JP2015524546A - フィン型熱交換器の面を清掃するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、清掃のために圧縮空気と水が使用され、圧縮空気が、狭窄箇所（６）に向かって縮小する部分（７）とこれに続く拡大する部分（８）とを備えるジェットノズル（１）に供給され、水又は他の液状物質が、特にジェットノズル（１）の前で、他の形成ではジェットノズルの狭窄箇所（６）の前又は狭窄箇所（６）のところ又は狭窄箇所（６）の後で圧縮空気流内へ配量され、ジェットノズル（１）が、フィン型熱交換器のフィンによって構成されるスペースへ整向され、ノズルジェットが、フィンの面を清掃するために、隣接するフィンの間にあるスペースを貫通することを特徴とする、フィン型熱交換器の面を清掃するための方法に関する。

Description

本発明は、大きい深さを備えることもあるフィン型熱交換器のフィンの面を清掃するための方法に関するが、本発明は、この面を清掃するための装置にも関する。

高圧ジェット器具（８００ｂａｒ以上の圧力）において付加的に圧縮空気を使用することが既に知られている。この場合、高い清掃作用を達成するために、大量の水が、比較的少量の空気の作用を受ける。ここでは高い圧力で放出される水量が勝っているので、相当な力が、清掃すべき部分に加えられ、これら部分は、損傷を受けることもある。多くの表面のために、メーカ側では、大抵は十分な清掃力を発揮しない低い水圧しか許可されていない。ここでは既に、例えば１０ｂａｒ以上の水圧又は柔らかい種類であっても研磨剤の付加は、これら部分の破壊又は表面の望ましくない粗しに至ることがある。

この場合、高圧クリーナによるフィン型熱交換器の清掃は、特に噴射装置が敏感なフィンに対してちょうど９０°でない場合には、相当な損傷を生じさせる。この場合、高い圧力でノズルから流出するウォータジェットが敏感なフィンへ斜めに当たり、これが、著しい損傷を生じさせることがある。

清掃のため、化学的な洗浄剤も使用されるが、これら洗浄剤は、引続き再びウォータジェットによって除去すべきであり、この場合、化学薬品で汚染された大量の廃水が生じる。この廃水は、一般に可能な範囲で、地表で受け止めなければならない。このため、環境の破壊を阻止するために、フィン型熱交換器の周りの領域は、保護する必要がある。

ウォータジェットだけでフィン型熱交換器の清掃を行なうことは、大抵は、良好な清掃作用を有していない。

独国特許第１０ ２００４ ０２３２４６号明細書 国際公開第２０１０／１３３９３２号パンフレット 米国特許出願公開第２００９／１０１１８３号明細書

本発明の課題は、水の僅かな使用と化学薬品の回避時でも、ソフトであるが効果的な清掃作用を備えるフィン型熱交換器を清掃するための方法及び装置を提供することにある。

本発明によれば、この課題は、請求項１及び１１の特徴によって解決され、発明の有利な形成及び発展形は、従属請求項に記載されている。

本発明によって得られる利点は、圧縮空気と研磨剤としての僅かな水量を使用した低圧清掃方法により、特にフィン型熱交換器の清掃のために適した清掃方法が提供される点にある。僅かな水成分を有する圧縮空気が、ウォータジェットよりも非常に低い密度を備え、加えて相応のノズルによって非常に高い速度にもたらされ得るので、キャリヤガスの圧力が低い場合でも熱交換器の完全な貫通が得られる。

圧縮空気と添加物なしの僅かな量の純粋な水だけにより発生される低い噴射圧力の使用は、交換器の深さ全体でのフィンのソフトであるが効果的な清掃を可能にする。この場合、清掃すべきフィンの面は、ノズルジェットに対して平行に整向されている。例えばグラファイト又は箔のような他の表面のための方法の使用とは違い、清掃すべき面に対する噴射角度がほぼ０°であるので、面に加えられる噴射圧力は、ここでは非常に僅かである。驚くべき清掃効果は、ここでは、表面に対するノズルジェットの衝突から得られるのではなく、驚くべきことにフィンの表面でのノズルジェットの摩擦作用から得られる。ここでは、清掃作用に対して、ノズルジェットが脈動するように形成されていることが寄与する。課題は、本発明によれば、圧縮空気が、狭窄箇所に向かって縮小する部分とこれに続く拡大する部分とを備えるジェットノズルに供給され、水が、特に狭窄箇所の前で、場合によってはジェットノズルの狭窄箇所のところ又は狭窄箇所の下流でキャリヤガス流内へ供給され、高い速度に、少なくともほぼ音速もしくは超音速にもたらされることによって解決される。試験では、１ｂａｒ以上、特に１．５ｂａｒ以上の圧縮空気の比較的低い圧力で、従って比較的低いジェット接触圧で、既に、フィン型熱交換器に対するノズルジェットの完全な貫通が得られることが分かった。より大きい深さを有するフィン型熱交換器の清掃のために、噴射圧力は、それぞれ、フィンの強度が許すまで高めることができる。この場合、薄いフィンを歪めること又はさもなければ損傷を与えることなく、固体又は粘着性の汚れ層も剥がされる。できるだけ僅かなオーバーラップ面で均等な清掃を達成するため、特にフラットノズルが使用される。フラットノズルは、“標準的な”表面を清掃する時に使用する場合は、ラウンドノズルに対して確かにしばしば低い清掃効果を備えるが、フィン型熱交換器の清掃時には、交換器の前面での反射が強く低減されているので、ノズルジェットが、効果的にフィン型熱交換器の狭い通路へ到達する。これは、改善された均等な清掃効果を生じさせる。

実際の例で、キャリヤガスの流量は、毎分４０００リットル、好ましくは毎分６０００リットルである。供給されるリットルでの水量は、圧縮空気に対する比で、特に１：１０００よりも少なくすべきである。供給される水の圧力は、ジェットノズルの狭窄箇所の前に最低３０ｍｍの間隔を置いて配量する場合は、少なくとも圧縮空気の圧力の５０％であるべきであるが、特に圧縮空気の圧力と同じ高さか圧縮空気の圧力よりも高い。ノズル狭窄箇所から３０ｍｍよりも少ない距離でもしくはノズル狭窄箇所又はノズル狭窄箇所の下流で供給される水を配量する場合は、水圧は、速度上昇によって減少する圧縮空気の圧力に依存して低減することもしくは無圧で加えることができる。その場合、水は、水の高い流速によって吸引される。

試験で、例えば１．５ｂａｒの圧縮空気の比較的低い圧力の場合、従って比較的低いジェット接触圧の場合、既に、高圧クリーナをも凌駕する高い清掃作用が得られ、この清掃作用が、固体又は粘着性の汚れ層も剥がすことができ、その下に位置する表面を攻撃すること又はフィンに損傷を与えることがないことがわかった。圧縮空気の高い摩擦速度と、圧縮空気内に均質に分配された微水滴とによって得られる作用に対して付加的に、パルスによる脈動するジェットも、清掃成果に寄与する。

本発明のこの有利な形成の場合、ノズルジェットは、ウォータポンプの形成及び／又は水供給部及び／又は圧縮空気供給部内の相応の弁によって脈動させることができ、これが、清掃作用の強化を生じさせる。水の十分な与圧が行なわれる場合、水の圧力を高めるための付加的なポンプは、省略することもできる。清掃作用の改善は、例えば強く油で汚れた面を迅速かつ十分な成果で清掃することができるように、例えば熱交換器による圧縮空気の加熱によって生じさせることもできる。必要な水は、特に飲水品質を、しかしながらまた飲水品質に近い特性をも備える。しかしながらまた、特殊な要求のために、水のＰＨ値の変更による作用改善の可能性もある。

本発明の課題は、方法の提供以外に、フィン型熱交換器のフィンの清掃を実施するための装置の提供でもある。この場合、清掃のために、特に圧縮空気と水だけが使用される。この場合、装置は、圧縮空気の供給部を有するジェットノズルを有し、このジェットノズルは、狭窄箇所に向かって縮小する部分とこれに続く拡大する部分とを備える。更に、水用の供給ラインが設けられ、この供給ラインは、水を添加するために、ジェットノズルの前又はジェットノズルのところ又はジェットノズルの後に形成されている。研磨剤として使用される水用の供給部の場合、圧縮空気量の容積に対する水量の容積は、１：１０００より、特に１：２０００より小さい比である。

この場合、ジェットノズルは、有利には縮小−拡大するように形成され、特にラバールノズルとして形成されている。噴射装置の上流の液体供給部内に、水量をコントロールするための適当な絞り弁が取り付けられている。これにより、水／液体は、直接的又は少なくとも１つの出口を有するディストリビュータチャンバを介してキャリヤガスに供給される。水／液体を移送するため、特にダイヤフラムポンプ又はピストンポンプが設けられている。この場合、行程容積は、１００リットル以下である。この場合、ダイヤフラムポンプの後に圧力増幅器を配置することができる。脈動するノズルジェットを発生させるため、水及び／又は圧縮空気用のブレーカー弁を設けることができ、加えて、水導入部からポンプまでの付加的な変動する配管直径が、水の所望の圧力変化を生じさせることができる。

水の移送は、各種のポンプによって、特にダイヤフラムポンプ又はピストンポンプによって行なうことができ、このポンプは、水を吸い込むが、圧力下の水ホースから受け取ることもできる。この場合圧縮空気で運転されるウォータポンプの使用における利点は、付加的な電源が必要でなく、アワーメータ等は、小型バッテリ又は他の外部の電源を介して供給を受けることができる。

ダイヤフラムポンプ又はピストンポンプの後に圧力増幅器を組み込む場合、制御空気の圧力は、小さく保持することができ、しかしながら水圧は、制御圧力をはるかに超えて高めることができる。

この場合、脈動するノズルジェットの発生は、ダイヤフラムポンプとしてのポンプの設計によって、及び／又は、水及び／又は圧縮空気用のブレーカー弁の使用によって、生じさせることができる。水導入部からポンプまでの配管は、異なった直径を備えることができる。

装置の有利な発展形によれば、装置又は装置を備える設備（例えば浸透プラント又はイオン交換プラント）へ導入する前に水の脱塩が行なわれる。

装置にとって、フラットノズルの使用は、特に有利である。接近が困難な面の清掃にとって、噴射角度が調整可能なランスの使用は、特に有利である。

本発明の実施例を、図面に純粋に概略的に図示し、以下で詳細に説明する。

第１の形成の本発明によるジェットノズルの断面図 第２の形成の本発明によるジェットノズルの断面図 第３の形成の本発明によるジェットノズルの断面図 第４の形成の本発明によるジェットノズルの断面図

図１は、ジェットノズル１の断面図を示すが、このジェットノズルの場合、水を供給するために使用される配管２が、分配室３へ案内され、次いで、出口４を経て、ジェットノズル１へ通じるジェットライン５へ案内される。この場合、圧力下にある圧縮空気９と水又は他の液状物質がジェットノズル１に供給される。この場合、ジェットノズル１は、狭窄部６に向かって縮小する部分７とこれに続く拡大する部分８とを備える。この場合、水又は他の液状物質は、特にジェットノズル１の前で、他の形成ではジェットノズル１の狭窄部６の前又は狭窄部６のところ又は狭窄部６の後で、圧縮空気流へ配量される。図２は、水を供給するために使用される配管２が直接的にジェットライン５へ通じるジェットノズル１の別の例を示す。図３は、水を供給するために使用される配管２が狭窄部６の直前でジェットノズル１へ通じる、ジェットノズル１の別の例を示す。図４は、水を供給するために使用される配管２が分配室３へ案内され、次いで、出口４を経て、ジェットノズル１へ通じるジェットライン５へ案内される、部分変更をしたフラットジェットノズル１の例を示す。

本発明による方法及び本発明による装置の場合、空気とは違うキャリヤガスと、水とは違う液状の添加物質とを適用することができる。

０１ ジェットノズル
０２ 配管
０３ 分配室
０４ 出口
０５ ジェットライン
０６ 狭窄部
０７ 部分
０８ 部分
０９ キャリヤガス／圧縮空気
１０ 圧力調整弁もしくは絞り弁

Claims (20)

1. 清掃のために圧縮空気と水が使用され、圧縮空気が、狭窄箇所（６）に向かって縮小する部分（７）とこれに続く拡大する部分（８）とを備えるジェットノズル（１）に供給され、水又は他の液状物質が、特にジェットノズル（１）の狭窄箇所の前で、他の形成ではジェットノズルの狭窄箇所（６）のところ又は狭窄箇所（６）の後で圧縮空気流内へ配量され、特にフラットノズルとして形成されたジェットノズル（１）が、フィン型熱交換器のフィンの間に構成されるスペースへ整向され、ノズルジェットが、フィンの面を清掃するために、隣接するフィンの間にあるスペースを貫通することを特徴とする、フィン型熱交換器の面を清掃するための方法。
2. 水が、ジェットノズル（１）の狭窄箇所の前に８０ｍｍ以上の間隔を置いたところから配量する場合は、特に圧縮空気の圧力と等しいかそれより高く、しかしながら少なくとも圧縮空気の圧力の８０％の圧力で供給され、ジェットノズル（１）の狭窄箇所（６）の前に８０ｍｍ未満の距離を置いたところで配量する場合もしくはジェットノズル（１）の狭窄箇所（６）のところ又は狭窄箇所（６）の後で配量する場合は、圧力の低下を伴う速度上昇に依存して、非常に低い液体の圧力又はそれどころか無圧で吸引効果により配量可能であること、を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 供給される水量／液量は、圧縮空気に対する比が、容積％で１：１０００より、特に１：２０００より小さいこと、を特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. キャリヤガスの圧力が、１．５ｂａｒ以上であること、を特徴とする請求項１又は３に記載の方法。
5. 圧縮空気と水から成る混合物が、ジェットノズル（１）内で高い速度に、特にほぼ音速もしくは超音速に加速されること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 損傷を与えることなくフィンの効果的で、優しいそして均等な清掃を達成するために、ジェットノズル（１）が、フラットノズルであること、を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 圧縮空気と水から成る混合物の流速が、液体供給部（２）内の絞り弁もしくは圧力調整弁（１０）及び／又は圧縮空気供給部（９）内の絞り弁もしくは圧力調整弁によって変更されること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 水及び／又は圧縮空気が、特にジェットノズル（１）に脈動させて供給されること、を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 圧縮空気が、例えば熱交換器により加熱して供給されること、を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 高いＰＨ値を有する水が供給されること、を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 狭窄箇所（６）に向かって縮小する部分（７）とこれに続く拡大する部分（８）とを備えるジェットノズル（１）へ通じる圧縮空気用の供給部（９）と、研磨剤として使用される水用の供給部（２）とを有し、キャリヤガス量に対する水量が、１：１０００よりも小さい比であることを特徴とする、フィン型熱交換器を清掃するための方法を実施するための装置。
12. ジェットノズル（１）が、ラバールノズルであること、を特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. ジェットノズル（１）が、フラットノズルとして形成されていること、を特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。
14. 噴射装置（１）の上流の液体供給部内に、水量をコントロールするための適当な絞り弁（１０）が取り付けられていること、を特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 水が、直接供給部（３）及び／又は少なくとも出口（４）を介して圧縮空気に供給されること、を特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 水を移送するために、ポンプ、特にダイヤフラムポンプ又はピストンポンプが設けられていること、を特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
17. ダイヤフラムポンプもしくはピストンポンプの形成により、ノズルジェット内にパルスが発生可能であること、を特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
18. ダイヤフラムポンプ又はピストンポンプの後に、圧力増幅器が取り付けられていること、を特徴とする請求項１１〜１７のいずれか１項に記載の装置。
19. 脈動するノズルジェットを発生させるために、水及び／又は圧縮空気用のブレーカー弁が設けられていること、を特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
20. 水導入部からポンプまでの変動する配管直径による水の圧力変化部が設けられていること、を特徴とする請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の装置。

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