JP2001153589A - 熱交換用フィンのスケール除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱交換用フィンのスケール除去作業が人手に依
存する必要なく、自動的に効率く行えるようにし、冷却
塔の清掃あるいは補修塔の際の作業性を従来に比して大
幅に改善することができるようにする。 【解決手段】扁平枠状の基体フレーム２４、基体フレー
ムの面上に沿って一方向（ｘ方向）に移動できる移動フ
レーム２５、基体フレームの面上に沿い、かつ移動フレ
ームの移動方向と直行する方向（ｙ方向）に沿って移動
できる移動テーブル３３、この移動テーブルおよび移動
フレームの移動軸（ｘ，ｙ軸）を含む面に対して直行す
る方向（ｚ方向）に移動できる昇降体４２、移動フレー
ムもしくは移動テーブルの移動軸（ｘ，ｙ軸）の少なく
ともいずれかの軸と平行な軸心回りに回転できる回転ブ
ラシ５０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都心部などの地下
変電所に設置される変圧器やリアクトルなどを冷却する
密閉型冷却塔内の保守等に適用される熱交換用フィンの
スケール除去装置に係り、特に湿式冷却器とともに設け
られる乾式冷却器の熱交換用フィンの外面に付着したス
ケールの除去等に好適な熱交換用フィンのスケール除去
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】都心部などに建設される変電所では、そ
の立地上の制約から変圧器やリアクトルなどの設備は建
屋内や地下などに設置されるが、この場合、その設置ス
ペースを最小化するため水を媒体とした冷却システムを
用いることが多い。図１５には、このような冷却システ
ムを用いた変圧器冷却設備の例を概略的に示している。

【０００３】建屋１の地下に設置された変圧器２には、
水冷式熱交換器３が具備されている。変圧器２で発生し
たＳＦ_６ガスや絶縁油などの冷媒は水冷式熱交換器３に
導かれ、水と熱交換が行われる。この熱交換により暖め
られた水はポンプ４により循環水配管５を介して、建屋
１の屋上等に設置された複数の冷却塔６に供給され、大
気との熱交換によって冷却された後、水冷式熱交換器３
に還流して再び変圧器２の冷却に供される。

【０００４】従来、このような冷却塔６として、開放型
または密閉型等種々のタイプのものが知られている。こ
のうち、密閉型の冷却塔は循環水系を密閉回路とし、循
環水管部の外面に散布水を接触させその気化熱で冷却を
行う方式のものであり、汚損の影響が少なく、かつ保守
が容易である等の利点により、地下変電所用変圧器の冷
却では一般的に多用されている。

【０００５】図１６は、このような密閉型の冷却塔６を
用いた変圧器冷却システムを具体的に示したものであ
る。この図１６に示すように、冷却塔６は、縦長なケー
シング７内の上部に乾式冷却器８を有し、下部に湿式冷
却器９を有している。乾式冷却器８は、循環水配管５の
上流側に接続された水平な伝熱管１０に多数の縦板状の
フィン１１を設けたもので、伝熱管１０内を流れる循環
水がフィン１１を介して大気との熱交換により冷却され
る。また、湿式冷却器９は、乾式冷却器８の下流側に連
続する水平な伝熱管１２に、多数の縦板状のフィン１３
を設けるとともに、その上方に設けた散水ノズル１４か
ら伝熱管１２に水を散布するようにし、気化熱によって
循環水をさらに冷却するようになっている。なお、ケー
シング７の底部側には散布水を貯留する水槽１５が設け
られており、この水槽１５にはポンプ１６を有する散布
水配管１７を介して散水ノズル１４が連結されている。
これにより、散布水も蒸発しながら一部循環する。な
お、図示しないが散布水補給系統も設けられる。

【０００６】ケーシング７の下部側壁には、空気取入孔
１８が設けられ、ケーシング７の上端側にはファン１９
および空気排出孔２０が設けられている。これにより、
空気は湿式冷却器９の下方から流入して、まず湿式冷却
器９のフィン１３間を上昇しながら熱交換に供された
後、乾式冷却器８のフィン１１間を通過する際にさらに
熱交換を行い、上方の空気排出孔２０から排出される。
なお、湿式冷却器９の散水ノズル１４の上方で、かつ乾
式冷却器８の下側には、エリミネータ２１が設けられ、
湿式冷却器９で蒸発した蒸気を乾式冷却器８の下方位置
で捕らえ、凝固することにより乾式冷却器のフィン１１
への水分付着を防止するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の密閉型冷却塔６を備えた冷却設備においては、湿
式冷却器９で散水された散布水の一部がファン１９の駆
動により空気排出孔２０側に巻き上げられ、この一部が
乾式冷却器８のフィン１１、特にその下部に付着する。
散布水には、カルシウムやマグネシウム等の塩類が蒸発
により濃縮化されているので、乾式冷却器８のフィン１
１に付着すると、固化してスケールとなり、次第に蓄積
して空気の流通を阻害し、熱交換効率を低下させるとい
う問題がある。

【０００８】なお、散水ノズル１４と乾式冷却器８との
間にエリミネータ２１を設け、散水ノズル１４からの散
布水が乾式冷却器８に飛散するのを規制する構成であっ
ても、エリミネータ２１では細かな水滴の通過を完全に
防止することはできず、乾式冷却器８のフィン１１に対
するケールの付着を完全に防止することはできない。

【０００９】このため、乾式冷却器８のフィン１１表
面、特にその下部に付着したスケールは、保守等の際に
除去することになるが、従来ではこの作業を手作業で行
っていることから、付着が強固であるため、多大の労力
を要する上に、粉塵が多量に発生したり、フィン１１を
損傷したりする不具合の他、作業も危険性があり、作業
者にとって非常に過酷な労働となる等の問題があった。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、熱交換用フィンのスケール除
去作業が人手に依存する必要なく、自動的に効率よく、
かつ安全に、しかも容易に行え、冷却塔の清掃あるいは
保守等の際の作業性を従来に比して大幅に改善すること
ができる熱交換用フィンのスケール除去装置を提供する
ことにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１の発明では、扁平枠状の基体フレームと、
この基体フレームに略面一な状態で組付けられ、その基
体フレームの面上に沿って一方向（ｘ方向）に移動でき
る移動フレームと、この移動フレームに取付けられ、前
記基体フレームの面上に沿い、かつ前記移動フレームの
移動方向と直行する方向（ｙ方向）に沿って移動できる
移動テーブルと、この移動テーブルに搭載され、この移
動テーブルおよび前記移動フレームの移動軸（ｘ，ｙ
軸）を含む面に対して直行する方向（ｚ方向）に移動で
きる昇降体と、この昇降体に支持され、前記移動フレー
ムもしくは前記移動テーブルの移動軸（ｘ，ｙ軸）の少
なくともいずれかの軸と平行な軸心回りに回転できる回
転ブラシとを備え、前記回転ブラシの回転方向を、除去
すべきスケールが付着している熱交換用フィンの板面に
沿う方向に設定して、その回転ブラシを前記熱交換フィ
ンの表面部位に配置可能としたことを特徴とする熱交換
用フィンのスケール除去装置を提供する。

【００１２】請求項２の発明では、請求項１記載の熱交
換用フィンのスケール除去装置において、移動フレーム
は、基体フレームにガイド部材を介して支持され、かつ
駆動機構としてワイヤ式牽引機構を有することを特徴と
する熱交換用フィンのスケール除去装置を提供する。

【００１３】請求項３の発明では、請求項１または２記
載の熱交換用フィンのスケール除去装置において、移動
テーブルは、移動フレームに、ラックアンドピニオン式
のガイド兼駆動機構によって支持されていることを特徴
とする熱交換用フィンのスケール除去装置を提供する。

【００１４】請求項４の発明では、請求項１から３まで
のいずれかに記載の熱交換用フィンのスケール除去装置
において、昇降体は、移動テーブルに、ねじ式ジャッキ
機構によって昇降可能とされていることを特徴とする熱
交換用フィンのスケール除去装置を提供する。

【００１５】請求項５の発明では、請求項１から４まで
のいずれかに記載の熱交換用フィンのスケール除去装置
において、基体フレーム、移動フレームおよび移動テー
ブルの少なくともいずれかが他に対して着脱可能である
ことを特徴とする熱交換用フィンのスケール除去装置を
提供する。

【００１６】請求項６の発明では、請求項１から５まで
のいずれかに記載の熱交換用フィンのスケール除去装置
において、昇降体は、移動テーブルの移動方向（ｘ方
向）に沿って一定長を有し、その移動方向に沿う一端側
の先端位置に回転ブラシが配置されていることを特徴と
する熱交換用フィンのスケール除去装置を提供する。

【００１７】請求項７の発明では、請求項１から５まで
のいずれかに記載の熱交換用フィンのスケール除去装置
において、昇降体は、移動テーブルの移動方向（ｘ方
向）に沿って一定長を有する昇降体本体部と、この昇降
体本体部の前記移動方向に沿う一端側および他端側の少
なくともいずれかの端部から水平面上で略直行する方向
に突出するブラシ保持部とを有し、これにより平面視で
略Ｌ字形、コ字形、Ｔ字形もしくはＨ形のいずれかに形
成され、この昇降体の前記１以上のブラシ保持部の突出
方向先端部にそれぞれその突出方向に沿う軸心の周りで
回転する回転ブラシが配置されていることを特徴とする
熱交換用フィンのスケール除去装置を提供する。

【００１８】請求項８の発明では、請求項７記載の熱交
換用フィンのスケール除去装置において、昇降体として
Ｌ字形、コ字形、Ｔ字形もしくはＨ形の少なくとも１種
以上のものを２体以上備え、これらの昇降体が移動テー
ブルに対して着脱交換可能とされていることを特徴とす
る熱交換用フィンのスケール除去装置を提供する。

【００１９】請求項９の発明では、請求項１記載の熱交
換用フィンのスケール除去装置において、移動フレーム
は基体フレームに設けた移動可能なスライド部材に対し
て着脱可能に取付けられた支持部材と、この支持部材の
両端位置に支持された平行な２本のロッドとによって平
行四辺形状に構成され、前記スライド部材に着脱可能に
連結されていることを特徴とする熱交換用フィンのスケ
ール除去装置を提供する。

【００２０】請求項１０の発明では、請求項１から９ま
でのいずれかに記載の熱交換用フィンのスケール除去装
置において、スケール除去によって発生する塵埃の飛散
を防止する飛散防止装置を設けたことを特徴とする熱交
換用フィンのスケール除去装置を提供する。

【００２１】請求項１１の発明では、請求項１０記載の
熱交換用フィンのスケール除去装置において、飛散防止
装置は、回転ブラシの周囲に設けられたブラシカバー
と、このブラシカバーの内部から塵埃を外部に吸引する
装置とを備えたことを特徴とする熱交換用フィンのスケ
ール除去装置を提供する。

【００２２】請求項１２の発明では、請求項１１記載の
熱交換用フィンのスケール除去装置において、ブラシカ
バーは回転ブラシを囲む上端開口のボックス状のもので
あり、その上端に防塵ブラシを有するとともに、少なく
とも外周壁の一つの面が透明とされていることを特徴と
する熱交換用フィンのスケール除去装置を提供する。

【００２３】請求項１３の発明では、請求項１から１２
までのいずれかに記載の熱交換用フィンのスケール除去
装置において、回転ブラシは、ステンレス鋼、銅もしく
はその合金、またはナイロン樹脂により構成されている
ことを特徴とする熱交換用フィンのスケール除去装置を
提供する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱交換用フィ
ンのスケール除去装置の施形態について、図１〜図１２
を参照して説明する。

【００２５】第１実施形態（図１〜図４） 本実施形態は、基本的な構成についてのものである。

【００２６】図１は本実施形態によるスケール除去装置
の据付け使用状態を示す全体図であり、図２は同スケー
ル除去装置を一部断面として詳細に示す正面図である。
図３は図２の底面図（Ａ矢視図）であり、図４は図２の
Ｂ−Ｂ線断面図である。なお、本実施形態においては、
スケール除去対象として、図１５および図１６に示した
建屋１の屋上に設置される地下変圧器２冷却用の冷却塔
６を適用している。したがって、図１５および図１６も
必要に応じて説明に使用する。

【００２７】図１に示すように、冷却塔６は密閉型のも
のであり、ケーシング７内の上部に乾式冷却器８を有
し、下部に湿式冷却器９を有する。この上部の乾式冷却
器８の冷却フィン１１が、本実施形態におけるスケール
除去対象となる。なお、ケーシング７には複数の扉２２
が設けられ、これらの扉２２の開口部２２ａを介して本
実施形態のスケール除去装置２３が導入される。なお、
扉２２の開口部２２ａの寸法は、例えば高さ７７０ｍ
ｍ、幅７７０ｍｍである。また、エリミネータ台２２ｂ
から冷却フィン１１の下端部までの高さは２５０ｍｍで
ある。

【００２８】本実施形態のスケール除去装置２３は、図
２〜図４に示すように、扁平枠状の四角形の基体フレー
ム２４と、この基体フレーム２４に略面一な状態で組付
けられ、その基体フレーム２４の面上に沿って一方向
（ｘ方向）に移動できる四角形の移動フレーム２５とを
備えている。移動フレーム２５は、基体フレーム２４の
ｘ方向に沿う１対の平行部上のガイドレール２６に車輪
２７を介して支持され、かつ駆動機構としてワイヤ式牽
引機構２８を有している。

【００２９】すなわち、ワイヤ式牽引機構２８は、基体
フレーム２４に取付けたｘ軸駆動モータ（ステッピング
モータ）２９と、このｘ軸駆動モータ２９に設けたプー
リ３０および対向位置に設けたプーリ３１と、これらに
巻装したワイヤ３２とにより構成され、ワイヤ３２の両
端が移動フレーム２５のｘ方向両端部に連結されてい
る。これにより、ｘ軸駆動モータ２９の回転に従って移
動フレーム２５を所定量ｘ方向にスライド移動させるこ
とができる。なお、プーリ３０，３１はスプロケットと
してもよく、ワイヤ３２はチェーンとしてもよい。つま
り、本発明でワイヤ式牽引機構とは、あらゆる索体によ
る牽引機構を含むものとする。

【００３０】移動フレーム２５には、基体フレーム２４
の面上に沿い、かつ移動フレーム２５の移動方向と直行
する方向（ｙ方向）に沿って移動できる移動テーブル３
３が取付けられている。この移動テーブル３３は、移動
フレーム２５に、ラックアンドピニオン式のガイド兼駆
動機構３４によって支持されている。

【００３１】すなわち、図１および図２に示すように、
ラックアンドピニオン式のガイド兼駆動機構３４は、移
動フレーム２４の内側にｙ方向に沿って並列に配置され
た２本の円柱状ロッド３５，３６を有し、これらのロッ
ド３５，３６が、移動テーブル３３から突出したブラケ
ット３７，３８に摺動可能に挿通されている。そして、
一方のロッド３５の下面にラック３９が形成され、移動
テーブル３３に取付けたｙ軸駆動モータ（ステッピング
モータ）４０に設けたピニオン４１が、ラック３９に噛
合されている。これにより、ｙ軸駆動モータ４０の回転
に従って移動テーブル３３を所定量ｙ方向にスライド移
動させることができる。

【００３２】次に、移動テーブル３３には、この移動テ
ーブル３３および移動フレーム２５の移動軸（ｘ，ｙ
軸）を含む面に対して直行する方向（ｚ方向）に移動で
きるブロック状の昇降体４２が搭載されており、この昇
降体４２は、移動テーブル３３に、ねじ式ジャッキ機構
４３によって昇降可能とされている。すなわち、図２〜
図４に示すように、ねじ式ジャッキ機構４３は、移動テ
ーブル３３に設けられたｚ軸駆動モータ（ステッピング
モータ）４４と、このｚ軸駆動モータ４に取付けられた
プーリ４５およびこのプーリ４５に巻装されたベルト４
６と、このベルト４６に従動する１対のプーリ４７と、
これらのプーリ４７とそれぞれ一体回転するねじ４８
と、昇降体４２に設けられてねじ４８とそれぞれ螺合す
る固定ナット部４９とにより構成されている。これによ
り、昇降体４２は例えば左右の離間部位を１対の支持部
分で支持された状態で安定するとともに、ｚ軸駆動モー
タ４４の回転量に従ったねじ４８の回転により、昇降体
４２が所定量ｚ方向に昇降動作することができる。

【００３３】そして、本実施形態では、昇降体４２に、
移動フレーム２５の移動軸（ｘ軸）と平行な軸心回りに
回転できる回転ブラシ５０が支持されている。つまり、
回転ブラシ５０は、昇降体４２に設けたブラシモータ５
１の回転軸５２に、ナット等の締付具５３によって着脱
可能に取付けられている。

【００３４】この回転ブラシ５０の回転方向を、図１に
示すように、除去すべきスケールが付着している熱交換
用フィン１１の板面に沿う方向に設定して、その回転ブ
ラシ５０が熱交換フィン１１の表面部位に配置可能とな
っている。なお、熱交換フィン１１の１枚の厚さは０．
３ｍｍ、フィン間隔は２〜３ｍｍであり、フィン先端か
らパイプまでの高さは例えば８ｍｍである。

【００３５】また、回転ブラシ５０は、例えばステンレ
ス（ＳＵＳ３０４）、銅またはその合金（ベリリウム
銅、りん青銅等）、ナイロン樹脂等により構成され、ブ
ラシ直径が１００ｍｍ、軸方向の幅が３０ｍｍである。

【００３６】なお、基体フレーム２４、移動フレーム２
５および移動テーブル３３は、それぞれ相互に着脱可能
である。これにより、冷却塔６の扉２２を開けた状態で
の開口部２２ａを介して、本実施形態のスケール除去装
置２３を冷却塔６内に容易に導入および据付することが
できる。特に、既設の冷却塔６においては通常、図１の
如く扉２２が乾式冷却器８の下部に複数並んで配置され
ているので、スケール除去を行うべきフィン１１の下部
に本実施形態のスケール除去装置２３を容易に設置する
ことができる。本実施形態では、全体寸法または各部材
の寸法が、冷却塔６の扉２２を開けた状態で導入し得る
ものとして設定してある。

【００３７】また、エリミネータが設置されている構成
の冷却塔の場合には、エリミネータを取外した状態で、
本実施形態のスケール除去装置２３を容易に設置するこ
とができる。場合によっては、散水ノズルも取外して設
置することができる。

【００３８】以上の構成を有する本実施形態のスケール
除去装置２３によると、例えば図示しない制御装置によ
ってｘ軸駆動モータ２９、ｙ軸駆動モータ４０、ｚ軸駆
動モータ４４等を適宜制御し、スケールの付着量や硬さ
の状態等に応じて最適な速度で走査させることにより、
熱交換用フィン１１のスケール除去作業が人手に依存す
る必要なく、自動的に効率よく、かつ安全に、しかも容
易に行える。特に、建屋の屋上等に設置される冷却塔６
の清掃あるいは保守等の際の作業性を従来に比して大幅
に改善することができる。作業終了後においては、装置
離脱除去等も容易に行うことができる。

【００３９】第２実施形態（図５〜図１２） 本実施形態のスケール除去装置は、より機能性を高め、
かつコンパクトな構成としたものである。

【００４０】図５はスケール除去装置の全体構成を示す
斜視図であり、図６は要部を断面で示す一部の側面図
（図５のＣ矢視図）である。図７は図６のＤ−Ｄ線断面
図であり、図８は移動フレームの支持部（図５のＥ部）
を拡大して示す分解斜視図である。図９〜図１２は、そ
れぞれ回転ブラシ支持用の昇降体のバリエーションを示
す図である。

【００４１】まず、図５〜図８によってスケール除去装
置の構成を説明する。これらの図に示すように、本実施
形態のスケール除去装置２３は、扁平枠状の四角形の基
体フレーム２４と、この基体フレーム２４に略面一な状
態で組付けられ、その基体フレーム２４の面上に沿って
一方向（ｘ方向）に移動できる移動フレーム２５とを備
えている。

【００４２】基体フレーム２４は、互いに対向する１対
の辺部２４ａの上方に、移動フレーム２５をｘ方向にガ
イドするためのガイド部材として、円柱状のガイドロッ
ド６０をそれぞれ有している。これらのガイドロッド６
０は、基体フレーム２４の各辺部２４ａの両端位置に固
定したブラケット６１により両端部を支持されて互いに
平行に、かつ水平に配置されている。各ガイドロッド６
１には、スライド部材として角棒状のスライダ６２が嵌
挿状態でスライド可能に支持されている。

【００４３】一方、移動フレーム２５は平行な２本の円
柱状ロッド３５，３６と、これらの円柱状ロッドの両端
部を連結する１対の平行な小型角棒状の支持ブロック６
３とにより、コンパクトな長方形枠状に構成されてい
る。そして、各支持ブロック６３が、基体フレーム２４
の各スライダ６２の内側面に長手方向を一致させた状態
でそれぞれ着脱可能に連結されている。

【００４４】図８は、これらスライダ６２と支持ブロッ
ク６３との着脱構成を示している。すなわち、スライダ
６２の内側面には所定の間隔をあけて複数のブロック支
持用の舌片６４が水平に突設され、これらの舌片６４の
上面にはそれぞれ嵌合凹部６５が形成されている。ま
た、支持ブロック６３の底面部には舌片６４の嵌合凹部
６５に対応して嵌合凸部６６が形成され、これらの嵌合
凸部６６がスライダ６２の舌片６４の嵌合凹部６５に嵌
合することにより位置決めできるようになっている。そ
して、この嵌合により位置決めされたスライダ６２と支
持ブロック６３とを、図示しないボルト等の締結具によ
って一体的に組立て、これにより移動フレーム２５が全
体としてｘ方向に移動可能に支持される。このような組
立てにより、移動フレーム２５の各円柱状ロッド３５，
３６は、その移動方向（ｘ方向）と水平面上で直交する
方向（ｙ方向）に沿って配置される。

【００４５】このように支持された移動フレーム２５
は、図５および図６に示すように、ワイヤ式牽引機構２
８によってｘ方向に駆動されるようになっている。すな
わち、ワイヤ式牽引機構２８は、基体フレーム２４に取
付けたｘ軸駆動モータ（ステッピングモータ）２９と、
このｘ軸駆動モータ２９に設けたプーリ３０および対向
位置に設けたプーリ３１と、これらに巻装したワイヤ３
２とにより構成され、ワイヤ３２の両端がスライダ６２
のｘ方向両端部に連結されている。これにより、ｘ軸駆
動モータ２９の回転に従って移動フレーム２５が所定
量、ｘ方向にスライド移動できるようになっている。な
お、プーリ３０，３１はスプロケットとしてもよく、ワ
イヤ３２はチェーンとしてもよい。

【００４６】次に図５および図６に示すように、移動フ
レーム２５には基体フレーム２４の面上に沿い、かつ移
動フレーム２５の移動方向と直行する方向（ｙ方向）に
沿って移動できる移動テーブル３３が搭載されている。

【００４７】この移動テーブル３３は全体として凹形状
をなしており、その両側上部のアーム状部分に移動フレ
ーム２５の円柱状ロッド３５，３６を挿通することによ
って支持されている。そして、この移動テーブル３３
が、一方の円柱状ロッド３６を用いたラックアンドピニ
オン式のガイド兼駆動機構３４によって駆動されるよう
になっている。このガイド兼駆動機構３４は、移動フレ
ーム２４の一方の円柱状ロッド３５の下面に形成された
ラック３９と、移動テーブル３３の中央位置に配設した
ｙ軸駆動モータ（ステッピングモータ）４０によって回
転されるピニオン４１との噛合により構成されている。
すなわち、ｙ軸駆動モータ４０の回転軸６７には駆動側
歯車（ベベルギア）６８が設けられ、これに噛合する従
動側歯車（ベベルギア）６９を介して水平な従動軸７０
が回転され、この従動軸７０に設けられたピニオン４１
が、円柱状ロッド３５の下面のラック４０に噛合してい
る。そして、ｙ軸駆動モータ４０の回転に従って、移動
テーブル３３が所定量ｙ方向にスライド移動できるよう
になっている。

【００４８】さらに、移動テーブル３３には、この移動
テーブル３３および移動フレーム２５の移動軸（ｘ，ｙ
軸）を含む面に対して直行する方向（ｚ方向）に移動で
きるブロック状の昇降体４２が搭載されている。

【００４９】この昇降体４２は、移動テーブル３３に、
ねじ式ジャッキ機構４３によって昇降可能とされてい
る。すなわち、図６および図７に示すように、ねじ式ジ
ャッキ機構４３は、移動テーブル３３の略中央位置にｙ
軸駆動モータ４０と隣接して設けられた軸心が垂直なｚ
軸駆動モータ（ステッピングモータ）４４と、このｚ軸
駆動モータ４４の回転軸７１に駆動側歯車（ベベルギ
ア）７２，７３を介して連結された水平な連結軸７４
と、この連結軸７４にさらに従動側歯車（ベベルギア）
７５，７６を介して連結された垂直な１対の従動軸７７
と、これらの従動軸７７とそれぞれ一体回転するねじ７
８と、これらのねじ７８とそれぞれ螺合する１対の非回
転かつ昇降可能な昇降ナット部７９とにより構成されて
いる。そして、これらの昇降ナット部７９に昇降体４２
が搭載され、ｚ軸駆動モータ４４の回転量に従ったねじ
の回転により、昇降ナット部を介して昇降体４２が所定
量ｚ方向に昇降動作できるようになっている。

【００５０】具体的には、図５〜図７に示すように、昇
降体４２は、移動テーブル３３の移動方向（ｘ方向）に
沿って一定長を有する昇降体本体部８０と、これにｘ方
向に沿う一端側の端部から水平面上で略直行する方向に
突出するブラシ保持部８１とを有し、これにより平面視
で略Ｌ字形に形成されている。この昇降体４２は、例え
ば下端側が開口するチャンネル状とされており、移動テ
ーブル３３に設けた昇降ナット部７９に一体昇降可能に
連結した昇降筒体８２に対し、キャップ状の連結具８３
を介して着脱交換可能に連結されている。

【００５１】そして、この昇降体４２のブラシ保持部の
突出方向先端部に、その突出方向（ｘ方向）に沿う軸心
の周りで回転する回転ブラシ５０が配置され、この回転
ブラシ５０は、ブラシ保持部８１内に設けられたブラシ
モータ５１によって駆動されるようになっている。すな
わち、この実施形態でも、昇降体４２に移動フレーム２
５の移動軸（ｘ軸）と平行な軸心回りに回転できる回転
ブラシ５０が、図２に示した第１実施形態と同様に、締
付具５３によって着脱可能に取付けられている。なお、
回転ブラシ５０の構成およびその回転作用等について
は、前述した一実施形態と同様である。

【００５２】以上の構成を有する他の実施形態のスケー
ル除去装置２３によっても、図示しない制御装置によっ
てｘ軸駆動モータ２９、ｙ軸駆動モータ４０、ｚ軸駆動
モータ４４等を適宜制御し、図１と同様に冷却塔６内に
着脱可能に設置して、スケールの付着量や硬さの状態等
に応じて最適な速度で走査させることにより、熱交換用
フィン１１のスケール除去作業が人手に依存する必要な
く、自動的に効率よく、かつ安全に、しかも容易に行
え、建屋の屋上等に設置される冷却塔６の清掃あるいは
保守等の際の作業性を改善することができる。また、作
業終了後には、装離脱除去等も容易に行うことができ
る。

【００５３】特に、図５〜図８に示した本実施形態にお
いては、昇降体４２が移動テーブル３３の移動方向（ｘ
方向）に沿って一定長を有し、その移動方向に沿う一端
側の先端位置に回転ブラシ５０が配置されているので、
移動テーブル３３をｙ方向へ最大限移動した位置におい
ても、デッドスペースが生じることなくスケール除去作
業を行うことができる。したがって、図１〜図４に示し
たような昇降体の略中央位置に回転ブラシを配置した一
実施形態に比して、一層高い作業能率を得ることができ
る。

【００５４】また、基体フレーム２４は、ｘ方向に沿う
各辺部２４ａの上方に取付けた１対の平行なガイドロッ
ド６１、これらのガイドロッド６１に支持したブロック
状のスライダ６２により構成され、また移動フレーム２
５はスライダ６２に対して着脱可能に取付けられた支持
部材としての一定長の棒状の支持ブロック６３と、この
支持ブロック６３の両端位置に支持された平行な２本の
円柱状ロッド３５，３６とによって平行四辺形状に構成
されている。したがって、構成がコンパクトであり、ま
た必要に応じて移動フレームを基体フレームに容易に着
脱でき、それにより操作性、利便性も一層向上すること
ができる。

【００５５】図９〜図１２は、本発明における昇降体お
よび回転ブラシについての種々のバリエーションを示し
ている。

【００５６】すなわち、本発明のスケール除去装置にお
いては、図９に示すように、昇降体本体部８０のｘ方向
に沿う一端側にのみブラシ保持部８１を設けて平面視で
略Ｌ字形とし、そのブラシ保持部８１に１つの回転ブラ
シ５０を設けた構成のものに限らず、下記の図１０〜図
１２に示す如く種々の構成として実施することが可能で
ある。

【００５７】例えば図１０に示すように、昇降体本体部
８０のｘ方向に沿う一端側および他端側から水平面上で
同一の方向に突出するブラシ保持部８１を設けてコ字形
とし、ｘ方向前後に１対の回転ブラシ５０を配置した構
成とするもの、また図１１に示すように、昇降体本体部
８０のｘ方向に沿う一端側の端部から水平面上で相反す
る方向に突出するブラシ保持部８１を設けてＴ字形と
し、ｙ方向に１対の回転ブラシ５０を配置した構成とす
るもの、さらに図１２に示すように、昇降体体部８０の
ｘ方向に沿う両端側から水平面上で相反する方向にそれ
ぞれ突出するブラシ保持部８１を設けてＨ形とし、これ
ら全てのブラシ保持部８１の突出方向先端部に、それぞ
れ回転ブラシ５０を計４体配置した構成とするもの等で
ある。

【００５８】このような構成によれば、回転ブラシを複
数備えた構成とすることにより、一の回転ブラシ５０が
消耗した場合に、他のブラシ５０を使用することで、ブ
ラシ交換頻度を低減することができる。また、前後配置
の場合には昇降体４２の移動ストロークの範囲で前進時
あるいは後退時のデッドスペースを考慮した使い分け等
が可能となり、作業能率の向上が図れる。

【００５９】さらに、昇降体４２としてＬ字形、コ字
形、Ｔ字形もしくはＨ形の各種のものを２体以上備えて
おき、これらの昇降体を同一の移動テーブル３３に対し
て着脱交換可能とするようにすれば、必要に応じて種々
のブラシ配置を選択して洗浄使用することができ、洗浄
形態の多様性が可能となる。

【００６０】第３実施形態（図１３、図１４） 本実施形態のスケール除去装置は、第２実施形態で示し
た構成に対し、スケール除去の際に発生する塵埃の飛散
防止装置９０を付設したものである。

【００６１】図１３は、その飛散防止装置９０を付設し
たスケール除去装置２３を示す部分的斜視図であり、図
１４は、その飛散防止装置９０を断面として示す全体的
側面図である。

【００６２】なお、本実施形態のスケール除去装置２３
の全体的な構成については、第２実施形態のものと略同
様であるから、図１３および図１４に、図６〜図８と同
一の符号を付して説明を省略する。

【００６３】本実施形態では、図１３および図１４に示
すように、昇降体４２のブラシ保持部８１の先端に、回
転ブラシ５０を囲む例えばボックス形の飛散防止用ブラ
シカバー装置９０ａが取付けられている。

【００６４】このブラシカバー９０ａは、アルミニウム
その他の軽量金属または強化樹脂等によって構成された
上端が開口するボックス体９１と、このボックス体９１
の任意の側面、例えば回転ブラシ５０の軸方向先端側の
側面に着脱可能に配設された樹脂等からなる透明板９２
とにより構成されている。ボックス体９１には、取付け
用のブラケット９１が突設され、このブラケット９１が
例えばブラシ保持部８１の上面および側面にそれぞれ着
脱可能に接合され、ボルト等の締結具９１ｂによって固
定されている。

【００６５】ボックス体９１および透明板の上端部に
は、それぞれ細線材、例えば回転ブラシ５０と同材から
なる防塵ブラシ９３が装着され、これらの防塵ブラシ９
３は回転ブラシ５０の上端よりも長く上方に突出してい
る。なお、防塵ブラシ９３は回転ブラシ５０と同様に、
スケール除去対象となる熱交換用フィン間の隙間よりも
小径とされ、同隙間に容易に挿入できるようになってい
る。

【００６６】ボックス体９１の一つの側面には吸引口９
４が開設され、この吸引口９４には例えば可撓性のホー
ス９５を介してフィルタ付きの吸引装置９６が連結され
ている。

【００６７】スケール除去作業の際には、吸引装置９６
を稼動させながら回転ブラシ５０の回転およびブラシ保
持部８１の移動動作を行い、前記各実施形態で説明した
スケール除去作用を行う。この場合、ブラシ保持部８１
とともにブラシカバー９０ａが移動し、回転ブラシ５０
によるスケール除去対象である熱交換用フィンの隙間部
分に防塵ブラシ９３が差し込まれ、そのスケール除去部
位が周囲から封止状態となる。この状態で吸引作用が行
なわれるので、回転ブラシ５０が回転してスケールが粉
塵となってフィンから剥離される場合、その粉塵は殆ど
ブラシカバー９０ａ内に導入され、ホース９５を介して
吸引装置９６の図示しないフィルタで除去される。

【００６８】したがって、本実施形態によれば、回転ブ
ラシ５０の略全周囲を覆うブラシカバー９０ａ部位によ
って粉塵が殆ど吸引されるため、周囲に飛散することが
なく、スケール除去装置２３の駆動部、摺動部等の各部
へのスケール付着が阻止され、機器の汚れや損傷が防止
できるとともに、作業者に対する作業環境の改善も図れ
る。

【００６９】また、上記構成によると、ブラシカバー９
０ａの内部が透明板９２を介して外部から視取できるの
で、カバー内部の詰まりや回転ブラシ５０の様子等が常
時観察でき、作業の円滑な進行を図るうえでも好ましい
ものとなる。

【００７０】さらに、ブラシカバー９０ａ、透明板９２
等が着脱可能であるから、それらの部材交換や補修等も
容易に行える。

【００７１】なお、ブラシカバー９０ａの形状や装着構
成、透明板９２の数や配置等（例えばブラシカバー９０
−ａの２面以上に配置する等）については、種々変更す
ることができる。

【００７２】さらに、本発明では飛散防止装置として、
回転ブラシ５０以外の部位、例えば摺動部等にもカバー
を設ける等、さらなる応用も種々可能である。

【００７３】他の実施形態 なお、本発明は以上の各実施形態で示した構成に限ら
ず、さらに種々の変更、応用等が可能である。例えば、
基体フレーム２４は、場合によってはエリミネータ支持
枠により兼用してもよい。また、各フレームについて
は、図示の如く四角枠状、あるいは断面角形とする必要
はなく、種々のフレーム構成とすることが可能である。
さらに、本実施形態では、コンパクト性および強度等の
両面から回転機構等についての設定を行ったが、これら
駆動機構の種類は必要に応じて任意に選定することがで
きる。

【００７４】さらに、本発明は上記冷却塔のほか、他の
種々の熱交換器のスケール除去、例えばボイラ用熱交換
フィン等、種々のものに適用することができる。

【００７５】

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、熱交換用フィンのスケール除去作業が人手に依存す
る必要なく、自動的に効率よく行えるようになり、例え
ば建屋の屋上等に設置される冷却塔の清掃あるいは補修
等の際の作業性を従来に比して大幅に改善することがで
きる等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態によるスケール除去装置
を示す概略斜視図。

【図２】前記実施形態における装置構成を一部断面で示
す正面図。

【図３】図２の底面図（Ａ矢視図）。

【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図。

【図５】本発明の他の実施形態によるスケール除去装置
を示す斜視図。

【図６】図５のＣ矢視拡大図。

【図７】図６のＤ−Ｄ線断面図。

【図８】図５の一部（Ｅ部）を拡大して示す分解斜視
図。

【図９】前記実施形態における昇降体およびブラシ構成
のバリエーションを示す図。

【図１０】前記実施形態における昇降体およびブラシ構
成のバリエーションを示す図。

【図１１】前記実施形態における昇降体およびブラシ構
成のバリエーションを示す図。

【図１２】前記実施形態における昇降体およびブラシ構
成のバリエーションを示す図。

【図１３】本発明の第２実施形態によるスケール除去装
置の要部を示す斜視図。

【図１４】前記第２実施形態における装置全体の構成を
一部断面で示す正面図。

【図１５】建屋の地下変電所用冷却設備を示す概略説明
図。

【図１６】密閉型冷却塔の構成を示す系統図。

【符号の説明】

１ 建屋 ２ 変圧器 ３ 水冷式熱交換器 ４ ポンプ ５ 循環水配管 ６ 冷却塔 ７ ケーシング ８ 乾式冷却器 ９ 湿式冷却器 １０ 伝熱管 １１ フィン １２ 伝熱管 １３ フィン １４ 散水ノズル １５ 水槽 １６ ポンプ １７ 散布水配管 １８ 空気取入孔 １９ ファン ２０ 空気排出孔 ２１ エリミネータ ２２ 扉 ２２ａ 開口部 ２３ スケール除去装置 ２４ 基体フレーム ２４ａ 辺部 ２５ 移動フレーム ２６ ガイドレール ２７ 車輪 ２８ ワイヤ式牽引機構 ２９ ｘ軸駆動モータ（ステッピングモータ） ３０，３１ プーリ ３２ ワイヤ ３３ 移動テーブル ３４ ガイド兼駆動機構 ３５，３６ 円柱状ロッド ３７，３８ ブラケット ３９ ラック ４０ ｙ軸駆動モータ（ステッピングモータ） ４１ ピニオン ４２ 昇降体 ４３ ねじ式ジャッキ機構 ４４ ｚ軸駆動モータ（ステッピングモータ） ４５ プーリ ４６ ベルト ４７ プーリ ４８ ねじ ４９ 固定ナット部 ５０ 回転ブラシ ５１ ブラシモータ ５２ 回転軸 ５３ 締付具 ６０ ガイドロッド ６１ ガイドロッド ６２ スライダ ６３ 支持ブロック ６４ 舌片 ６５ 嵌合凹部 ６６ 嵌合凸部 ７２，７３ 駆動側歯車（ベベルギア） ７４ 連結軸 ７５，７６ 従動側歯車（ベベルギア） ７７ 従動軸 ７８ ねじ ７９ 昇降ナット部 ８０ 昇降体本体部 ８１ ブラシ保持部 ８２ 昇降筒体 ８３ 連結具 ９０ 飛散防止装置 ９０ａ ブラシカバー ９１ ボックス体 ９２ 透明板 ９３ 防塵ブラシ ９４ 吸引口 ９５ ホース ９６ 吸引装置

フロントページの続き (72)発明者 坂本 克也 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 橋本 偉生 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 尾部 寛基 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 伊藤 倭夫 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 大谷 健文 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 布川 新也 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 田辺 一寿 神奈川県川崎市幸区堀川町66番２ 東芝エ ンジニアリング株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 扁平枠状の基体フレームと、この基体フ
   レームに略面一な状態で組付けられ、その基体フレーム
   の面上に沿って一方向（ｘ方向）に移動できる移動フレ
   ームと、この移動フレームに取付けられ、前記基体フレ
   ームの面上に沿い、かつ前記移動フレームの移動方向と
   直行する方向（ｙ方向）に沿って移動できる移動テーブ
   ルと、この移動テーブルに搭載され、この移動テーブル
   および前記移動フレームの移動軸（ｘ，ｙ軸）を含む面
   に対して直行する方向（ｚ方向）に移動できる昇降体
   と、この昇降体に支持され、前記移動フレームもしくは
   前記移動テーブルの移動軸（ｘ，ｙ軸）の少なくともい
   ずれかの軸と平行な軸心回りに回転できる回転ブラシと
   を備え、前記回転ブラシの回転方向を、除去すべきスケ
   ールが付着している熱交換用フィンの板面に沿う方向に
   設定して、その回転ブラシを前記熱交換フィンの表面部
   位に配置可能としたことを特徴とする熱交換用フィンの
   スケール除去装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱交換用フィンのスケー
   ル除去装置において、移動フレームは、基体フレームに
   ガイド部材を介して支持され、かつ駆動機構としてワイ
   ヤ式牽引機構を有することを特徴とする熱交換用フィン
   のスケール除去装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の熱交換用フィン
   のスケール除去装置において、移動テーブルは、移動フ
   レームに、ラックアンドピニオン式のガイド兼駆動機構
   によって支持されていることを特徴とする熱交換用フィ
   ンのスケール除去装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３までのいずれかに記載の
   熱交換用フィンのスケール除去装置において、昇降体
   は、移動テーブルに、ねじ式ジャッキ機構によって昇降
   可能とされていることを特徴とする熱交換用フィンのス
   ケール除去装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４までのいずれかに記載の
   熱交換用フィンのスケール除去装置において、基体フレ
   ーム、移動フレームおよび移動テーブルの少なくともい
   ずれかが他に対して着脱可能であることを特徴とする熱
   交換用フィンのスケール除去装置。
6. 【請求項６】 請求項１から５までのいずれかに記載の
   熱交換用フィンのスケール除去装置において、昇降体
   は、移動テーブルの移動方向（ｘ方向）に沿って一定長
   を有し、その移動方向に沿う一端側の先端位置に回転ブ
   ラシが配置されていることを特徴とする熱交換用フィン
   のスケール除去装置。
7. 【請求項７】 請求項１から５までのいずれかに記載の
   熱交換用フィンのスケール除去装置において、昇降体
   は、移動テーブルの移動方向（ｘ方向）に沿って一定長
   を有する昇降体本体部と、この昇降体本体部の前記移動
   方向に沿う一端側および他端側の少なくともいずれかの
   端部から水平面上で略直行する方向に突出するブラシ保
   持部とを有し、これにより平面視で略Ｌ字形、コ字形、
   Ｔ字形もしくはＨ形のいずれかに形成され、この昇降体
   の前記１以上のブラシ保持部の突出方向先端部にそれぞ
   れその突出方向に沿う軸心の周りで回転する回転ブラシ
   が配置されていることを特徴とする熱交換用フィンのス
   ケール除去装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の熱交換用フィンのスケー
   ル除去装置において、昇降体としてＬ字形、コ字形、Ｔ
   字形もしくはＨ形の少なくとも１種以上のものを２体以
   上備え、これらの昇降体が移動テーブルに対して着脱交
   換可能とされていることを特徴とする熱交換用フィンの
   スケール除去装置。
9. 【請求項９】 請求項１記載の熱交換用フィンのスケー
   ル除去装置において、移動フレームは基体フレームに設
   けた移動可能なスライド部材に対して着脱可能に取付け
   られた支持部材と、この支持部材の両端位置に支持され
   た平行な２本のロッドとによって平行四辺形状に構成さ
   れ、前記スライド部材に着脱可能に連結されていること
   を特徴とする熱交換用フィンのスケール除去装置。
10. 【請求項１０】 請求項１から９までのいずれかに記載
    の熱交換用フィンのスケール除去装置において、スケー
    ル除去によって発生する塵埃の飛散を防止する飛散防止
    装置を設けたことを特徴とする熱交換用フィンのスケー
    ル除去装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の熱交換用フィンのス
    ケール除去装置において、飛散防止装置は、回転ブラシ
    の周囲に設けられたブラシカバーと、このブラシカバー
    の内部から塵埃を外部に吸引する装置とを備えたことを
    特徴とする熱交換用フィンのスケール除去装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の熱交換用フィンのス
    ケール除去装置において、ブラシカバーは回転ブラシを
    囲む上端開口のボックス状のものであり、その上端に防
    塵ブラシを有するとともに、少なくとも外周壁の一つの
    面が透明とされていることを特徴とする熱交換用フィン
    のスケール除去装置。
13. 【請求項１３】 請求項１から１２までのいずれかに記
    載の熱交換用フィンのスケール除去装置において、回転
    ブラシは、ステンレス鋼、銅もしくはその合金、または
    ナイロン樹脂により構成されていることを特徴とする熱
    交換用フィンのスケール除去装置。