加熱されがら流路４を
通過して、上記流体出口１ｄから流出する。

【００１１】加熱流体が通過する縦方向の上記流路３
（図２参照）内には、スクレーパ５が配置されている。
図１（Ｂ）から明らかなように、上記スクレーパ５は各
流路３内に２本ずつ配置されていて、一方のスクレーパ
５はプレート２の左半部分の掻き取り作業を行い、ま
た、他方のスクレーパ５はプレート２の右半部分の掻き
取り作業を行うようになっている。なお、上記一方のス
クレーパ５の集まりを第１群のスクレーパ５と称し、上
記他方のスクレーパ５の集まりを第２群のスクレーパ５
と称する。

【００１２】第１群および第２群のスクレーパ５の上端
部５ａは、図３に示すように、それぞれ揺動軸６および
７に回動自在に取り付けられている。一方、第１群およ
び第２群のスクレーパ５の下端部５ｂは、図４に示すよ
うに、上記揺動軸８または９に回動自在に取り付けられ
た筒体１０内に入れ子式に嵌挿されている。この下端部
５ｂと筒体１０の入れ子構造によりスクレーパ５の長手
方向の熱膨張が吸収される。

【００１３】なお、スクレーパ５の下端部５ｂに係合突
起５ｂ′を設けておいて、上記筒体１０内に設けたスト
ッパー１０ａに係止するように構成されている。従っ
て、上記スクレーパ５の下端部５ｂは筒体１０から抜け
出す恐れがなく、掻き取り作業を確実かつ安定して行う
ことができる。

【００１４】上記揺動軸６および７は、回動軸１１に所
定角度θ（本実施例では１０２°）を保って植設されて
いるアーム１１ａおよび１１ｂの先端部にそれぞれ回動
自在に取り付けられている。一方、上記揺動軸８および
９も、回動軸１２に所定角度θを保って植設されている
アーム１２ａおよび１２ｂの先端部にそれぞれ回動自在
に取り付けられている。

【００１５】上記回動軸１１および１２は、上記揺動軸
６、７、８および９を所定角度θで揺動するように、適
当な伝動手段を介してそれぞれモータ１３および１４に
より駆動される。

【００１６】本実施例のスクレーパおよびその取付や駆
動の手段は、以上のように構成されているので、上記モ
ータ１３、１４を稼動させると、回動軸１１、１２およ
びアーム１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを介して揺動
軸６、７、８、９が揺動し、第１群および第２群のスク
レーパ５が、図１（Ｂ）に示すように、実線と仮想線と
の間で往復運動を行い、該スクレーパ５の端縁５ｃ部分
（図３および４参照）でプレート２に付着している煤塵
を掻き取る。

【００１７】上記実施例の熱交換器は、被加熱流体とし
て燃焼用空気などの気体を加熱するタイプについて説明
したが、本発明の熱交換器はこれに限定するものではな
く、少なくとも燃焼排ガスのような煤塵を含有する流体
を、一方の熱媒体とするものであれば、例えば、被加熱
流体として水等の液体を加熱する熱交換器であってもよ
い。また、プレートによる流路の構成は、上記実施例の
ものに限定するものではなく、少なくとも長尺状のスク
レーパが往復運動して、プレート表面に付着した煤塵を
掻き取ることが可能な構造であればよい。

【００１８】上記実施例では板状のスクレーパについて
説明したが、本発明のスクレーパはこれに限定するもの
ではなく、丸棒（円柱・角棒）あるいはこれらを数本組
合わせた構造であってもよい。また、熱交換器のサイズ
が大きくてスクレーパの長さが長い場合には、短いスク
レーパ部材を継ぎ足して構成してもよい。さらに、上記
実施例では、１組のプレート間に２本のスクレーパを配
置したが、本発明はこれに限定するものではなく、１本
あるいは３本以上配置してもよい。各スクレーパは別々
の駆動手段により独立して駆動してもよい。さらにま
た、上記実施例では、スクレーパ５を上下のモータ１
３、１４により揺動駆動させているが、上方のモータ１
３または下方のモータ１４のみで、リンケージ手段によ
り他側を駆動させてもよいし、また、他端は全くフリー
でもよいが上記駆動手段も含めて本発明はこれに限定す
るものではなく、上記入れ子構造側のスクレーパ端部は
フリーにして追従させてもよい。

【００１９】上記スクレーパ５の両側の端縁５ｃは、図
５に示すように、Ｖ字状に形成したり、さらに、該端縁
５ｃのＶ間に掻き落とし片（図示せず）を設けて掻き取
った煤塵を掻き落とすようにさせてもよい。また、上記
スクレーパ５の端縁には、図６に示すように長手方向に
沿って波形の突出部５ｄを形成してもよい。この波形
は、三角形あるいはノコ歯形などいずれの形状であって
もよい。また、これらの突出部５ｄはスクレーパ５の両
端縁に形成してもよい。

【００２０】また、上記実施例では、スクレーパ５の下
端部５ｂを筒体１０に入れ子式に構成したが、スクレー
パ５の上端部５ａにおいて入れ子構造としてもよく、要
するに、スクレーパ５の上下端部５ａ、５ｂの少なくと
も一方で、入れ子構造となっていればよい。入れ子構造
の受側の筒体１０は、図４に示すように、周囲が完全に
閉じた形状である必要はなく、適当に開口が形成されて
いたりカゴ型構造としてもよく、要するに、筒体内でス
クレーパの端部がスクレーパの軸方向に摺動可能に納め
られていればよい。また、筒体１０は底が閉じた構造で
あってもよい。一方、入れ子構造の挿入側であるスクレ
ーパの端部は板状に限定するものではなく、円柱や角柱
などの棒状であってもよい。

【００２１】さらに、スクレーパにヒューズ構造を持た
せることもできる。このヒューズ構造は、例えば、スク
レーパが板状の場合には、スクレーパの板幅方向を狭く
することによって成し遂げられる。

【００２２】これら入れ子構造部及びヒューズは通常は
非駆動側に取り付けられ、熱交換器の下面側となること
が多いが、熱交換器の設置方法、条件により上面、左右
面あるいは駆動側のいずれでも取付位置を問わない。

【００２３】

【発明の効果】１）本発明の入れ子構造により、スクレ
ーパの長手方向の熱膨張を効果的に吸収することができ
る。 ２）また、本発明の入れ子構造により、製作誤差や据付
公差上の隙間も完全に補完することができ、良好な掻き
取り効果を得ることができる。 ３）スクレーパの上下左右端いずれからも駆動すること
ができる。 ４）スクレーパを円滑に作動せしめることができる。 ５）スクレーパのＶ字状端縁や突出部によりプレート表
面の煤塵を効率良く除去することができる。 ６）スクレーパのヒューズ構造が異常時に作用して、熱
交換器の損傷を防止することができる。 ７）スクレーパの他端部を入れ子式構造とすることによ
り、熱交換器のサイズをコンパクトにすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換器の一実施例を示す正面側断面
図（Ａ）およびの側面側断面図（Ｂ）である。

【図２】図１のプレート角部の拡大斜視図である。

【図３】スクレーパ上端部の取付構造の説明図である。

【図４】スクレーパ下端部の取付構造の説明図である。

【図５】スクレーパ端縁の一実施例の斜視図である。

【図６】スクレーパの別の実施例の正面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング １ａ 加熱流体用入口 １ｂ 加熱流体用出口 １ｃ 被加熱流体用入口 １ｄ 被加熱流体用出口 ２ プレート ２ａ エッジバー ２ｂ エッジバー ３ 流路 ４ 流路 ５ スクレーパ ５ａ 上端部 ５ｂ 下端部 ５ｂ′ 係合突起 ５ｃ 端縁 ５ｄ 突出部 ６ 揺動軸 ７ 揺動軸 ８ 揺動軸 ９ 揺動軸 １０ 筒体 １０ａ ストッパー １１ 回動軸 １１ａ アーム １１ｂ アーム １２ 回動軸 １２ａ アーム １２ｂ アーム １３ モータ １４ モータ Ｋ 加熱流体 Ｒ 被加熱流体 θ 角度

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼排ガス等の煤塵を含有する流体を通す
   第１の流路と、該流路とプレートを隔てて形成されると
   共に別の流体を通す第２の流路と、上記第１の流路内に
   配置された長尺状のスクレーパと、該スクレーパの一端
   部を支承する第１の支承部と、該スクレーパの他端部を
   入れ子構造を介して支承する第２の支承部と、上記第１
   の支承部および／または第２の支承部を介して上記スク
   レーパを往復運動せしめる駆動手段と、から構成される
   ことを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】上記入れ子構造が、スクレーパの他端部
   と、該端部を軸方向に摺動可能に納める筒体と、から構
   成されることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
3. 【請求項３】上記スクレーパの端縁をＶ字状に形成した
   ことを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。
4. 【請求項４】上記スクレーパにヒューズ構造を持たせる
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の熱交換
   器。
5. 【請求項５】上記スクレーパが板状であることを特徴と
   する請求項１、２、３または４記載の熱交換器。
6. 【請求項６】上記スクレーパの端縁に突出部を形成した
   ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の
   熱交換器。