JP2571479Y2 - プレート式熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、プレート式熱交換器に
関し、特に、大容量処理が可能な大型のプレート式熱交
換器において、水垢、湯垢等のスケール付着の減少及び
内部に付着したスケールの効率的な洗浄を可能としたプ
レート式熱交換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プレート式熱交換器は、図５に
示すように、伝熱面（１）の四隅に開口（２）を有する
複数枚の伝熱プレート（３）（３’）をガスケット
（４）（５）を介して積層し、受熱媒体通路（６）と与
熱媒体通路（７）を交互に配置して異種の熱交換媒体間
で熱交換を行なうようにしたものである。

【０００３】ところで、従来のプレート式熱交換器は、
図６及び図７に示すように、ガイドバー（８）（８）を
備えた固定フレーム（９）とこの固定フレーム（９）と
所定間隔をおいて対峙させた可動フレーム（１０）との
間に、上下端縁部がガイドバー（８）（８）で案内保持
された複数枚の伝熱プレート（３）（３’）をガスケッ
ト（４）（５）を介して積層すると共に、ガイドバー
（８）（８）の先端部を支持脚（１１）で支持してあ
る。

【０００４】上記の対峙する固定フレーム（９）及び可
動フレーム（１０）の両側端縁部の対称位置に、図７に
示すように、複数の切欠部（１２）（１２）を夫々形成
し、かつ、両フレーム（９）（１０）の対向する切欠部
（１２）（１２）に側方から締付けボルト（１３）を水
平姿勢で平行に嵌め込むと共に、各締付けボルト（１
３）の先端螺子部に螺合させた締付けナット（１４）を
緊締し、固定フレーム（９）と可動フレーム（１０）と
の間の複数枚の伝熱プレート（３）（３’）を締付けて
受熱媒体通路（６）と与熱媒体通路（７）の液密性を確
保する。

【０００５】（１６）（１７）は固定フレーム（９）に
取付固定された流入ノズル及び流出ノズルで、この流入
ノズル（１６）及び流出ノズル（１７）は、伝熱プレー
ト（３）（３’）の開口（２）によって形成された受熱
媒体流入孔（１８）及び受熱媒体流出孔（１９）に夫々
連通開口させてあり、流入ノズル（１６）から導入され
た一方の熱交換媒体、例えば、冷却水は、図８に示すよ
うに、受熱媒体流入孔（１８）、受熱媒体通路（６）及
び受熱媒体流出孔（１９）を介して流出ノズル（１７）
より流出する。このように冷却水を熱交換器の内部に流
通させると、受熱媒体通路（６）等の表面にスケールが
付着するが、上記プレート式熱交換器は、分解可能であ
るので、作業者の手作業によりガイドバー（８）（８）
から伝熱プレート（３）（３’）を取り外して、各伝熱
プレート（３）（３’）の表面に付着したスケールを洗
浄除去する。尚、上記固定フレーム（９）には、与熱媒
体通路（７）に連通する与熱媒体流入孔及び与熱媒体流
出孔に接続開口する流入ノズル及び流出ノズルが取付ら
れるが、図面では省略する。この流入ノズルから与熱媒
体流入孔（２０ａ）に流入した他方の熱交換媒体は、与
熱媒体通路（７）、与熱媒体流出孔（２０ｂ）を介して
流出ノズルより流出する。

【０００６】ところが、伝熱プレート（３）（３’）の
一枚当りの伝熱面積が２ｍ2を超える大型のプレート式
熱交換器においては、分解及び洗浄作業を作業者の手作
業により行なうと、多大の労力と手間を要し、作業性が
非常に悪い。このため、従来大型のプレート式熱交換器
を洗浄する場合は、分解せずに、組み立てたままの状態
で、例えば、受熱媒体通路（６）に苛性ソーダ等の洗浄
液を流して、受熱媒体通路（６）の内面に付着したスケ
ールを洗浄除去する、所謂、定置洗浄の方法が採用され
ている。この定置洗浄には、２つの方法がある。第１の
方法は、熱交換媒体給送用の給送ポンプを転用し、この
給送ポンプにより洗浄液を受熱媒体通路（６）に給送す
るものであり、第２の方法は、洗浄液給送用の大容量ポ
ンプを別途に設置するものであるが、いずれにしても洗
浄液の流速が速い程、洗浄効果が大きい。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】定置洗浄の第１の方法
によれば、熱交換媒体給送用の給送ポンプをそのまま転
用しているため、洗浄液の高流速は得られない。このた
め受熱媒体通路（６）の内面に付着したスケールを完全
に除去することができず、しかも洗浄に時間がかかって
洗浄効率が悪い。また、第２の方法によれば、洗浄専用
の大容量ポンプを設置する必要があるため、設備費及び
ランニングコストが増大する。

【０００８】さらに、受熱媒体通路（６）に一方の熱交
換媒体である冷却水を流して、与熱媒体通路（７）を流
れる他方の熱交換媒体を冷却する場合において、冬季は
冷却水温が低くなるので、少量の冷却水しか必要ない
が、冷却水が少量であると、冷却水の流速が遅くなり、
そのため受熱媒体通路（６）等の内面にスケールが付着
しやすいという問題があった。

【０００９】本考案は、上記問題点に鑑み提案されたも
ので、洗浄効率が良好で、しかもスケールの付着を減少
させ得るプレート式熱交換器を提供することを目的とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案は、上記目的を達
成するため、所定間隔をおいて対峙したフレーム間に、
複数の伝熱プレートをガスケットを介して積層して、隣
接する伝熱プレート間に受熱媒体通路及び与熱媒体通路
を交互に形成し、かつ、積層した伝熱プレートの略中間
部に、少なくとも１種の熱交換媒体遮断用の遮断プレー
トを配置して、遮断プレートの両側に第１の熱交換器部
と第２の熱交換器部を配設すると共に、上記各フレーム
に第１及び第２の熱交換器部の各受熱媒体通路及び与熱
媒体通路に切換弁付きの分岐管を介して受熱媒体及び与
熱媒体を供給する共通の流入ノズル及び流出ノズルを取
付けたものである。

【００１１】

【作用】本考案は、遮断プレートによってプレート式熱
交換器を２分割しているが、両側の熱交換器部の受熱媒
体通路には同一の受熱媒体を共通の供給管から各々切換
弁を介して供給させており、与熱媒体も同様である。そ
して、通常の運転時には、切換弁は両方ともに開放させ
て両側の熱交換器部で同一の受熱流体と与熱流体との間
の熱交換を行わせる。しかして、洗浄時には、非洗浄側
の熱交換器部への媒体通路の切換弁を閉じ、洗浄しよう
とする側の熱交換器部への媒体通路の切換弁を開き、こ
の洗浄側の熱交換器部の媒体通路にのみポンプから媒体
を供給するので、遮断された側への流量が加算されて増
量された媒体が大量（約２倍）に供給され、これによっ
て洗浄側への媒体の流速を高めて洗浄側の熱交換器部の
媒体通路の洗浄を効率よく行わせることができる。他方
の熱交換器部の媒体通路の洗浄時には逆にすることによ
って同様に洗浄させることができる。

【００１２】また、例えば、受熱媒体通路を流れる一方
の熱交換媒体である冷却水で与熱媒体通路を流れる他方
の熱交換媒体を冷却する場合において、夏季と冬季とで
は冷却水の温度が異なる。そこで、冬季等のように冷却
水温の低い場合は、例えば、第１の熱交換器部の受熱媒
体通路にのみ冷却水を給水して与熱媒体通路を流れる他
方の熱交換媒体を冷却し、この冷却された低温の熱交換
媒体と第２の熱交換器部内を流れる常温の熱交換媒体と
を合流させて混合し、所望温度の熱交換媒体を得る。し
たがって、第１の熱交換器部に供給する冷却水の供給量
は夏季に比べて減少することがなく、冷却水の流速が遅
くなることがない。

【００１３】

【実施例】以下本考案に係るプレート式熱交換器の実施
例を図１乃至図４を参照しながら説明すると次の通りで
ある。尚、図５乃至図８に示したものと同一物には同一
符号を付して説明を省略する。

【００１４】図１及び図２に示すように、積層された伝
熱プレート（３）（３’）の略中間部に熱交換媒体遮断
用の遮断プレート（２１）を配設して、遮断プレート
（２１）の両側に第１の熱交換器部（２２）と第２の熱
交換器部（２２’）とを設け、各熱交換器部（２２）
（２２’）に受熱媒体通路（２３）（２３’）と与熱媒
体通路（２４）（２４’）とを交互に配置すると共に、
この受熱媒体通路（２３）（２３’）に、伝熱プレート
（３）（３’）の開口（２）によって形成された受熱媒
体流入孔（２５）（２５’）及び受熱媒体流出孔（２
６）（２６’）を連通させる。また上記固定フレーム
（９）及び可動フレーム（１０）に、図３及び図４に示
すように、各熱交換器部（２２）（２２’）の受熱媒体
流入孔（２５）（２５’）及び受熱媒体流出孔（２６）
（２６’）に夫々連通開口する流入ノズル（２７）（２
７’）及び流出ノズル（２８）（２８’）を取付固定す
る。

【００１５】上記流入ノズル（２７）（２７’）には、
供給管（２９）より分岐した第１及び第２の分岐供給管
（３０）（３０’）を夫々接続開口し、この分岐供給管
（３０）（３０’）の途中に、第１及び第２の流入切換
弁（３１）（３１’）を配設する。また、流出ノズル
（２８）（２８’）には、流出管（３２）に合流する第
１及び第２の分岐流出管（３３）（３３’）を夫々接続
開口し、かつ、この分岐流出管（３３）（３３’）の途
中に第１及び第２の流出切換弁（３４）（３４’）を配
設する。また、図２ないし図４に示すように、上記固定
フレーム（９）及び可動フレーム（１０）には、各熱交
換器部（２２）（２２’）の与熱媒体通路（２４）（２
４’）に連通する与熱媒体流入孔（３５）（３５’）及
び与熱媒体流出孔（３６）（３６’）に連通開口する流
入ノズル（３７）（３７’）及び流出ノズル（３８）
（３８’）が取付られる。

【００１６】次に本考案に係るプレート式熱交換器の使
用例を、受熱媒体通路に一方の熱交換媒体として冷却水
を給送した場合について説明する。

【００１７】通常運転時には、各流入切換弁（３１）
（３１’）を開いた状態で、冷却水を、供給管（２９）
より分岐供給管（３０）（３０’）、流入ノズル（２
７）（２７’）及び各熱交換器部（２２）（２２’）の
受熱媒体流入孔（２５）（２５’）を介して受熱媒体通
路（２３）（２３’）に供給する。また、各熱交換器部
（２２）（２２’）の与熱媒体通路（２４）（２４’）
には他方の熱交換媒体が供給される。すると受熱媒体通
路（２３）（２３’）の冷却水と与熱媒体通路（２４）
（２４’）内を流通する他方の熱交換媒体との間で各伝
熱プレート（３）（３’）を介して熱交換が行なわれ、
他方の熱交換媒体は冷却される。しかる後、冷却水は、
流出ノズル（２８）（２８’）及び分岐流出管（３３）
（３３’）を通って流出管（３２）に合流する。

【００１８】また、冷却水で他方の熱交換媒体を冷却す
る場合において、夏季と冬季とでは冷却水の温度が異な
り、冬季には冷却水の温度が夏季に比べて低くなるの
で、夏季と冬季に応じて次のような要領で熱交換を行な
う。

【００１９】夏季には、上記の通常運転時と同じ要領で
熱交換を行なう。冬季には、例えば、第１の流入切換弁
（３１）及び第１の流出切換弁（３４）を開き、第２の
流入切換弁（３１’）及び第２の流出切換弁（３４’）
を閉じる。しかる後、供給管（２９）を介して冷却水を
給送すると、第２の流入切換弁（３１’）が閉じている
ので、冷却水は、第１の分岐供給管（３０）及び流入ノ
ズル（２７）を介して、第１の熱交換器部（２２）の受
熱媒体流入孔（２５）に供給されて、受熱媒体通路（２
３）を通ったのち、受熱媒体流出孔（２６）、流出ノズ
ル（２８）及び第１の分岐流出管（３３）を介して流出
管（３２）に流出する。冷却水が受熱媒体通路（２３）
を流通する間に、冷却水と第１の熱交換器部（２２）の
与熱媒体通路（２４）を流れる他方の熱交換媒体との間
で、熱交換が行なわれ、他方の熱交換媒体が冷却され
る。一方、第２の熱交換器部（２２’）の受熱媒体通路
（２３’）には冷却水が流れないので、第２の熱交換器
部（２２’）の与熱媒体通路（２４’）を流通する他方
の熱交換媒体は、冷却されない。そして、第１及び第２
の熱交換器部（２２）（２２’）の与熱媒体通路（２
４）（２４’）を流れる他方の熱交換媒体は各熱交換器
部（２２）（２２’）から流出して合流する。この合流
により、他方の熱交換媒体は、低温媒体と常温媒体とが
混合されて冷却される。このとき冷却水は多量に受熱媒
体通路（２３）に流れるので、第１の流入切換弁（３
１）の開度を変えて流量を調整するが、流量は従来より
減少することはなく、すなわち、冷却水の流速が遅くな
ることがなく、受熱媒体通路（２３）（２３’）の内面
へのスケールの付着を減少させることができる。

【００２０】次に第１及び第２の熱交換器部（２２）
（２２’）の内部、特に冷却水が流れてスケールが付着
しやすい受熱媒体通路（２３）（２３’）を洗浄する場
合は次の要領で行なう。

【００２１】先ず、第２の流入切換弁（３１’）及び第
２の流出切換弁（３４’）を閉じる。しかる後、冷却水
給送用の給送ポンプを転用し、この給送ポンプにより洗
浄液を給送する。すると洗浄液は、第１の分岐供給管
（３０）、第１の流入ノズル（２７）及び受熱媒体流入
孔（２５）を介して第１の熱交換器部（２２）の受熱媒
体通路（２３）を流れたのち、受熱媒体流出孔（２
６）、流出ノズル（２８）及び第１の分岐流出管（３
３）を介して流出管（３２）に流出する。このとき上記
の通り第２の流入切換弁（３１’）及び第２の流出切換
弁（３４’）は閉じてあるので、給送ポンプから第１の
熱交換器部（２２）の受熱媒体通路（２３）に給送され
る洗浄液の流量が多量になって、洗浄液の流速が速くな
る。洗浄液の流速は速い程、洗浄効果が大きく、したが
って、第１の熱交換器部（２２）の受熱媒体流入孔（２
５）、受熱媒体通路（２３）及び受熱媒体流出孔（２
６）の内面に付着したスケールは、上記の流速の速い洗
浄液で確実に洗浄除去される。

【００２２】第１の熱交換器部（２２）のスケールの除
去が終わると、第１の流入切換弁（３１）と第１の流出
切換弁（３４）を閉じたのち、第２の流入切換弁（３
１’）と第２の流出切換弁（３４’）を開く。しかる
後、上記給送ポンプにより洗浄液を給送すると、第２の
熱交換器部（２２’）の内部が、第１の熱交換器部（２
２）と同様に洗浄されて、スケールが除去される。

【００２３】尚、上記実施例では、第１の熱交換器部と
第２の熱交換器部との間に配置した遮断用プレートは、
両方の熱交換器部の間で、２種類の熱交換媒体が夫々流
通するのを遮断するようにしたものであるが、本考案は
これに限定されるわけではなく、少なくとも１種類の熱
交換媒体を遮断する構造のものを採用しても良い。

【００２４】

【考案の効果】本考案によれば、通常運転時、切換弁を
両方ともに開放させて両側の熱交換器部で同一の受熱流
体と与熱流体との間の熱交換を行わせることができ、し
かして、洗浄時には、非洗浄側の熱交換器部への媒体通
路の切換弁を閉じ、洗浄しようとする側の熱交換器部へ
の媒体通路の切換弁を開き、この洗浄側の熱交換器部の
媒体通路にのみポンプから媒体を供給するので、遮断さ
れた側への流量が加算されて増量された媒体が大量（約
２倍）に供給され、これによって洗浄側への媒体の流速
を高めて洗浄側の熱交換器部の媒体通路の洗浄を効率よ
く行わせることができる。他方の熱交換器部の媒体通路
の洗浄時には逆にすることによって同様に洗浄させるこ
とができる。従って、洗浄専用の大容量ポンプは不要で
あり、通常運転時のポンプをそのまま使用でき、設備費
及びランニングコストが安くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るプレート式熱交換器の実施例を示
す縦断面図。

【図２】図１に示したプレート式熱交換器の概略説明
図。

【図３】図１に示したプレート式熱交換器の左側面図。

【図４】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図５】一般的なプレート式熱交換器の伝熱プレートの
分解斜視図。

【図６】従来のプレート式熱交換器の縦断面図。

【図７】図６に示したプレート式熱交換器の正面図。

【図８】図６に示したプレート式熱交換器の概略説明
図。

【符号の説明】

３、３ 伝熱プレート ４、５ ガスケット ９、１０ フレーム ２１ 遮断プレート ２２ 第１の熱交換器部 ２２’ 第２の熱交換器部 ２３、２３’２４、２４’媒体通路 ２７、２７’３７ ３７’ 流入ノズル ２８、２８’３８、３８’ 流出ノズル

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔をおいて対峙したフレーム間
   に、複数の伝熱プレートをガスケットを介して積層し
   て、隣接する伝熱プレート間に受熱媒体通路及び与熱媒
   体通路を交互に形成し、かつ、積層した伝熱プレートの
   略中間部に、少なくとも１種の熱交換媒体遮断用の遮断
   プレートを配置して、遮断プレートの両側に第１の熱交
   換器部と第２の熱交換器部を配設すると共に、上記各フ
   レームに第１及び第２の熱交換器部の各受熱媒体通路及
   び与熱媒体通路に切換弁付きの分岐管を介して受熱媒体
   及び与熱媒体を供給する共通の流入ノズル及び流出ノズ
   ルを取付けたことを特徴とするプレート式熱交換器。