JP2010032118A - Tube cleaning device and heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はチューブ洗浄装置及び熱交換器に関し、特に接着剤等の材料を用いて仮止めしなくても簡単に取り付けることができるチューブ洗浄装置及びこのチューブ洗浄装置を備える熱交換器に関する。 The present invention relates to a tube cleaning device and a heat exchanger, and more particularly, to a tube cleaning device that can be easily attached without temporarily using a material such as an adhesive and a heat exchanger provided with the tube cleaning device.
異物やスケール成分を含む流体を内部に流すチューブを有する熱交換器の、チューブ内を洗浄する洗浄装置として、ブラシやスポンジボール等の掃除材を収納する収納器をチューブの両端に設け、チューブ内を流れる流体の動力を利用してチューブ内に掃除材を通過させてチューブ内を掃除するチューブ掃除装置がある。このようなチューブ掃除装置が取り付けられる熱交換器は、熱交換器のチューブ内に連通する水室と、チューブ内の流体と熱交換するチューブの外側の流体とを管板で隔てている。チューブは、管板に拡管等の方法で取り付けられている。チューブ掃除装置を熱交換器に取り付ける際、収納器の管板接触面を外側に向けて縁曲げして収納器の曲げ部を形成し、この曲げ部を、収納器を保持する保持板と管板とで挟み込んで保持することにより、取り外し自由で流体の流れが減少されることなく、エロージョンの発生もなくしたものがある(例えば特許文献1参照。)。
しかしながら、上記のチューブ掃除装置は、単に収納器の曲げ部を保持板と管板とで挟み込んで保持するものであるため、保持板を管板に取り付けるまでの間に収納器が保持板から落下することがあり、接着剤などで保持板に仮止めしてから取り付けるなどの措置が必要であった。 However, since the tube cleaning device described above simply holds the bent portion of the container between the holding plate and the tube plate, the container drops from the holding plate until the holding plate is attached to the tube plate. Therefore, it was necessary to take a measure such as temporarily attaching to the holding plate with an adhesive or the like.
本発明は上述の課題に鑑み、接着剤等の材料を用いて仮止めしなくても簡単に取り付けることができるチューブ洗浄装置及びこのチューブ洗浄装置を備える熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a tube cleaning device that can be easily attached without temporarily fixing using a material such as an adhesive, and a heat exchanger provided with the tube cleaning device. .
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様に係るチューブ洗浄装置は、例えば図1に示すように、第1の流体F1を内部に流すチューブ2と、複数のチューブ2を収容する胴体5と、複数のチューブ2の内部と連通する第1の流体室4を胴体5の隣に形成する第1の流体室形成筒6と、胴体5と第1の流体室形成筒6との間に設けられてチューブ2の端部2eを支持する管板3と、を有する熱交換器1の第1の流体室4内に設けられるチューブ洗浄装置10であって;チューブ2の内面に付着した異物を除去する掃除材9と;掃除材9を収納する筒状の収納器8と;収納器8を管板3に取り付ける板状の保持板7であって、管板3に取り付けられたときにチューブ2の開口に対応する貫通孔7hが、厚さ方向で大きさが異なる胴体5側の大径部7bと大径部7bよりも小さい第1の流体室形成筒6側の小径部7sとして形成された保持板7とを備え;収納器8が、前記筒状を形成する側壁8s(例えば図3(a)参照)を有し、側壁8s(例えば図3(a)参照)に保持板7の小径部7sと嵌合する窪み8dが形成されている。
In order to achieve the above object, a tube cleaning apparatus according to a first aspect of the present invention accommodates a
このように構成すると、収納器が側壁に保持板の小径部と嵌合する窪みが形成されているので、収納器の窪みを保持板の小径部に嵌合することができ、接着剤等の材料を用いて仮止めしなくても収納器が保持板から落下することがなくなり、チューブ洗浄装置を熱交換器に簡単に取り付けることができる。 If comprised in this way, since the hollow which the storage device fits with the small diameter part of a holding plate is formed in the side wall, the hollow of a storage device can be fitted to the small diameter part of a holding plate, and adhesives etc. Even if the material is not temporarily fixed, the container does not fall from the holding plate, and the tube cleaning device can be easily attached to the heat exchanger.
また、本発明の第2の態様に係るチューブ洗浄装置は、例えば図3及び図1に示すように、上記本発明の第1の態様に係るチューブ洗浄装置10において、収納器8が、管板3に取り付けられる端部に、外径が、大径部7bよりも小さく小径部7sよりも大きく、かつ、隣接する部分の側壁8sの外径よりも大きい拡大端部8eが形成され、側壁8sに、第1の流体F1を通す流通孔8hが、前記筒状の軸方向に延びる第1の流通孔8haと第2の流通孔8hbとの間に前記筒状の軸方向に延びる側面柱8cが存在するように形成され、側面柱8cに突起8pが形成され、拡大端部8eと突起8pとの間が窪み8dとして形成されると共に、側面柱8cが弾性変形するように構成されている。
Moreover, as shown in FIG.3 and FIG.1, for example, in the tube washing |
このように構成すると、拡大端部と突起との間が窪みとして形成されると共に側面柱が弾性変形するように構成されているので、収納器の保持板への嵌合を円滑に行うことができる。 If comprised in this way, since it is comprised so that a side pillar may be elastically deformed while it is formed as a hollow between an enlarged end part and a projection, fitting to a maintenance board of a container can be performed smoothly. it can.
また、本発明の第3の態様に係る熱交換器は、例えば図1及び図2に示すように、第1の流体F1を内部に流すチューブ2と;複数のチューブ2を収容し、第2の流体F2をチューブ2の外面との間に流す胴体5と;複数のチューブ2の内部と連通する第1の流体室4を胴体5の隣に形成する第1の流体室形成筒6と;胴体5の内部と第1の流体室4とを区画するように設けられ、チューブ2の端部2eを支持する管板3と;第1の流体室4に設置された上記本発明の第1の態様又は第2の態様に係るチューブ洗浄装置10とを備える。
Moreover, the heat exchanger which concerns on the 3rd aspect of this invention, as shown, for example in FIG.1 and FIG.2, accommodates the
このように構成すると、接着剤等の材料を用いて仮止めしなくても収納器が保持板から落下することがないチューブ洗浄装置を備えることとなり、チューブ洗浄装置の付け外しが簡単に行うことができる熱交換器となる。 If comprised in this way, it will be equipped with the tube cleaning device which a container does not fall from a holding plate even if it does not temporarily fix using materials, such as adhesives, and attachment and detachment of a tube cleaning device can be performed easily. It becomes a heat exchanger that can
本発明によれば、収納器が側壁に保持板の小径部と嵌合する窪みが形成されているので、収納器の窪みを保持板の小径部に嵌合することができ、接着剤等の材料を用いて仮止めしなくても収納器が保持板から落下することがなくなり、チューブ洗浄装置を熱交換器に簡単に取り付けることができる。 According to the present invention, since the recess is formed on the side wall so as to fit the small diameter portion of the holding plate, the recess of the storage device can be fitted to the small diameter portion of the holding plate. Even if the material is not temporarily fixed, the container does not fall from the holding plate, and the tube cleaning device can be easily attached to the heat exchanger.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar members are denoted by the same or similar reference numerals, and redundant description is omitted.
図1及び図2を主に参照して、本発明の第1の実施の形態に係るチューブ洗浄装置10及び本発明の第2の実施の形態に係る熱交換器1を説明する。図1は、チューブ洗浄装置10を備える熱交換器1の部分縦断面図である。図2は、熱交換器1回りの概略構成図である。チューブ洗浄装置10は、チューブ2の内壁を洗浄する掃除材9と、掃除材9を収納する収納器8と、収納器8を熱交換器1の管板3に取り付ける保持板7とを備えている。他方、熱交換器1は、チューブ2と、チューブ2を収容する胴体5と、第1の流体室形成筒6と、胴体5と第1の流体室形成筒6とを隔てる管板3と、上述のチューブ洗浄装置10とを備えている。ここで、チューブ洗浄装置10の詳細を説明するのに先立って、熱交換器1の概要を説明する。
With reference mainly to FIG.1 and FIG.2, the
図2を主に参照し、図1も併せて参照して、熱交換器1の概要を説明する。熱交換器1は、典型的には、冷凍機やヒートポンプの構成部材である蒸発器や凝縮器に用いられる多管式熱交換器(シェルアンドチューブ型熱交換器)である。チューブ2は、第1の流体としての冷水あるいは冷却水(以下、本実施の形態では第1の流体が冷水F1であるとして説明する。)を内部に流す部材である。熱交換器1は複数のチューブ2を有しており、複数のチューブ2は胴体5に収容されている。胴体5は、筒状に形成された部材であり、その軸直角方向断面は、典型的には円形であるが、楕円形や、四角形を含む多角形であってもよい。胴体5の両端には管板3が設けられている。管板3は、胴体5の両端を塞ぐと共に、複数のチューブ2の端部2e(図1参照)を支持している。各チューブ2の端部2eは、胴体5の外側で開口しており、チューブ2の内部と胴体5の内部とは互いに連通しないようになっている。チューブ2の管板3への取り付けは、管板3にあらかじめ形成されたチューブ取付孔にチューブ2を挿通し、挿通部分のチューブ2の先端2eを拡げることにより、チューブ2を管板3に緊密に嵌合させるようにして気密及び耐圧を確保している。チューブ2の先端2eは、管板3よりも反胴体5側にわずかに突出している。胴体5の内部には第2の流体としての冷媒F2が流れ、チューブ2内の冷水F1と冷媒F2との間で熱交換が行われるように構成されている。胴体5には、冷媒F2を導入する導入管5pAと、冷媒F2を導出する導出管5pBとが設けられている。
The outline of the
胴体5の両端には、それぞれ管板3を挟んで第1の流体室形成筒としての水室形成筒6が設けられている。水室形成筒6は、典型的には胴体5と同様の断面形状を有している。水室形成筒6は、その内部に、第1の流体室としての水室4(図1参照)を形成する。水室4は、各チューブ2の内部と連通している。水室形成筒6の、管板3とは反対側の両端部には、蓋6fA、6fBがそれぞれ取り外し可能に取り付けられている。蓋6fA、6fBを取り外すことで両水室4にアクセスできるため、両水室4には比較的アクセスしやすい構成となっている。したがって、本実施の形態では、水室4と連通するチューブ2内には外部からの異物(スケール成分を含む)が混入する可能性のある冷水F1を流し、チューブ2外側の胴体5内には外部からの異物混入のない冷媒F2を流すこととしている。一方の蓋6fAには、冷水F1を水室4に対して導出入する短管6sAが取り付けられている。他方の蓋6fBには、冷水F1を水室4に対して導出入する短管6sBが取り付けられている。なお、短管6sA、6sBは、水室形成筒6に取り付けられていてもよい。
Water
短管6sAには、配管12が接続されている。配管12には、冷水F1を熱交換器1に向けて圧送する冷水ポンプ21と、配管12の流路を遮断する二方弁22が配設されている。二方弁22は、冷水ポンプ21の吐出側に配設されている。他方、短管6sBには、水室4に対して冷水F1を導出入する配管13が接続されている。配管13には、配管の13の流路を遮断する二方弁23が配設されている。冷水ポンプ21と二方弁22との間の配管12と、二方弁23と短管6sBとの間の配管13とは、配管15を介して連通している。配管15には、配管の15の流路を遮断する二方弁25が配設されている。二方弁22と短管6sAとの間の配管12と、二方弁23よりも下流側の配管13とは、配管16を介して連通している。配管16には、配管の16の流路を遮断する二方弁26が配設されている。
A
次に図1を主に参照し、図2も併せて参照して、チューブ洗浄装置10の詳細を説明する。掃除材9は、冷水F1の圧力を受ける受圧部9aと、チューブ2の内面に付着した異物を除去するための除去部材としての洗浄ブラシ9bとを有している。受圧部9aは、円錐形を呈しており、円錐形の底面部分が冷水F1の流れを受け止めて、掃除材9の推進力を得ることができるように構成されている。受圧部9aの円錐形の底面の直径は、胴体5内部のチューブ2(拡張部分以外のチューブ2)の内径よりもわずかに小さくなっている(典型的には、チューブ2内における掃除材9の移動を阻害しない範囲で冷水F1を受ける面積をできるだけ大きくした大きさ)。1つの掃除材9は2つの受圧部9aを有している。2つの受圧部9aは、円錐形の底面が対向するように配置され、軸棒9cの両端に取り付けられている。受圧部9aは、円錐形の底面を省略して、円錐の母線が形成する面の内側で冷水F1の流れを受け止めるようにしてもよい。洗浄ブラシ9bは、合成樹脂等で形成された毛材が、軸棒9cから外側に放射状に伸びるように、また、外側に現れる毛材が密になるように、軸棒9cに取り付けられている。洗浄ブラシ9bは、両受圧部9aの間に設けられている。洗浄ブラシ9bは、典型的には、軸直角断面の外径がチューブ2の内径よりも大きくなっている。このようにして、洗浄ブラシ9bは実質的にチューブ2の内面の全周に接触するように構成されている。実質的にチューブ2の内面の全周に接触するとは、微視的に見れば毛材と毛材との間に隙間が存在する場合であっても、チューブ2の内面の各部分が同様の割合で毛材に接触している状態である。上記の掃除材9は、冷水F1の流れの下流側の収納器8に収納される。なお、洗浄ブラシ9bの軸直角断面の外径がチューブ2の内径より若干小さい場合(例えば、チューブ2の内径が17.8mmに対し、洗浄ブラシ9bの外径が17.5mm)でも、洗浄ブラシ9bは、チューブ2の内面の少なくとも一部には接触し、またチューブ2内を旋回しながら移動すると推察されるため、洗浄効果は発揮される。
Next, the
ここで図3を併せて参照して、収納器8の詳細な構成を説明する。図3は収納器8の構成を示す図であり、(a)は斜視図、(b)は軸平行方向断面図である。収納器8は、基本形状が筒状に形成されており、本実施の形態では円筒形となっている。この円筒形の部分を側壁8sということとする。なお、基本形状が円筒形状であるゆえ、実際の形状は円筒状から変形が加えられている。収納器8の円筒状の側壁8sの一方の端部は塞がれた端面8fとなっており、反対側の端部は管板3(図1参照)に接続される拡大端部8eを介して開口8aとなっている。端面8fは、中心に掃除材9(図1参照)の一部である受圧部9aの頂部が嵌る中心孔8fcが形成されており、中心孔8fcの周囲に冷水F1(図1参照)の通過が可能な通過孔8fhが形成されている。中心孔8fcは、典型的には、受圧部9aの頂部が嵌ったときに、洗浄ブラシ9bのチューブ2側の先端底部が収納器8の内面底部に突っ張るだけとなり、洗浄ブラシ9bの軸方向中間部及び端面8f側は収納器8に接触しない位置及び大きさに形成されている。端面8f側の側壁8sの内径は、洗浄ブラシ9bの外径よりもやや大きく、典型的には1〜2mm程度大きく形成されている。側壁8sの開口8a側の端部に隣接して、この隣接する部分の側壁8sよりも外径及び内径共に一回り大きい拡大端部8eが形成されている。拡大端部8eは、これに続く側壁8sとの境に段差が形成されている。拡大端部8eの内径は、管板3(図1参照)に取り付けられたチューブ2(図1参照)の拡げられた部分2eの外径よりも大きく形成されている。また、拡大端部8eの内側の深さ(一段広がった部分の軸方向の長さ)は、管板3からチューブ2が突出した長さよりも長く形成されている。拡大端部8eに隣接する側壁8sの内径は、チューブ2の内径よりもわずかに大きく、典型的には1〜2mm程度大きく形成されている。このように、拡大端部8eに隣接する側壁8sの内径とチューブ2の内径との差を小さくすることで、両者間の段差を小さくして掃除材9(図1参照)のスムーズな移動を可能にしている。
Here, the detailed configuration of the
側壁8sは、円筒状の軸方向中間部分が膨らんだ外観形状を呈している。換言すれば、側壁8sは、円筒状の軸直角方向の断面における周長が、軸方向に進むにつれて徐々に長くなった後、最大周長となる部分を過ぎると徐々に短くなるように形成されている。このように形成された側壁8sの輪郭線は、円筒状の軸を含む断面において、ゆるやかな円弧状になっている。このように、円筒状の軸方向中間部分が膨らんで形成されていると、掃除材9(図1参照)が収納器8に収納されたときに洗浄ブラシ9bの全長すべてが収納器8に接触することがなく、例えば洗浄ブラシ9b両端だけが収納器8に接触することとなり、掃除材9が冷水F1の流れを受けて動き出す際の掃除材9と収納器8との摩擦力が小さくなって、冷水F1の流速が比較的小さくても掃除材9を動かすことができる。さらに、受圧部9aの頂部が中心孔8fcに嵌って洗浄ブラシ9bの一端だけが収納器8に接触することとなる場合は、さらに掃除材9と収納器8との摩擦力が小さくなって、冷水F1の流速がさらに小さくても掃除材9を動かすことができる。また、側壁8sの長さ(端面8fの内側面から拡大端部8eとの境界の段差までの距離)は、冷水F1の流れ抵抗の増大を抑制する観点からは長くする方がよく、掃除材9がチューブ2内に入りやすくする観点からは短くする方がよいところ、2つの受圧部9aの円錐底面間の距離の1.7〜2.5倍程度とするとよい。また、側壁8sの円筒状の軸方向中間部が膨らんだ形状であると、掃除材9が端面8fに押しつけられた状態でチューブ2側の受圧部9aの先端がわずかながら下向きに傾いた状態になり、洗浄ブラシ9bが冷水F1の流れの動圧を受けやすくなる。また、収納器8がチューブ2の方向にすぼまっているので、掃除材9は、一旦動き出すとチューブ2内に導入されやすい。
The
側壁8sには、冷水F1が収納器8の内側と外側とを往来することができるようにする流通孔8hが形成されている。流通孔8hは、典型的には、拡大端部8eよりも端面8f側で、円筒状の軸方向に長い矩形状に形成されている。側壁8sの端面8f側の端部は、全周にわたり流通孔8hが形成されていない部分があってもよい。流通孔8hは、第1の流通孔8haと第2の流通孔8hbとの間に、円筒状の軸方向に延びる柱状の部材である側面柱8cが残るように形成されている。典型的には、側面柱8cが3本又は4本存在するように流通孔8hが形成される。流通孔8hの観点から換言すれば、側壁8sには、少なくとも3個の、好ましくは4個の流通孔8hが、好ましくは側壁8sに対して均等な配置で形成されている。なお、上述の「円筒状の軸直角方向の断面における周長」は、流通孔8hが形成されている場合であっても、流通孔8hが形成されていないとした場合の仮想周長をいう。流通孔8hの大きさは、掃除材9(図1参照)が脱落することがない大きさであると共に、以下の事項も考慮して決定される。
The
図4は、掃除材9が移動する際のチューブ2内の冷水F1の最小流速と、チューブ2の長さとの関係を示すグラフである。図中、実線Stは、チューブ2内を移動している掃除材9の移動を確実に継続させるためのチューブ2内における冷水F1の最小流速を表している。図から分かるように、チューブ2の長さが長くなるほど小さな流速で掃除材9の移動を継続することができる。これは、チューブ2が長くなるとチューブ2での掃除材9の前後の差圧が大きくなり、冷水F1の流速が遅くても移動を継続することができるためである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the minimum flow rate of the cold water F1 in the
他方、図4中、破線で示したものは、収納器8に静止した状態で収納されている掃除材9のすべてが動く冷水F1の流量をチューブ2内の流速に換算し、収納器脱出最小流速として示したもので、破線Waが本実施の形態のように収納器8の円筒状の軸方向中間部分が膨らんで形成されているものの場合、破線Wbが従来のように収納器8に膨らみがなく掃除材9が移動する際に実質的に洗浄ブラシ9bの底部全長が収納器8に接触するものの場合を示したものである。なお、破線Waは、収納器8中間部分の膨らんだ部分の最大内径が、収納器8の側壁8s端部の最小内径の115%の場合のデータである。本発明者の知見によれば、最大内径が最小内径の105%となると効果が大きくなり、110%以上で変化がゆるやかになり、120%を超えるとほぼ変化がなくなるので、最大内径は最小内径の105%以上120%以下、好ましくは110%〜115%とするとよい。図から分かるように、破線Waの場合(本実施の形態の場合)は、チューブ2の長さがほぼ11m以下で実線Stが示す最小流速以上の流速とすれば、すべての掃除材9に対して動き始めからチューブ2の移動を完結させることができる。これに対し、破線Wbの場合(従来の場合)は、チューブ2の長さが5m以下の場合は実線Stが示す最小流速以上の流速とすれば、すべての掃除材9について動き始めからチューブ2の移動を完結させることができるが、チューブ2の長さが5mを超えると実線Stが示す最小流速以上の流速であっても破線Wbの流速未満であると収納器8から動き出さない掃除材9が現れることとなるため、チューブ2の長さが5mを超える場合は破線Wbが示す流速以上の流速を維持することとなる。以上より、破線Waの場合(本実施の形態の場合)の方が、チューブ2の長さが長くなった場合に小さな流速ですべての掃除材9を移動させることができる。
On the other hand, what is indicated by a broken line in FIG. 4 is that the flow rate of the cold water F1 in which all of the
再び図3及び図1、図2に戻って収納器8の説明を続ける。側面柱8cには、拡大端部8eの近傍に突起8pが形成されている。突起8pは、拡大端部8e側に段差が形成されており、端面8f側は段差なく拡大端部8e側に向かってなめらかに隆起している。このように形成された拡大端部8eと突起8pとの間は、両側に段差が形成された窪み8dが形成されるようになる。窪み8dは、後述するように、保持板7(図1参照)の一部に嵌合されることにより、チューブ洗浄装置10(図1参照)の管板3(図1参照)への取り付けやすさに寄与することとなる。窪み8dの幅(拡大端部8eと突起8pとの距離)は、嵌合する保持板7の部分の厚さに対してわずかに大きく(適切に嵌合できる程度)なっている。突起8pが形成される側面柱8cの数は、少なくとも1つ、好ましくは2つであるが、すべての側面柱8cに突起8pが形成されていてもよい。側面柱8cは、円筒状の周方向両側に流通孔8hが形成されていることによって弾性変形するように構成されており、特に突起8p部分が円筒状の内側に移動可能に構成されている。
Returning to FIGS. 3, 1, and 2 again, the description of the
図1を主に参照してチューブ洗浄装置10の構成部材の説明を続ける。保持板7は、図1(b)の部分拡大図に示すような貫通孔7hが、保持板7を管板3に取り付けたときにチューブ2の開口に対応するように形成されている。したがって、貫通孔7hは、チューブ2の本数と同数が保持板7に形成されている。保持板7は、複数に分割されて構成されていてもよく、その場合は分割された保持板7のすべてを組み合わせた際の貫通孔7hがチューブ2の本数と一致することとなる。貫通孔7hは、保持板7の厚さ方向において、大径部7bと、大径部7bよりも小さい小径部7sとの、径が異なる2つの部分が形成されている。大径部7bは、収納器8の拡大端部8eの外径を内部に嵌合できる大きさ及び深さに形成されている。大径部7bは、隣接する貫通孔7hの大径部7bと接触する場合もあり(典型的には、貫通孔7hに挿通した収納器8の隣り合う拡大端部8e同士が接触する場合)、この場合は接触した部分の大径部7bの輪郭が明確には視認できず、接触していない部分から想定される小径部7sと同心円上に仮想の輪郭を観念することとなるが、このように大径部7bには一部が仮想の輪郭として形成されている場合も含まれる。小径部7sは、収納器8の拡大端部8eの外径よりも小さい径に形成されると共に、収納器8の拡大端部8eと突起8pとの間に嵌合される深さに形成されている。このように構成された保持板7に対し、収納器8の端面8f側を大径部7b側から挿通していくと、収納器8の側面柱8cが弾性変形により小径部7sに規制されて円筒状の内側に入り込み、収納器8の突起8pが小径部7s側の保持板7の面上に現れると、収納器8の窪み8dに小径部7sの保持板7が嵌合することとなる。収納器8が保持板7に嵌合すると、これを熱交換器1の管板3に取り付ける際に、接着剤等を用いた仮止めを行わなくても、収納器8が保持板7から脱落することがなくなり、取り付けの手間が緩和されることとなる。収納器8が嵌合した保持板7は、掃除材9が収納器8に収納された後に、大径部7b側を管板3に接触させた状態で、ボルトの締結により管板3に取り付けられる。これにより、収納器8の拡大端部8eが保持板7と管板3とに挟まれて保持されることとなる。
The description of the components of the
引き続き図1乃至図3を参照して、チューブ洗浄装置10及び熱交換器1の作用を説明する。以下では、チューブ洗浄装置10の作用を熱交換器1の作用の一環として説明する。二方弁22が開になっているときは、二方弁23も開になっており、二方弁25及び二方弁26は閉になっている。この状態で冷水ポンプ21により、冷水F1は、配管12を図2中の実線で示す方向に流れ、短管6sAを介して図2中左側の水室4に流入する。水室4に流入した冷水F1は、収納器8の流通孔8h、通過孔8fh、中心孔8fcから収納器8内に入り、チューブ2内に向かって流れる。この冷水F1の流れによって掃除材9の受圧部9aが圧力を受け、受けた圧力が推進力となり、冷水F1の流れにしたがって掃除材9がチューブ2内を移動する。このとき、チューブ2内の冷水F1の流速は、図4に示す実線Stの流速以上かつ破線Waの流速以上となっている。
The operation of the
チューブ2内を流れる冷水F1は、チューブ2の外側を流れる冷媒F2と熱交換して温度が低下する。他方、掃除材9は、冷水F1と共にチューブ2内を移動する際に、洗浄ブラシ9bがチューブ2の内壁に接触し、チューブ2の内壁に付着した異物(スケールを含む)を除去する。チューブ2内を移動した掃除材9は、反対側(図2に示すようにチューブ2が1パスである場合は右側)の水室4に設けられている収納器8に収納され、掃除材9の受圧部9aの円錐の頂部が収納器8の端面8fに形成された中心孔8fcに嵌って停止する。チューブ2内をその軸方向に流れてきた冷水F1は、収納器8内で静止している掃除材9の受圧部9aの円錐の母線に沿った流れ方向に向きを変え、収納器8内から流通孔8hを介して水室4に至る。水室4内の冷水F1は、短管6sBを介して熱交換器1から導出され、配管13を流れて冷水F1の利用場所(例えば、エアハンドリングユニットやファンコイルユニット等のコイル等)に供給される。
The cold water F <b> 1 flowing through the
熱交換器1における冷水F1の流れの向きは、所定の時間が経過するごと等により、適宜変更される。上述した状況(図2中、熱交換器1の左から右に冷水F1が流れる状況)から熱交換器1の冷水F1の流れ方向を変更する際は、二方弁22及び二方弁23を閉にしながら、二方弁25及び二方弁26を開方向に動かす。この状態で、冷水F1は、配管12から配管15及び配管13を経由して短管6sBに向かって図2中の破線で示す方向に流れ、短管6sBを介して図2中右側の水室4に流入する。水室4に流入した冷水F1は、収納器8の流通孔8h及び通過孔8fhから収納器8内に入り、チューブ2内に向かって流れる。この冷水F1の流れによって掃除材9の受圧部9aが圧力を受け、受けた圧力が推進力となる。このとき、本実施の形態では、収納器8の円筒状の軸方向中間部分が膨らんで形成されているので、洗浄ブラシ9bの全長が収納器8に接触せずに一部分が接触することとなり、掃除材9が冷水F1の流れを受けて動き出す際の掃除材9と収納器8との摩擦力が従来の収納器8に膨らみがないものよりも小さくなるので、冷水F1の流速が比較的小さくてもすべての掃除材9を動かすことができる。掃除材9は、一旦動き出すと冷水F1の流れに乗って、チューブ2内に入るようになる。
The direction of the flow of the cold water F1 in the
冷水F1の流れに乗ってチューブ2内に入った掃除材9は、チューブ2内を移動する際に、洗浄ブラシ9bがチューブ2の内壁全体に接触し、チューブ2の内壁に付着した異物(スケールを含む)を除去する。チューブ2内を移動した掃除材9は、反対側(図2中左側)の水室4に設けられている収納器8に収納され、上述の左から右に流れる場合と同様に、掃除材9が収納器8の端面8fに当たって停止する。同様に、冷水F1は、チューブ2内を流れる際にチューブ2の外側を流れる冷媒F2と熱交換して温度が低下し、チューブ2内を出ると収納器8内から流通孔8hを介して水室4に至る。水室4内の冷水F1は、短管6sAを介して熱交換器1から導出され、配管12から配管16及び配管13を流れて冷水F1の利用場所(例えば、エアハンドリングユニット等のコイル等)に供給される。以下、上述した冷水F1の流れ方向の逆転動作が適時に行われ、その都度チューブ2内が洗浄される。
When the cleaning
以上の説明では、収納器8の側壁8sが、円筒状の軸方向中間部分が膨らんでいるように形成されているとしたが、開口8a側から端面8f側に向かって徐々に広がり、端面8f側の径が最大となるように形成されていてもよく、あるいは、膨らみがない円筒状(軸方向のすべての部分が同径の円筒状)に形成されていてもよい。しかしながら、円筒状の軸方向中間部分が膨らんでいるように形成されていると、掃除材9の洗浄ブラシ9bの軸方向両端で収納器8に接触して中間部では接触しないようにすることができ、掃除材9と収納器8との摩擦力が小さくなって、冷水F1の流速が比較的小さくても掃除材9を動かすことができるので好ましい。
In the above description, the
以上の説明では、拡大端部8eと突起8pとの間が窪み8dとして形成されているとしたが、突起8pを設ける代わりに側壁8sの周方向にグルービング加工を施す等により窪み8dを形成してもよい。
In the above description, the gap between the
1 熱交換器
2 チューブ
2e チューブ端部
3 管板
4 水室
5 胴体
6 水室形成筒
7 保持板
7b 大径部
7s 小径部
8 収納器
8c 側面柱
8d 窪み
8e 拡大端部
8h 流通孔
8p 突起
8s 側壁
9 掃除材
10 チューブ洗浄装置
F1 冷水(第1の流体)
F2 冷媒(第2の流体)
DESCRIPTION OF
F2 refrigerant (second fluid)
Claims (3)
前記チューブの内面に付着した異物を除去する掃除材と;
前記掃除材を収納する筒状の収納器と;
前記収納器を前記管板に取り付ける板状の保持板であって、前記管板に取り付けられたときに前記チューブの開口に対応する貫通孔が、厚さ方向で大きさが異なる前記胴体側の大径部と前記大径部よりも小さい前記第1の流体室形成筒側の小径部として形成された保持板とを備え;
前記収納器が、前記筒状を形成する側壁を有し、前記側壁に前記保持板の前記小径部と嵌合する窪みが形成された;
チューブ洗浄装置。 A first fluid chamber forming cylinder that forms a tube through which the first fluid flows, a body that houses the plurality of tubes, and a first fluid chamber that communicates with the inside of the plurality of tubes, next to the body. And a tube cleaning device provided between the body and the first fluid chamber forming tube and supporting an end of the tube, and a tube cleaning device provided in the first fluid chamber of the heat exchanger Because;
A cleaning material for removing foreign matter adhering to the inner surface of the tube;
A cylindrical container for storing the cleaning material;
A plate-shaped holding plate for attaching the container to the tube plate, and when the tube is attached to the tube plate, a through-hole corresponding to the opening of the tube has a size different in the thickness direction on the body side. A large-diameter portion and a holding plate formed as a small-diameter portion on the first fluid chamber forming cylinder side smaller than the large-diameter portion;
The container has a side wall that forms the cylindrical shape, and a recess that fits into the small diameter portion of the holding plate is formed on the side wall;
Tube cleaning device.
前記管板に取り付けられる端部に、外径が、前記大径部よりも小さく前記小径部よりも大きく、かつ、隣接する部分の前記側壁の外径よりも大きい拡大端部が形成され、
前記側壁に、前記第1の流体を通す流通孔が、前記筒状の軸方向に延びる第1の流通孔と第2の流通孔との間に前記筒状の軸方向に延びる側面柱が存在するように形成され、
前記側面柱に突起が形成され、前記拡大端部と前記突起との間が前記窪みとして形成されると共に、前記側面柱が弾性変形するように構成された;
請求項1に記載のチューブ洗浄装置。 The container is
An enlarged end portion having an outer diameter smaller than the large diameter portion and larger than the small diameter portion and larger than the outer diameter of the side wall of the adjacent portion is formed on the end portion attached to the tube sheet,
There is a side column extending in the cylindrical axial direction between the first flow hole and the second flow hole in the side wall through which the flow hole for passing the first fluid extends in the cylindrical axial direction. Formed to
A projection is formed on the side column, and the recess is formed between the enlarged end and the projection, and the side column is elastically deformed;
The tube cleaning apparatus according to claim 1.
複数の前記チューブを収容し、第2の流体を前記チューブの外面との間に流す前記胴体と;
前記複数のチューブの内部と連通する前記第1の流体室を前記胴体の隣に形成する前記第1の流体室形成筒と;
前記胴体の内部と前記第1の流体室とを区画するように設けられ、前記チューブの端部を支持する前記管板と;
前記第1の流体室に設置された請求項1又は請求項2に記載のチューブ洗浄装置とを備える;
熱交換器。 The tube for flowing the first fluid therein;
The trunk containing a plurality of the tubes and flowing a second fluid between the tubes and an outer surface of the tubes;
The first fluid chamber forming cylinder forming the first fluid chamber communicating with the inside of the plurality of tubes adjacent to the body;
The tube plate provided so as to partition the inside of the body and the first fluid chamber and supporting an end of the tube;
A tube cleaning device according to claim 1 or 2, wherein the tube cleaning device is installed in the first fluid chamber;
Heat exchanger.
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