JP2687255B2

JP2687255B2 - チューブクリーナー

Info

Publication number: JP2687255B2
Application number: JP3509465A
Authority: JP
Inventors: グラハムヒューバートスミス
Original assignee: グラハムヒューバートスミス
Priority date: 1990-05-18
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1997-12-08
Anticipated expiration: 2012-12-08
Also published as: DE69112620T2; EP0528958A4; EP0528958A1; DE69112620D1; JPH05506812A; US5437073A; WO1991017843A1; EP0528958B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明はチューブクリーニング装置に関する。さらに
特定すると、本発明はなかんずく復水器および熱交換機
のチューブのクリーニングに適した装置に関する。

説明を簡潔にするために、本発明を熱交換器およひ復
水器のチューブ用のチューブクリーナーについて全般的
に説明する。しかしながら、本発明が広範囲の種々のチ
ューブに適用され、そして本発明がこのようなクリーナ
ーに限定されないことを理解すべきである。

復水器および熱交換器のチューブは、通常、黄銅、ア
ルミニウム−黄銅、銅−ニッケル、チタン、ステンレス
スチールおよび炭素鋼のような材料から製造されてい
る。

復水器のチューブが湯あか、藻類、泥、ヘドロ等のよ
うな沈着物で汚れたときに原動所における熱交換器およ
び復水器の熱効率が低下し、そして流体の流れが制限さ
れることはよく知られている。それに加えて、もしもチ
ューブが定期的に掃除されなければ、沈着物がチューブ
の点食または腐食をひき起し、その結果チューブの大き
い損傷を生じ、従って、チューブの耐用寿命が短縮され
る。

チューブ内の沈着物は、ほぼ二つの型式、すなわち、
藻類、泥およびヘドロのような柔軟な沈着物と、湯あか
のような硬い沈着物とに分類することができる。柔軟な
沈着物は高圧水のみを使用することにより内壁から離脱
し、または除去することができるが、もしも高圧水があ
る研磨作用と組み合わされれば、沈着物の除去が最も効
果的に行われる。硬い沈着物を除去するためには、積極
的な研磨作用が必要である。水は硬い沈着物がチューブ
の内壁からいったん掻き取られると硬い沈着物を洗浄に
より除去し、そして点食のピーク時に見られる酸をつく
る沈着物を除去するために主として有用である。

チューブを掃除するために、種々の装置が考案されて
きた。これらの装置の多くは、投射体をチューブを通し
て推進させることを含む。推進は投射体をチューブを通
して投射するエアガン、ウォーターガンまたはエア／ウ
ォーターガンにより行われる。投射体は、従来、ゴム製
のスクレーパプラグ、ボールおよびブラシを含み、そし
てチューブを通して推進することができる。

近年に至り、さらに精巧な推進される型式のチューブ
クリーナーが考案されてきた。ウォーターガンと共に使
用するように設計されたこのような一つのチューブクリ
ーナーは、一連のばね負荷された金属製のスクレーパブ
レードが装着された金属製のコアを備えている。各々の
ブレードはチューブの内壁に対して鈍角を形成すること
によりチューブの内壁の直径の円弧の一部分と接触する
ように設計されている。これらのブレードはそれらの円
弧が重なり合うように金属製のコアのまわりの所定位置
に固定され、そしてチューブの内壁の円周のすべてはク
リーナーがチューブを通して前進するときに少なくとも
１個のブレードと接触するようになっている。

このクリーナーは、チューブの内壁から障害物やくず
ならびに柔軟な沈着物および硬い湯あかを含むすべての
沈着物を除去するように設計されている。このクリーナ
ーがある程度の強度を有する本体を備え、そしてこれが
硬質の湯あかを効果的に除去するために必要であること
は理解されよう。スクレーパブレードにより除去された
沈着物は、クリーナーを推進させるために使用された水
によりチューブを通して外部に運び去られる。

この従来技術のクリーナは20回まで再使用可能である
が、沈着物の性質により、クリーナーの寿命が８回ない
し10回に減少することがある。それに加えて、このクリ
ーナーには、適正な保護処理を行わない限り、金属製の
ブレードが腐食するという不利点がある。さらに、チュ
ーブの内壁とスクレーパブレードとの間の嵌合は、クリ
ーナーを効率的に作動させるために締り嵌めでなければ
ならない。チューブの直径の変化に対する公差は非常に
小さい。それ故に、このクリーナーはたとえ小さいゲー
ジの範囲内にあってもサイズが変化するチューブに使用
するには適していない。

これは重大な問題になる。多くのチューブは、チュー
ブの水による浸食を防止するために、流入口からチュー
ブの中に短い距離にわたってプラスチックまたはその他
のライニングが施されている。もしも上述した従来技術
のチューブクリーナーがチューブのライニングを施した
部分と適合するように選択されれば、適正なクリーニン
グを行うためには、スクレーパブレードとチューブのラ
イニングを施していない部分との間の接触が不十分にな
ることがある。一方、もしもチューブクリーナーがチュ
ーブのライニングを施していない部分と適合するように
選択されれば、クリーナーとチューブのライニングを施
した部分との間が締り嵌めになり、その結果、特にプラ
スチックライニングの場合には、クリーナーを使用する
とライニングを損傷することがある。

それに加えて、多くのクリーナーは直管以外のチュー
ブに使用されるように意図されていない。

現在入手される別の型式のチューブクリーナーは、半
硬質プラスチック、例えば、ポリエチレンで製造された
スクラバーからなり、そしてコア本体と、該コアと一体
に構成された一連の掻き取りディスクとからなってい
る。このスクラバーはエアガンおよびウォーターガンと
共に使用されるように設計されている。このスクラバー
は水をスクラバーの開口部を通して導き、それにより沈
着物を離脱して、チューブ外に運び去ることができる。
チューブと鈍角をなして接触するように設計された掻き
取りディスクは比較的に可撓性であり、そしてチューブ
の直径に対して調節することができる。上述したよう
に、チューブの流入口および流出口にライニングが施さ
れている状況では、ディスクの可撓性と、掻き取りディ
スクの構成材料として金属よりもむしろプラスチックを
使用することとは、プラスチックライニングを損傷する
傾向が少なく、また同時にチューブのライニングを施し
ていない部分とクリーナーとの適切が嵌合がなされるこ
とを意味している。

各々のスクラバーは比較的に安価であり、そして上述
したように直径の変化が小さいチューブに使用するため
に適しているが、もしも直径の変化が大きければ、異な
るサイズのスクラバーを使用することが必要である。そ
れに加えて、このスクラバーは、特に、もしも硬質の沈
着物にひんぱんに遭遇すれば、耐用寿命が短縮される。

ポリエチレンスクラバーには、さらに一つの不利点が
あり、すなわち、ある水がかなりの量の無機塩を含み、
そしてチューブに硬い湯あかを残すことである。ポリエ
チレンスクラバーがこの硬質の湯あかを除去するために
は、本体の強度が不十分であることが判明している。

以上詳細に説明した従来技術のクリーナーの両方は、
もしも固い障害物と衝突すれば、損傷しやすい。これら
の金属製のクリーナーは摩耗し、そしてリベットが弛
み、その結果クリーナーは約10回使用した後に効力がな
くなる。プラスチック製スクラバーは破損し、従って廃
棄しなければならない。

上記の説明は熱交換器および復水器のチューブに関す
るものである。しかしながら、いくつかのその他の型式
のチューブ、例えば、空調装置用のチラーセットの場合
には、異なる型式の問題に遭遇する。これらの状況にお
けるチューブの内腔は必ずしも一定の直径を有していな
い。現在、これらのチューブを掃除するために、可撓性
ケーブルにより駆動されるブラシを使用するのが一般的
であり、ケーブルはブラシがチューブを通して移動する
ときにブラシを回転させる。しかしながら、クリーニン
グ作業の間に剛毛がチューブの内壁に対して後方にひき
ずられるこれらの可撓性ブラシは迅速に摩耗し、従って
ひんぱんに取り替えることが必要である。

本発明の一つの目的は、特定の実施例において従来技
術のチューブクリーナーの欠点のいくつかまたはすべて
を実質的に解消し、または少なくとも軽減し、かつ従来
技術のクリーナにより得られないその他の利点が得られ
るチューブクリーナーを提供することにある。

本発明は、もしもスクレーパブレードまたは剛毛がチ
ューブの内壁と従来技術のクリーナーの場合のように斜
角をなして接触するよりもむしろ鋭角または垂直をなし
て接触すれば、掃除の効果がはるかに高まるという発見
に基づいたものである。

従って、本発明はチューブの内壁と接触させるための
少なくとも１個のスクレーパ手段を備えたチューブクリ
ーナであって、スクレーパ手段の一端部が中央コア上に
装着されるかまたは該コアと一体に構成され、そしてス
クレーパ手段の他端部がチューブの内壁をシールしない
態様で該内壁と接触するようになったチューブクリーナ
ーにおいて、チューブクリーナーがチューブを通して移
動するときに、前記他端部が該他端部の後方のチューブ
の内壁に対して90゜またはそれよりも小さい角度をを形
成することを特徴とするチューブクリーナーを提供する
ものである。

スクレーパ手段は数の形態に構成することができる。
さて、一つの好ましい実施例について説明する。該スク
レーパ手段または各々のスクレーパ手段は中央コアに装
着され、そして該スクレーパ手段または各々のスクレー
パ手段は中央コアを損傷しないように取り替えることが
できる。

中央コアは任意の適切な材料から製造することができ
るが、好ましくは、クリーナーがチューブの内壁から硬
い沈着物、例えば、湯あかを掻き取ることを可能にする
ために十分な本体の強度を付与する材料から製造され
る。また、中央コアが障害物に所定速度で衝突した後で
すらも湾曲せずまたは破損せず、しかもその形状を保持
する材料から製造されることが好ましい。一つのこのよ
うな好適な材料は、プラスチック重合体、例えば、ある
形態のポリプロピレンである。別の一つの好適な材料は
金属、例えば、スチールである。その他の材料は当業者
には明らかであるか、または好適な実験の後に明らかに
なろう。

中央コアの直径は掃除しようとするチューブの直径に
より変更可能である。例えば、コアの直径は4.5mmない
し63.5mmの範囲とし、またはそれ以上とすることができ
る。しかしながら、以下の説明から理解されるように、
比較的に広い範囲の寸法のチューブを掃除するために、
一つのサイズのコアを好適なサイズのスクレーパ手段と
共に使用することができる。

スクレーパ手段は、スクレーパを効果的に作動させる
ことができ、しかもコアを損傷しないようにスクレーパ
を取り替えることができる任意の態様でコアに装着する
ことができる。コアを取り替える必要がなく、スクレー
パ手段を取り替えることができるという利点が得られ
る。例えば、もしも１個またはそれ以上のスクレーパ手
段が損傷しまたは摩耗すれば、各々のスクレーパ手段を
新しいスクレーパのために廃棄することができる。それ
に加えて、スクレーパ手段をより小さいかまたはより大
きい直径のその他の手段と取り替えることにより、同じ
コアを異なるゲージのチューブに対して使用することが
できる。

スクレーパ手段は、一つの形態においては、中央コア
の横方向の溝内に装着される弾性を有し、しかも比較的
に剛性の材料で製造された割りリングを備えている。も
しも例えばスクレーパ手段が摩耗しまたは損傷したため
に、または異なるゲージのチューブに使用するために、
スクレーパ手段を取り替えることが所望されれば、既存
のスクレーパがコアが引き出され、そして取り替え用ス
クレーパがコア上にスナップ嵌めされる。割りリングを
使用する構成は、もしもリングが障害物、例えば、蓄積
した湯あかと遭遇すれば、リングに作用する圧力により
切目が広がり、その結果リングの直径が増大して、リン
グの掻き取り作用が高められる利点を有している。もし
もチューブが垂れ下りまたはその他の原因のために楕円
形の横断面を有していれば、切目が挟まり、従って、リ
ングは依然としてチューブを通過することができる。

本発明のチューブクリーナーのこの実施例は、大部分
の用途のために、コアに沿って所定間隔を隔てて装着さ
れた３個または４個のスクレーパ手段を含む。しかしな
がら、もしもチューブクリーナーがチューブの曲りをう
まく通り抜けることができることが所望されれば、クリ
ーナーを比較的に短かくして、１個または２個のスクレ
ーパ手段を備えることができる。

スクレーパ手段のための好適な材料については、この
材料はプラスチック重合体であることが好ましい。ま
た、スクレーパ手段を金属、例えば、ステンレススチー
ル、青銅またはその他の好適な材料から製造することも
考えられる。本発明のチューブクリーナーは、同じコア
上に異なる材料で製造されたスクレーパ手段を備えるこ
とができる。例えば、４個のスクレーパ手段を備えるこ
とができ、第１スクレーパ手段がプラスチック重合体で
製造され、第２スクレーパ手段が金属で製造され、その
他のスクレーパ手段も同様に構成される。本発明のこの
形態により、種々の型式の沈着物を除去する場合にいく
つかの利点が得られる。

このスクレーパ手段は、好ましくは、チューブクリー
ナーの使用時にチューブクリーナーの前部に向かって配
置される鋭い刃を有し、それによりスクレーパ手段とチ
ューブの内壁との間に優れた研磨作用が生じ、硬い沈着
物が内壁から除去される。

スクレーパ手段は、例えば、長方形の横断面を有する
ことができ、またはその前縁をテーパ状にまたは円弧状
にとがらせることができる。

本発明のチューブクリーナーのこの実施例は、沈着
物、特に柔軟な沈着物を離脱させ、そしてチューブから
の離脱した沈着物を洗い流すことを助けするように、水
をクリーナーに通し、そしてチューブの壁部に至る開口
部を通して強制的に排出するための開口部を有すること
が好ましい。

これはその長さ方向にわたって中空であり、しかも先
端部においてシールされた（または実質的にシールされ
た）コアを備えることにより達成することができる。各
々のスクレーパ手段はコアの外側の横方向の溝内に装着
されている。

各々の溝には、１個、２個、３個または４個の開口部
が形成され、各々の開口部はコアの中空の内腔と連絡し
ている。（各々の溝に同数の開口部を設ける必要はな
い。例えば、クリーナーの前端部に最も近い溝は４個の
開口部を有することができ、一方その他の溝は１個のみ
または２個の開口部を有することができる。）各々のス
クレーパ手段はその溝内に合くぎまたはその他の好適な
手段により固定され、そしてスクレーパ手段は好適な形
状に形成され、それにより連続した溝においは、水を放
出するために一つの開口部が利用可能であり、そしてこ
のような開口部は相互に互い違いに配置されている。各
々の溝には、スクレーパを溝内に固定する合くぎまたは
その他の好適な手段と向き合って少なくとも一つの開口
部が設けられることが好ましい。

本発明のチューブクリーナーは種々の方法によりチュ
ーブを通して移動させることができる。スクレーバ手段
が中央コア上に横方向に装着されている場合には、チュ
ーブクリーナーは、通常、液圧手段または空気圧手段、
例えば、十分な動力を発生するウォーターガンまたはエ
アガンにより、チューブを通して推進される。また、液
圧手段および空気圧手段の組合せを使用することができ
る。必要なガンは、チューブクリーナーを推進させるた
めに400PSI（28kg/cm²）よりも大きい力を作用すること
ができることが必要である。

本発明のチューブクリーナーが大きいゲージのチュー
ブ、例えば、砂糖精製産業におけるカランドリアに使用
される場合には、熱交換器および復水器のチューブのた
めに使用されるガンの代わりに元圧力水を使用すること
ができる。この実施例においては、クリーナーは水をク
リーナーに通すための開口部を備えていないが、元圧力
水によるクリーナーの推進を助けるためのピストンを備
えている。

さて、本発明を添付図面についてさらに詳細に説明す
る。

第1A図、第1B図および第1C図は本発明のチューブクリ
ーナーの一実施例のスクレーパ手段および従来技術のス
クレーパ手段がチューブの内壁とそれぞれ接触する態様
を比較した略図、第２図は本発明のチューブクリーナーの一実施例の縦
断面図、第３図は第２図を３−３線に沿って裁った横断面図、第４図は第２図を４−４線に沿って裁った横断面図、第５図は第２図を５−５線に沿って裁った横断面図、第６図は本発明のチューブクリーナーの第２実施例の
横断面図、第７図は第６図を７−７線に沿って裁った半分の横断
面図、第８図は第６図を８−８線に沿って裁った横断面図、第９図は第６図を９−９線に沿って裁った横断面図、第10図は第６図を10−10線に沿って裁った横断面図、第11図は第６図を11−11線に沿って裁った横断面図、先づ第1A図について述べると、スクレーパ手段20（図
示していない本発明のチューブクリーナーの中央コアに
取り付けられた）はチューブの内壁22と鋭角Ｘをなして
接触する。この角度Ｘはチューブクリーナーがチューブ
内を矢印24の方向に移動するときに実質的に維持され
る。

第1B図においては、図示していないチューブクリーニ
ングブラシの剛毛26は、ブラシが静止しているときに、
チューブの内壁22とほぼ垂直をなして接触する。しかし
ながら、ブラシがチューブ内を矢印24の方向に移動する
ときに、剛毛26が後方に押されてチューブの内壁22に対
して鋭角ｙをなす。

第1C図においては、従来技術のスクレーパ（図示せ
ず）のブレード28はスクレーパが静止しているときにチ
ューブの内壁22と直角に接触する。しかしながら、スク
レーパがチューブを通して押し進められるときに、ブレ
ード28が後方に曲げられてチューブの内壁22に対して鋭
角Ｚをなす。

さて第２図について述べると、チューブクリーナー30
は、中央コア32と、４個の同心スクレーパ手段20とから
なっている。また、コア32はコア頭部34を有している。
コア32の中央開口部36は出口38（特に、第３図を参照さ
れたい）と連絡している。このチューブクリーナーがウ
ォーターガンからチューブを通して推進されるときに、
水が開口部36および出口38を通して流れるように強制さ
れて、チューブの洗浄を助ける。

スクレーパ20は、第４図および第５図により例示した
ように、ブレード40を備えている。ブレード40はチュー
ブの壁部22の内周の各々の部分と接触するように配置さ
れている。

第６図ないし第11図に示したチューブクリーナー42の
実施例はプラスチック重合体で製造された中央コア32を
有し、そして各々が舌状部36において終端する４つの不
完全な横方向の溝44を備えている。

この実施例において、スクレーパ手段20は横方向の溝
44の各々内に装着される弾性を有し、しかも比較的に剛
性の材料（例えば、ポリエチレンよりも硬い材料）で製
造された割りリングからなっている。例示を容易にする
ために、１個の割りリングのみを示してある（第８図参
照）舌状部46は割りリングスクレーパ手段20を溝44内に
維持し、かつ過度の回転を阻止する作用をする。また、
図面を明示するために、第６図には割りリングスクレー
パ手段20の一部分のみを例示してある。前縁48がチュー
ブの内壁（図示せず）に対して鋭角をなしていることは
理解できよう。

コア32はコア頭部34および中央開口部36を有してい
る。中央開口部36は、コア頭部34のみでなく、また溝44
内にも形成された出口38と連絡している。このような一
つの出口38は各々の舌状部46と向き合って形成されてい
る。勿論、所望されれば、付加的な出口38を設けること
も可能である。

上記の説明から、本発明のチューブクリーナーが硬い
沈着物ならびに軟い沈着物を処理することができ、チュ
ーブクリーナーを固い障害物と衝突するときに湾曲せず
または破損しない形態に構成することができ、このチュ
ーブクリーナーがスクレーパ材料およびサイズの選択に
関して大きい融通性を有しかつ経済的な利点を有し、従
って、従来技術と対比して有意な進歩をとげていること
が理解されよう。

本発明のその他の形態および使用方法は当業者には明
らかであり、そして本発明はこの明細書に示した特定の
例に限定されるものではない。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】チューブの内壁（22）に接触させるための
少なくとも２個のスクレーパ手段（20）を備えたチュー
ブクリーナ（22）であって、各スクレーパ手段は、中央
コア（22）に対して横方向に配置されると共に、チュー
ブ内壁（22）の周囲の各部が使用時にチューブクリーナ
（42）によって接触されるように装着されており、チュ
ーブクリーナ（42）は前方端を有し、かつスクレーパ手
段（20）は各接触領域の前方において、内壁（22）と90
度より大きな角度をなしており、前記中央コア（32）は
中央孔（36）を有していて、この中央孔（36）は流体の
噴射のための１個以上の開口（38）と連通しており、各
スクレーパ手段（20）は中央コア（32）上の横方向溝
（44）内に取りかえ可能に配置された開環（20）であ
り、及び前記１個以上の開口（38）はチューブの内壁に
向かう方向であるチューブクリーナ。
【請求項２】３個以上の開環のスクレーパ手段（20）が
あり、それらは各々横方向溝（44）内に配置されてお
り、これらの横方向溝（44）は、コア（32）に沿って離
隔していることを特徴とする請求項１記載のチューブク
リーナ。
【請求項３】少なくとも一つの開環スクレーパ手段（2
0）は、プラスチックポリマー製であることを特徴とす
る請求項１又は２記載のチューブクリーナ。
【請求項４】少なくとも一つの開環スクレーパ手段は、
金属製であることを特徴とする請求項１から３のいずれ
か一つに記載のチューブクリーナ。
【請求項５】コア（32）には異なった材料の二つ以上の
スクアレーパ手段（20）が配置されていることを特徴と
する請求項１から４のいずれか一つに記載のチューブク
リーナ。
【請求項６】横方向溝（44）の各々には、少なくとも一
つの開口（38）があることを特徴とする請求項１から５
のいずれか一つに記載のチューブクリーナ。
【請求項７】横方向溝（44）は不完全な溝であることを
特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のチュ
ーブクリーナ。
【請求項８】チューブの内壁（22）に接触するための二
つ以上のスクレーパ手段（20）を有し、これらのスクレ
ーパ手段（20）は中央コア（32）上に横方向に配置され
たブレード（20）であって、使用時に内壁（22）の周囲
部分がチューブクリーナによって接触され、このチュー
ブクリーナ（30）は前端を有しており、各スクレーパ手
段（20）は各接触領域の前方端において内壁（22）と90
度より大きな角度を成しており、及び前記コアは流体の
放出用の１個以上の開口（38）と連通する中空孔（36）
を有し、開口（38）はチューブの内壁の方向に向いてい
るチューブクリーナ。
【請求項９】各スクレーパ手段はコアと一体である請求
項８記載のチューブクリーナ。
【請求項１０】４個の同心円状のスクレーパ手段を有す
る請求項９記載のチュープクリーナ。
【請求項１１】各スクレーパ手段（20）は中央孔（32）
上に配置された第１の端と、使用時にチューブクリーナ
（30,42）の前方を向かう鋭い端を有する第２の端とを
有することを特徴とする請求項１から10のいずれかに記
載のチューブクリーナ。
【請求項１２】流体手段によってチューブ内に推進され
る請求項１から11いずれか一つに記載のチューブクリー
ナ。
【請求項１３】コア（32）はプラスチックポリマー又は
金属からなる請求項１から12のいずれか一つに記載のチ
ューブクリーナ。
【請求項１４】流体は水である請求項１から13のいずれ
か一つに記載のチューブクリーナ。
【請求項１５】流体は空気である請求項１から14のいず
れか一つに記載のチューブクリーナ。
【請求項１６】スクレーパ手段（20）は中央コア（32）
上に配置された第１の端と、チューブの内壁と接触する
第２の端とを有し、第２の端は各接触部の前方部におい
て内壁（22）と90度より大きな角度をなしている請求項
１記載のチューブクリーナ用の開環スクレーパ手段。
【請求項１７】第２の端は、使用時にチューブクリーナ
（42）の前方に向かって鋭角をなしている請求項16記載
の開環スクレーパ手段。
【請求項１８】スクレーパ手段はプラスチックポリマー
又は金属である請求項16又は17記載の開環スクレーパ手
段。