JP2007178096A - Heat exchanger with cleaning device and its operation method - Google Patents
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本発明は、主に空調装置に用いられる熱交換器に関し、特に、洗浄装置付き熱交換器及びその運転方法に関する。 The present invention relates to a heat exchanger mainly used for an air conditioner, and more particularly to a heat exchanger with a cleaning device and an operation method thereof.
空調装置を構成する熱交換器においては、そのフィンの表面等に塵填が堆積するなどの汚損が進むと、熱交換器(フィン)表面の熱交換効率が低下すると共に、熱交換器を通過する空気量も減少する。このため、熱交換器で所定の熱を交換することができなくなるため、冷房が効き難くなる或いは圧縮機の吐出圧力が高くなるという現象が現れる。これらの事象は、空調装置の消費電力を増加させる、或いは圧縮機の故障要因となるため、回避しなければならない。 In heat exchangers that make up an air conditioner, if contamination such as dust deposits on the surface of the fins progresses, the heat exchange efficiency on the surface of the heat exchanger (fins) decreases and passes through the heat exchanger. The amount of air to be reduced is also reduced. For this reason, since it becomes impossible to exchange predetermined heat with a heat exchanger, the phenomenon that cooling becomes difficult or discharge pressure of a compressor becomes high appears. These events must be avoided because they increase the power consumption of the air conditioner or cause a failure of the compressor.
従来、熱交換器の汚損に基づく不具合を解消する方策は、熱交換器の上流に塵填を捕集するフィルタを備えることと、定期的に熱交換器を洗浄することであった。高圧水で洗浄(高圧洗浄)しても、フィンの変形を防止すると共にフィンを薄肉化できる熱交換器が提案されている(特許文献1)。この熱交換器によれば、熱交換器のフィンの内、高圧洗浄する際に、高圧洗浄水にさらされる部位のフィンに波状の補強を施し、剛性を高めることができる。 Conventionally, the measures for solving the problems due to the fouling of the heat exchanger have been to provide a filter that collects dust upstream of the heat exchanger and to periodically clean the heat exchanger. There has been proposed a heat exchanger that can prevent fin deformation and thin the fin even when washed with high-pressure water (high-pressure washing) (Patent Document 1). According to this heat exchanger, when fins of the heat exchanger are subjected to high-pressure washing, the fins at the portions exposed to the high-pressure washing water can be subjected to wave-like reinforcement to increase the rigidity.
鉄道車両における空調装置の清掃については、一般に、空調装置を車両に搭載した状態で清掃する場合と、空調装置を車両から降ろして実施する場合の2通りがある。そして、空調装置を車体に搭載したまま実施する場合の清掃周期は1年から2年であり、空調装置を車体から降ろして情婦する場合の清掃周期は約8年である。いずれの場合も、熱交換器の清掃のみが主目的でなく、空調装置を構成する電気品の性能劣化の調査及び送風機の軸受の交換作業等も併せて実施される。 As for cleaning of an air conditioner in a railway vehicle, there are generally two ways of cleaning when the air conditioner is mounted on the vehicle and when the air conditioner is lowered from the vehicle. The cleaning cycle when the air conditioner is mounted on the vehicle body is 1 to 2 years, and the cleaning cycle when the air conditioner is lowered from the vehicle body and a mistress is about 8 years. In any case, not only the cleaning of the heat exchanger is the main purpose, but also the performance deterioration investigation of the electrical components constituting the air conditioner and the replacement work of the bearings of the blower are performed together.
空調装置を車体に搭載した状態で実施する清掃方法(内容)について記す。車両の屋根上に搭載された空調装置の熱交換器を清掃する場合、屋根に上がった清掃員が、まず、空調装置筐体のカバーを外す。その後、熱交換器及びその周囲を、刷毛で大まかに清掃し、集めた塵填を掃除機で吸い取っている。 The cleaning method (contents) performed with the air conditioner mounted on the vehicle body will be described. When cleaning the heat exchanger of the air conditioner mounted on the roof of the vehicle, the cleaner who has gone up to the roof first removes the cover of the air conditioner housing. Thereafter, the heat exchanger and its surroundings are roughly cleaned with a brush, and the collected dust is sucked out by a vacuum cleaner.
車体から降ろした空調装置を清掃する場合には、空調装置を構成する電気品(送風機等)をその筐体から分離した後、筐体と熱交換器(冷凍サイクル)のみとなった装置を、洗剤・温水噴霧装置、高圧洗浄設備等を備えた洗浄施設で清掃する。 When cleaning the air conditioner that has been lowered from the vehicle body, after separating the electrical components (such as the blower) that make up the air conditioner from the housing, the device that has only the housing and the heat exchanger (refrigeration cycle) Clean in a washing facility equipped with detergent / hot water spraying equipment, high-pressure washing equipment, etc.
いずれの場合も、清掃周期が長いため、熱交換器の汚損の程度は激しい。そして、熱交換器を清掃するまでに、カバーを外す等の作業が発生するため、保守(熱交換器の清掃)をしやすい構造とは言えず、保守費用が大きくなる傾向がある。また、清掃周期が長いため、熱交換器は汚損に起因する性能劣化を見込んで少し大きめに作る必要がある。
このため、熱交換器を簡便に、多頻度で清掃することができれば、熱交換器の汚損の程度も小さいため、少ない労力で清掃することができる。また、熱交換器の汚損が進行しないことが前提となるため、汚損に起因する性能劣化を見込んで大きくする必要がなくなる。さらに、熱交換器の汚損に起因する圧縮機の故障や、冷房効果不良を回避できるため、信頼性を高めると同時に乗客へのサービスの低下を回避できる。 For this reason, if the heat exchanger can be easily and frequently cleaned, the degree of contamination of the heat exchanger is small, so that the heat exchanger can be cleaned with little effort. Further, since it is assumed that the heat exchanger does not proceed with contamination, it is not necessary to increase the size in anticipation of performance degradation due to the contamination. Furthermore, since it is possible to avoid the failure of the compressor and the poor cooling effect due to the contamination of the heat exchanger, it is possible to improve the reliability and avoid the decrease in service to the passengers.
本発明の目的は、上記した従来技術が持つ問題点の認識に立って、熱交換器の汚損の進行を食い止めると共に、熱交換器を簡便に清掃することを可能にする洗浄装置付き熱交換器(熱交換器洗浄装置)及びその運転方法を提供することにある。 The object of the present invention is to recognize the problems of the prior art described above and to prevent the heat exchanger from fouling and to easily clean the heat exchanger. (Heat exchanger cleaning device) and its operation method.
上記目的は、この発明による洗浄装置付き熱交換器によれば、洗浄物質を熱交換器に対して噴出する洗浄装置が前記熱交換器に付設されており、前記洗浄装置は、前記熱交換器に沿って配置された配管を備え、前記配管に洗浄物質を噴出する複数の開口が形成されていることにより達成できる。 According to the heat exchanger with a cleaning device according to the present invention, a cleaning device that jets a cleaning substance to the heat exchanger is attached to the heat exchanger, and the cleaning device includes the heat exchanger. This can be achieved by providing a plurality of openings through which the cleaning substance is ejected.
ここで、洗浄作用のある物質とは、洗剤、洗浄水、お湯、空気等を示す。そして、複数の穴を有し、洗浄性の奉る物質を熱交換器に対して噴出できる洗浄装置とは、例えば、パイプのような中空の部材を組み合わせ、その中空部に洗浄性のある物質を圧送できる装置である。そして、この装置は、この中空部に設けた穴から洗浄性のある物質を熱交換器にむけて噴出し、熱交換器を洗浄することができる。 Here, the substance having a cleaning action indicates a detergent, cleaning water, hot water, air or the like. A cleaning device having a plurality of holes and capable of ejecting a cleansing substance to a heat exchanger is, for example, a combination of a hollow member such as a pipe and a cleansing substance in the hollow part. It is a device that can be pumped. And this apparatus can wash | clean a heat exchanger by injecting a substance with a washability from the hole provided in this hollow part toward a heat exchanger.
また、前記熱交換器は、管板と、前記管板に支持され且つ作動流体が流れるパイプと、前記管板に並列に配置され且つ前記パイプと熱伝達可能に結合したフィンとを備えており、前記洗浄装置は、前記管板に取り付けられることにより、前記熱交換器に付設することができる。即ち、洗浄装置については、熱交換器のパイプを固定する管板に取り付けることで、熱交換機器に備えることができる。 The heat exchanger includes a tube plate, a pipe that is supported by the tube plate and through which a working fluid flows, and a fin that is arranged in parallel to the tube plate and is coupled to the pipe so as to be able to transfer heat. The cleaning device can be attached to the heat exchanger by being attached to the tube plate. That is, about a washing | cleaning apparatus, it can prepare for a heat exchange apparatus by attaching to the tube board which fixes the pipe of a heat exchanger.
また、前記熱交換器の前記管板と、前記洗浄装置の前記配管を設置する管板とは、同一の部材であってもよく、別部材であってもよい。また、洗浄装置は、熱交換機器のパイプに堆積した塵埃等の堆積物の剥離の観点から、前記熱交換器に対して熱交換器用空気の流れ方向下流側に設置することが好ましい。更に、前記洗浄装置を構成する前記配管の一部を、前記洗浄物質を投入する投入口とすることができる。 Moreover, the same member may be sufficient as the said tube plate of the said heat exchanger, and the tube plate which installs the said piping of the said washing | cleaning apparatus, and another member may be sufficient as it. Moreover, it is preferable that a washing | cleaning apparatus is installed in the flow direction downstream of the heat exchanger air with respect to the said heat exchanger from a viewpoint of peeling of deposits, such as dust deposited on the pipe of the heat exchange apparatus. Furthermore, a part of the piping constituting the cleaning device can be used as an inlet for supplying the cleaning substance.
上記洗浄装置付き熱交換器において、前記洗浄装置は、前記洗浄物質として、発泡性のある洗剤を噴出し、次に洗浄水またはお湯、次に、空気を噴出するという順序で運転することができる。この運転方法によれば、洗剤で汚れを落として、洗浄水又はお湯で洗い流し、更に噴出する空気で乾燥させることができる。 In the heat exchanger with a cleaning device, the cleaning device can be operated in the order of ejecting foaming detergent as the cleaning substance, then cleaning water or hot water, and then air. . According to this operation method, it is possible to remove dirt with a detergent, wash it off with washing water or hot water, and further dry it with blown air.
本発明による洗浄装置付き熱交換器によれば、清掃しにくい熱交換器を容易に清掃することができるため、熱交換器の汚損の進行を食い止めることができる。そして、熱交換器を簡単に清掃できるので、保守コストを削減できる。 According to the heat exchanger with a cleaning device according to the present invention, it is possible to easily clean a heat exchanger that is difficult to clean, and therefore, it is possible to prevent the heat exchanger from becoming dirty. And since a heat exchanger can be cleaned easily, a maintenance cost can be reduced.
以下、本発明による洗浄装置付き熱交換器の一実施例を図1〜図5を参照して説明する。図1〜図3に、本発明による洗浄装置付きの熱交換器の一例を示す。一般的に、熱交換器は、冷媒が流れるパイプ10とパイプ10の端部を連結し、連続した冷媒流路を構成するためのUベンド15、空気の接触面積を拡大するためのフィン20、及び両端側の管板30,30から構成される。複数枚のフィン20は管板30,30の間で並列に配置されており、貫通する多数のパイプ10との間で熱が伝達されるように各パイプ10と結合されている。熱交換器は、銅製のパイプ10内に若干大径の棒を挿入してパイプ10を拡管することにより、パイプ10とフィン20及び管板30が機械的に結合され、一体の熱交換器を構成する。実際の熱交換器では、隣接するフィン20同士の間隔は数mmであるが、図1〜図3では発明の内容を解りやすくするために、フィン20とフィン20の間隔を大きく示してある。また、熱交換器を構成するパイプ10及びUベンド15についても一部省略した。
Hereinafter, an embodiment of a heat exchanger with a cleaning device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 show an example of a heat exchanger with a cleaning device according to the present invention. In general, the heat exchanger connects the
図1に、熱交換器の近傍に、パイプ(中空部を有す部材)から構成される洗浄装置40が併設されている様子を示す。図2は、図1で示した洗浄装置付き熱交換器を背面からみた図である。そして、図3は、図2で示した洗浄装置付き熱交換器の一部を拡大した図である。図2及び図3に示すように、洗浄装置40の熱交換器に面する部位には、無数の開口45(孔:図3)が設けてある。そして、洗浄装置40の一部である洗浄性の物質を投入する口48から、例えば空気を導入すれば、開口45から空気が熱交換器を構成するパイプ10及びフィン20に向けて噴出し、フィン20の表面に堆積した塵填を吹き飛ばすことによって除去する。
FIG. 1 shows a state in which a
また、熱交換器が激しく汚損している場合、洗浄装置の運転方法として、洗浄性の物質を投入する口48に、例えば発砲性のある洗剤、洗浄水又はお湯、空気の順番に投入すれば、洗剤で汚れを落として、洗浄水又はお湯で洗い流し、更に噴出する空気で乾燥させることができるので、熱交換器をより効果的に洗浄することができる。
In addition, when the heat exchanger is severely fouled, as a method of operating the cleaning device, for example, a detergent with a foaming property, cleaning water or hot water, and air may be input in this order into the
さらに、図2に示すように、熱交換器を通過する空気が矢印100の向きに流れる場合、熱交換器に堆積する塵填及びごみ等はフィン20の上流側に堆積する。同じ上流側から空気等の噴流を吹き付けても、元来、空気流れに抵抗が少なくなるように堆積した塵填及びごみ等はフィン20から剥がれ難い。洗浄装置40を熱交換器の下流に備え、洗浄装置40を構成するパイプに形成されている開口45から噴出される空気等を、空気の流れ100に対して反対向きに噴出すれば、重なるようにフィン20に堆積した(引っ掛った)ごみ及び塵填等は、噴流によって掻き起こされるようになるので、容易に取り除くことができる。
Further, as shown in FIG. 2, when the air passing through the heat exchanger flows in the direction of the
上記実施例では、洗浄装置40は開口45を空気流れの下流側から上両側に向けて洗浄液を噴出しているが、上流側から、下流側に向けて噴出してもよい。
In the above embodiment, the
図4及び図5に、本発明の他の実施例を示す。図4及び図5は、洗浄装置40を独立した管板60で保持し、この管板60を管板30に固定して、洗浄装置付き熱交換器を構成する例である。これは、洗浄装置付き熱交換器を製作する場合、洗浄装置40を固定する管板60と熱交換器を構成するパイプ10及びフィン20を固定する管板30を共通にしないほうが得策である場合に適用する。また、図4及び図5に示した方式は、既設した熱交換器に洗浄装置40を固定する場合にも有効である。
4 and 5 show another embodiment of the present invention. 4 and 5 show an example in which the
10:パイプ、15:Uベンド、20:フィン、30:管板、40:洗浄装置、45:洗浄装置の開口(孔)、48:洗浄性物質の投入口、50:パイプとフィンの集合体、60:洗浄装置を固定する板、100:通風方向を示す矢印 10: pipe, 15: U bend, 20: fin, 30: tube plate, 40: cleaning device, 45: opening (hole) of cleaning device, 48: inlet for cleaning material, 50: aggregate of pipe and fin , 60: plate for fixing the cleaning device, 100: arrow indicating the ventilation direction
Claims (6)
前記洗浄装置は、前記熱交換器に沿って配置された配管を備え、前記配管に洗浄物質を噴出する複数の開口が形成されていること、
を特徴とする洗浄装置付き熱交換器。 A cleaning device for jetting the cleaning substance to the heat exchanger is attached to the heat exchanger,
The cleaning device includes a pipe disposed along the heat exchanger, and a plurality of openings for ejecting a cleaning substance are formed in the pipe.
A heat exchanger with a cleaning device.
前記熱交換器は、管板と、前記管板に支持され且つ作動流体が流れるパイプと、前記管板に並列に配置され且つ前記パイプと熱伝達可能に結合したフィンとを備えており、
前記洗浄装置は、前記管板に取り付けられることにより、前記熱交換器に付設されること、
を特徴とする洗浄装置付き熱交換器。 In the heat exchanger with a cleaning device according to claim 1,
The heat exchanger includes a tube plate, a pipe that is supported by the tube plate and through which a working fluid flows, and a fin that is arranged in parallel to the tube plate and is coupled to the pipe so as to be able to transfer heat,
The cleaning device is attached to the heat exchanger by being attached to the tube plate;
A heat exchanger with a cleaning device.
前記熱交換器の前記管板と、前記洗浄装置の前記配管を設置する管板とは、同一の部材であること、
を特徴とする洗浄装置付き熱交換器。 In the heat exchanger with a cleaning device according to claim 2,
The tube plate of the heat exchanger and the tube plate on which the piping of the cleaning device is installed are the same member,
A heat exchanger with a cleaning device.
前記熱交換器の前記管板と、前記洗浄装置の前記配管を設置する管板とは、別部材であり、
前記洗浄装置の前記管板は、前記熱交換器の前記管板に対して熱交換器用空気の流れ方向下流側に設置されていること、
を特徴とする洗浄装置付き熱交換器。 In the heat exchanger with a cleaning device according to claim 2,
The tube plate of the heat exchanger and the tube plate on which the piping of the cleaning device is installed are separate members,
The tube plate of the cleaning device is installed on the downstream side in the flow direction of the heat exchanger air with respect to the tube plate of the heat exchanger;
A heat exchanger with a cleaning device.
前記洗浄装置を構成する前記配管の一部が、前記洗浄物質を投入する投入口とされていること、
を特徴とする洗浄装置付き熱交換器。 In the heat exchanger with a washing | cleaning apparatus of any one of Claims 1-4,
A part of the piping constituting the cleaning device is an input port for supplying the cleaning substance;
A heat exchanger with a cleaning device.
前記洗浄装置は、前記洗浄物質として、発泡性のある洗剤を噴出し、次に洗浄水またはお湯、次に、空気を噴出すること、
を特徴とする洗浄装置付き熱交換器の運転方法。 In the heat exchanger with a washing | cleaning apparatus of any one of Claims 1-4,
The cleaning device spouts foaming detergent as the cleaning substance, and then sprays cleaning water or hot water, and then air.
A method of operating a heat exchanger with a cleaning device.
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