JP2501234Y2 - 熱交換器における煤取り装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、排熱回収用に使用される熱交換器、特に熱
交換用プレートを排ガス通路内に並設したプレート型熱
交換器の煤取り装置に関するものである。

（従来の技術及びその問題点） ディーゼルエンジンによるコーゼネレーションが急速
に普及しているが、ディーゼルエンジンの不完全燃焼又
は燃料油中の不燃物が煤となって排熱回収用プレート型
熱交換器の熱交換用プレートに付着し、熱交換作用を阻
害すると共に、ひどくなると排ガス通路を閉塞し、エン
ジンの背圧上昇でエンジントリップまで至ることもあ
る。

このような問題は、流動床式熱交換器を除く全ての排
ガス熱交換器に共通したものである。従って煤取り対策
を講ずることが必要不可欠となっているが、従来の煤取
り対策は、熱交換器本体の内側に設けた噴射ノズルから
上記熱交換用プレートに向けてエア、蒸気または水を噴
射して煤を吹き飛ばすか、洗い流す方法に頼っていた。

しかしながら従来のこのような方法では、エア等を熱
交換用プレート間の深部まで充分に浸透させることが困
難で、煤を確実に取り除くことができなかった。また、
噴出ノズルにより熱交換用プレート外面にエア等を噴射
して煤を除去する噴射除去方式であるため、特にエアに
よる場合は、一度噴射除去した煤がエア圧で舞い上がる
などして再びプレート外面に付着し易く、従って頻繁に
煤取り作業を行う必要があり、また噴射除去した煤が周
囲に放散して周囲環境を害するという大きな問題があっ
た。

本考案は上記のような従来の問題点に鑑み、熱交換器
の各熱交換用プレート外面に付着した煤を効率良く取り
除いて熱交換器本体の外部に排出すると同時に、その煤
を捕集して周囲環境を害することのないようにした煤取
り装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案の構成を実施例に対
する図面に基づいて説明すると、請求項１に係る考案
は、熱交換器本体１内に複数の熱交換用プレート５を所
定間隔おきに並列させてなる熱交換器において、上記各
熱交換用プレートが並列している方向に設けられると共
に、その方向に対しこれに直交する方向に往復駆動され
るエア流通主管11と、該エア流通主管11から分岐して上
記各熱交換用プレート５間に遊嵌される複数のエア流通
分岐管12とを有し、前記エア流通主管11には集塵器57を
介してエア吸引ポンプ58が接続され、前記各エア流通分
岐管12には、熱交換用プレート５の外面に対向して多数
のエア吸引孔18が貫設されてなる構成を採用するもので
ある。

または請求項２に係る考案は、前記各エア流通分岐管
12は熱交換用プレート５の外面に沿って摺動する煤掻き
取り用スクレーパーを兼ねてなる構成を採用するもので
ある。

さらに請求項３に係る考案は、前記各エア流通分岐管
12の周面に煤掃き取り用刷毛60を設けてなる構成を採用
するものである。

（作用） 上記構成において、熱交換器本体１を例えば排ガス排
出管55に接続すると共に、この本体１の内部に収容され
る各熱交換用プレート５に例えば低温水供給することに
よて、各熱交換用プレート５を挟んで高温排ガスと低温
水との間で熱交換がなされ、温水を取出すことがきる。
そして、エア流通主管11を往復駆動させることにより、
各熱交換用プレート５間に遊嵌された各エア流通分岐管
12を各熱交換用プレート５外面に沿って移動させる際
に、エア吸引ポンプ58の作動による各エア流通分岐管12
のエア吸引孔18での吸引作用によって、上記熱交換用プ
レート５の外面に付着している煤Ａがエア吸引孔18から
各エア流通分岐管12内に吸引除去される。こうして各各
エア流通分岐管12内に吸引除去された煤Ａは、該分岐管
12からエア流通主管11を通って熱交換器本体１外部の集
塵器57で捕集される。

（実施例） 以下に本考案の一実施例を添付の例示図に基づいて説
明する。

第１図において、１は角筒状の熱交換器本体であっ
て、上端に排ガス入口２を有すると共に下端側部に排ガ
ス出口３を有し、内部の排ガス通路４には、熱交換用プ
レート５が複数枚一定間隔おきに並列する熱交換用プレ
ート群６が、各プレート５が排ガス流れ方向と平行にな
るように配設されている。７は各熱交換用プレート５に
低温水を導入する給水用配管であり、８は各熱交換用プ
レート５から温水を取り出す温水取り出し用配管であ
る。

上記のようなプレート型熱交換器は従来周知のもの
で、排ガス通路４内を上から下に流動する高温排ガスと
各熱交換用プレート５内を流動する低温水との間で熱交
換を行わせ、排ガスの熱を温水の形で取り出すものであ
る。

第１図〜第４図において、10は、上記プレート型熱交
換器に組み込まれた本考案の一実施例たる煤取り装置で
あって、熱交換用プレート群６の上方に、各プレート５
の長手方向とは直交する方向、即ち各プレート５が並列
している方向に配設されたエア流通主管11と、該エア流
通主管11から分岐して各熱交換用プレート５間に遊嵌さ
れたエア流通分岐管12と、上記エア流通主管11及びエア
流通分岐管12を各熱交換用プレート５の長手方向に沿っ
て往復駆動させるためのエア配管駆動装置13とを有す
る。

前記エア流通主管11及びエア流通分岐管12はステンレ
ス鋼管等の金属管からなり、上記主管11の両端部は熱交
換器本体１の両側面に設けた上部ケーシング15内に嵌入
し、その一端部は一方の上部ケーシング15の側壁に設け
たエア流通口16に可撓管17を介して接続され、このエア
流通口16には、集塵器57を介してエア吸引ポンプ58が接
続されている。この集塵器57は、ガラス綿、ポリビニル
等の合成樹脂製繊維からなるフィルターを内蔵してい
る。また、前記分岐管12は、熱交換用プレート５間の間
隔よりも若干小径であって、煤掻き取り用スクレーパー
を兼ねており、その横断面形状は円形であってもよい
が、エア流通量を多くするため、図示するように長方向
形であることが好ましい。

さらに第５図に示すように、各エア流通分岐管12の両
側壁には熱交換用プレート５の外面に対向して例えば直
径３〜5mm程度のエア吸引孔18が下向きに多数貫設され
ている。従って、エア吸引ポンプ58の作動により、熱交
換用プレート５に付着する煤Ａが上記エア吸引孔18より
各エア流通分岐管12内に吸引され、該分岐管12からエア
流通主管11を通って集塵器57で捕集される。

前記エア配管駆動装置13の構成について第２図及び第
３図を参照して説明すると、21は、前記両上部ケーシン
グ15,15内にそれぞれ熱交換用プレート５の長手方向に
沿って配設されたボールねじまたはスクリューねじなど
からなるねじ棒であって、各上部ケーシング15の両端部
に設けた気密軸受22に回転自在に支持されている。23は
上記各ねじ棒21に螺合するナットであって、該各ナット
23には前記主管11の両端部が一体的に連結されている。
24は前記各ねじ棒21に嵌着されたピニオン25,25と該両
ピニオン25間に巻回したタイミングベルト26とからなる
第１の連動連結機構であって、熱交換器本体１に設けた
支持ブラケット27上の減速機付き駆動モータ28により一
方ねじ棒21を回転させることにより、他方のねじ棒21も
同一方向へ同一速度で回転させることができる。

また、第３図及び第６図において、30はモータ切替え
装置であって、上部ケーシング15に取付けた支持枠31に
ねじ棒21と平行状態で回転自在に支持されたねじ軸32
と、該ねじ軸32と上記ねじ棒21との間に設けられた前記
第１の連動連結機構24と同一構造の第２の連動連結機構
33と、上記支持枠31にねじ軸32と平行状態で架設された
ガイドロッド34に摺動自在に外嵌し且つ上記ねじ軸32に
螺合するストライカ35とを有し、この実施例では、上記
ねじ軸32のねじピッチを前記ねじ棒21のねじピッチの1/
4に設定し、前記ナット23の移動ストロークＬに対し、
その1/4の移動ストロークｌでストライカ35を移動させ
るようにしている。また上記ストライカ35の移動ストロ
ークｌの両端にモータ切替え用リミットスイッチ36,37
を配設している。

第２図及び第４図において、39は分岐管ガイド装置で
あって、前記熱交換器本体１の両側面に配設した下部ケ
ーシング40,40内にそれぞれ前記ねじ棒21と平行に設け
られたガイドロッド41と、該各ガイドロッド41に摺動自
在に外嵌された摺動リング42と、前記各分岐管12の下端
部に固着され、その両端部が上記各摺動リング42に一体
的に連結された管端支持杆43とからなり、各分岐管12の
下部を水平移動のみ自在に支持している。

次に、煤取り方法について説明すると、第１図及び第
３図に示す状態から駆動モータ28を正転させることによ
り、両ねじ棒21,21を一方向へ回転させて、ナット23を
介してエア流通主管11及びエア流通分岐管12を同図の左
端位置から右方向へ移動させる。しかして、熱交換用プ
レート５、５相互間を移動する各エア流通分岐管12のス
クレーパー作用によって各熱交換用プレート５の外面に
付着する煤Ａを掻き取りながら、同時に、エア吸引ポン
プ58の作動による各分岐管12のエア吸引孔18での吸引作
用によって、上記分岐管12で掻き取られる煤Ａ及び掻き
取られずに上記プレート５外面に残存している煤Ａを悉
くエア吸引孔18から各分岐管12内に吸引除去する（第５
図参照）。こうして各エア流通分岐管12内に吸引除去さ
れた煤Ａは、該分岐管12からエア流通主管11を流通し
て、集塵器57で捕集される。

しかして、上記エア流通分岐管12が右端（第１図仮想
線図示状態）に達すると、ストライカ35が右側のリミッ
トスイッチ36の感知レバー36aに当たり（第６図仮想線
図示状態）、該リミットスイッチ36の検知信号により前
記駆動モータ28が逆転側に切替えられ、分岐管12が上記
とは逆に左側へ移動し、再び各熱交換用プレート５の外
面に付着する煤Ａを掻き取りながら各エア流通分岐管12
内に吸引除去する。そして上記分岐管12が左端（第１図
実線図示状態）に達すると、ストライカ35が左側のリミ
ットスイッチ37の感知レバー37aに当たり（第６図実線
状態）、該リミットスイッチ37の検知信号により駆動モ
ータ28が正転側に切替えられ、再び上述した煤取り作業
が繰り返される。

なお、前記第１、第２の連動連結機構24,33として、
ピニオン25,25及びタイミングベルト26に替えてスプロ
ケットホイールとチェンとを用いてもよい。

第２図において、45は、熱交換器本体１と上下部のケ
ーシング15,40との間に開設した主管通過用開口部46及
び管端支持杆通過用開口部47をそれぞれ塞ぐ上下一対の
可撓性耐熱防塵カバーであって、該両カバー45の当接端
縁間を主管11及び管端支持杆43が移動し、煤Ａが該ケー
シング15,40内に侵入するのを防止している。また、第
３図中に48は、ねじ棒21を被覆する防塵蛇腹、第４図中
の49はガイドロッド41を被覆する防塵蛇腹であるが、上
述したように、防塵カバー45によって煤Ａがケーシング
15,40内に侵入しないようにしているので、この防塵蛇
腹48,49は省略してもよい。さらに第１図において、50
は一方のねじ棒21の端部に形成した角軸部であって、該
角軸部50に手動ハンドル51を係合させ、該ハンドル51を
回動操作することによって、主管11を往復駆動させるこ
とができる。

上記実施例では、駆動モータ28の正逆転の切替えをモ
ータ切替えを装置30によりおこなったが、これに替えて
第３図に仮想線に示すように主管11の移動ストロークＬ
の両端対向位置に近接スイッチ52,53を配設し、該各ス
イッチ52,53により主管11を検知し、その検知信号によ
り駆動モータ28を正転または逆転側に切替えるようにし
てもよい。

また、第７図に示すように、前記分岐管12に耐熱炭素
繊維またはセラミックスファイバーなどからなる煤掃き
取り用刷毛60を植付けるなどして設けてもよい。これに
よると、熱交換用プレート５の外面が凹凸を呈していて
も凹部に付着する煤Ａを掃き取ることができる。

（考案の効果） 請求項１に係る考案によれば、エア流通主管を往復駆
動させて、各熱交換用プレート相互間に遊嵌させたエア
流通分岐管を移動させながら、各エア流通分岐管のエア
吸引孔からエアを吸引するものであるから、熱交換用プ
レート間の深部の煤も確実に取り除くことができると共
に、熱交換器本体内に煤を残存させることなく該本体の
外部へ排出除去でき、しかもこの排出した煤を集塵器に
捕集するための周囲環境を害することがなく、環境の清
浄化を図ることができる。

また、上記のように煤を熱交換器本体の外部へ排出除
去できることから、熱交換用プレート外面にエア等を噴
射する従来の噴射方式のように一度噴射除去した煤が上
記プレート外面に再付着するおそれがなく、従って少な
い回数で効率の良く確実に煤取り作業を行うことがで
き、しかも上記プレート外面から取り除いた煤が熱交換
器本体内に残存しないので、その煤を外部へ排出する作
業が不要となる。

また熱交換器稼働中に上記煤取り作業を行うことがで
きるので、煤の付着成長を確実に止めることができる。
従って煤の付着成長に伴う熱交換効率の低下や排ガス通
路の閉塞というような不都合も確実に回避し得る。

請求項２に係る考案によれば、エア流通分岐管のスク
レーパー作用によって、エアの吸引による熱交換用プレ
ート外面からの煤の除去作用が容易となり、該プレート
外面に付着する煤を一層確実に除去することができる。

また、請求項３に係る考案によれば、煤掃き取り用刷
毛によって、熱交換用プレート外面が凹凸を呈していて
も、その凹部に付着する煤を確実に吸引除去することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱交換器に本考案の一実施例たる煤取り装置を
取付けた状態の縦断面図、第２図は第１図のII−II矢視
図、第３図は第１図のIII−III矢視図、第４図は第１図
のIV−IV矢視図、第５図は煤取り装置の要部の縦断面
図、第６図は同装置に用いられるモータ切替え装置の正
面図、第７図は煤取り装置の変形例を示す要部の縦断面
図である。１…熱交換器本体、５…熱交換用プレート、
11…エア流通主管、12…エア流通分岐管、18…エア吸引
孔、57…集塵器、58…エア吸引ポンプ、60…煤掃き取り
用刷毛、Ａ…煤。

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】熱交換器本体内に複数の熱交換用プレート
   を所定間隔おきに並列させてなる熱交換器において、上
   記各熱交換用プレートが並列している方向に設けられる
   と共に、その方向に対しこれに直交する方向に往復駆動
   されるエア流通主管と、該エア流通主管から分岐して上
   記各熱交換用プレート間に遊嵌される複数のエア流通分
   岐管とを有し、前記エア流通主管には集塵器を介してエ
   ア吸引ポンプが接続され、前記各エア流通分岐管には、
   熱交換用プレートの外面に対向して多数のエア吸引孔が
   貫設されてなる熱交換器における煤取り装置。
2. 【請求項２】前記各エア流通分岐管は熱交換用プレート
   の外面に沿って摺動する煤掻き取り用スクレーパーを兼
   ねてなる請求項（１）に記載の熱交換器における煤取り
   装置。
3. 【請求項３】前記各エア流通分岐管の周面に煤掃き取り
   用刷毛を設けてなる請求項（１）または（２）に記載の
   熱交換器における煤取り装置。