JP2764046B2 - プレート式熱交換器 - Google Patents

プレート式熱交換器

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JP2764046B2
JP2764046B2 JP63315352A JP31535288A JP2764046B2 JP 2764046 B2 JP2764046 B2 JP 2764046B2 JP 63315352 A JP63315352 A JP 63315352A JP 31535288 A JP31535288 A JP 31535288A JP 2764046 B2 JP2764046 B2 JP 2764046B2
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淳一 中村
宰 天野
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Hisaka Works Ltd
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28GCLEANING OF INTERNAL OR EXTERNAL SURFACES OF HEAT-EXCHANGE OR HEAT-TRANSFER CONDUITS, e.g. WATER TUBES OR BOILERS
    • F28G13/00Appliances or processes not covered by groups F28G1/00 - F28G11/00; Combinations of appliances or processes covered by groups F28G1/00 - F28G11/00

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多パス編成のプレート式熱交換器に関するも
のであり、詳しくは、2段以上の熱交換セクションを熱
交換モードから洗浄モードへ選択的に切替える可変パス
構造を具えたプレート式熱交換器に関するものである。
〔従来の技術〕
液状食品原料の加工、例えば、牛乳の殺菌処理やエネ
ルギ産業、例えば、地熱発電施設における地熱水からの
熱エネルギの回収等の広範囲な産業分野にプレート式熱
交換器が使用されている。このプレート式熱交換器は、
最適なセクションのパス数が選定されており、故障の少
ない、かつ、稼働効率の高いエネルギ機器としてその有
用性が評価されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
プレート式熱交換器を長期間運転すると、伝熱プレー
トの表面にスケールが付着する。例えば牛乳の殺菌処理
ではプレート式熱交換器の出口側、即ち高温側にスケー
ルが付着し易く、また、地熱水からの熱エネルギを回収
するものではプレート式熱交換器の入口側にスケールが
付着し易い。更に、また、使用条件によっては、入口
側、出口側の両方のセクションにスケールが付着するも
のもある。このスケールの付着は、伝熱性能の低下を引
起こすだけでなく、熱交換媒体に変質等の障害を引起こ
す原因となるので、所定の運転期間が経過した後、プレ
ート式熱交換器を分解して上記出口側、入口側、あるい
は、両方の伝熱プレートの表面に付着したスケールを洗
浄除去して再組立するか、あるいは、前以て定置洗浄装
置(Cleaning In Place)をプレート式熱交換器に併設
して置く等のスケール除去手段が必要であった。何れに
しても従来のプレート式熱交換器では、所定の保全周期
毎に熱エネルギの交換作用を一時停止してスケールの除
去作業を実施しなければならず、稼働効率の向上に大き
な制約が認められた。また、分解洗浄作業に人手を要す
るだけでなく、伝熱プレートの洗浄時にガスケットの破
損等の事故が引起こされる場合も少なくない。一方、定
置洗浄装置の設置には設備投資のコストアップという経
済上の問題が付随する。
なお、従来、バイパスラインと切換弁とによって通常
の熱交換運転時と洗浄時とで熱交換媒体の流通方向を逆
方向に切替える方式のものが特開昭62−37699号公報で
提案されている。しかし、この方式は、1パス編成のも
のには好適であるが、多パス編成のものには配管の無駄
が多くなり、コストアップを招来する問題があった。
本発明の主要な目的は、無駄配管によるコストアップ
をなくし、多パス編成に好適で、分解することなく洗浄
することができるプレート式熱交換器を提供することに
ある。
[課題を解決するための手段] 上記目的の達成手段として本発明は、伝熱プレートの
積層構造体中に2段以上の熱交換セクションを形成して
なる多パス編成のプレート式熱交換器において、前記熱
交換セクションのうち第1段目への熱交換媒体の流入路
に当該第1段目の熱交換流路へ熱交換媒体を流通させる
か又は流通させずに第2段目へ流通させるかを流量調整
弁によって切替え可能とし、また、最後の段の熱交換流
路に熱交換媒体を流通させてから流出路へ流出させるか
又は流通させないで流出させるかを流量調整弁によって
切替え可能とし、通常の熱交換運転時には全部の熱交換
セクションに熱交換媒体を通過させて熱交換を行わせ、
洗浄時には、前記弁の切替えによって、第1段目と最後
の段との一方または双方の熱交換セクションに熱交換媒
体を流通させず、それ以外の段の熱交換セクションに熱
交換媒体を熱交換運転時と同一方向に流通させることに
より、熱交換媒体を流通させなかった熱交換セクション
の分だけ熱交換器全体での圧力損失を減少させ、その
分、当該熱交換媒体を流通させた熱交換セクションへの
熱交換媒体の流量及び流速を増加させて洗浄を行わせた
ことを特徴とするプレート式熱交換器を提供するもので
ある。
[作用] 洗浄時、熱交換セクションの一部分に熱交換媒体を流
通させず、その分、圧力損失を減少させて他の熱交換セ
クションへの熱交換媒体の流量及び流速を増加させて洗
浄させる。通常の熱交換運転時には、全部の熱交換セク
ションに熱交換媒体を流通させて熱交換を行わせる。
〔実施例〕
第1図乃至第3図は、本発明に係る多パス編成の熱交
換セクションからなるプレート式熱交換器の具体例の略
示正面図である。
先ず第1図は、2段の熱交換セクション(I)(II)
を具えた2パス編成のプレート式熱交換器(1)で、特
に、熱交換媒体の流入口(2)の熱交換セクション
(I)の洗浄を必要とする形式のもので、熱交換媒体の
流入口(2)には、第1の流量制御弁(Vo)が、また、
熱交換媒体の流出口(3)(4)には、それぞれ第2、
第3の流量制御弁(V1)(V2)が設けられている。熱交
換セクション(I)及び(II)が共に熱交換モードにあ
る通常運転時には、第1の流量制御弁(Vo)と第2の流
量制御弁(V1)を開口状態とし、第3の流量制御弁
(V2)を閉鎖状態とする。温度条件を異にする二種類の
熱交換媒体は、図示しないポンプの起動を介して上記流
量制御弁(Vo)からそれぞれの独立流路を通ってプレー
ト式熱交換器(1)内に供給され、第1の熱交換セクシ
ョン(I)及び第2の熱交換セクション(II)で熱エネ
ルギを交換した後、開口状態にある第2の流量制御弁
(V1)を通って流出口(3)から器外へ流出する。これ
に対して熱交換媒体の流入口(2)側に位置する第1の
熱交換セクション(I)を洗浄する場合には、第1の流
量制御弁(Vo)を開口状態に維持したままで第2の流量
制御弁(V1)を閉塞状態に切替え、第3の流量制御弁
(V2)を開口状態に切替える。この結果、熱交換媒体は
第1の熱交換セクション(I)のみで熱エネルギが交換
され、開口状態にある第3の流量制御弁(V2)を通って
流出口(4)から器外へ流出する。このとき、熱交換媒
体は第2の熱交換セクション(II)を通過しないので圧
力損失が減少し、このプレート式熱交換器に付設された
渦巻ポンプの吐出量が増加し、これによって第1の熱交
換セクション(I)を通過する熱交換媒体の流速が増大
する。この流速の増大によって伝熱プレート表面におけ
る渦流の発生が促進され、これによって伝熱プレートの
表面に付着しているスケールが強力な洗浄流の作用下に
剥離される。
次に第2図に基づいて、熱交換媒体の流出側に位置す
る第2の熱交換セクション(II)の洗浄処理が必要なも
のについて説明する。第1の熱交換セクション(I)、
第2の熱交換セクション(II)からなる2パス編成のプ
レート式熱交換器(5)は、熱交換媒体の第1の流入口
(6)側に第1の流量制御弁(V3)を、第2の流入口
(7)側に第2の流量制御弁(V4)を、また、熱交換媒
体の流出口(8)側に第3の流量制御弁(V5)を設ける
ことによって、第2の熱交換セクション(II)を熱交換
モードと洗浄モードとに切換え得るようにしている。
先ず、第1の熱交換セクション(I)と第2の熱交換
セクション(II)が共に熱交換モードに置かれている通
常運転時には、第1の流量制御弁(V3)及び第3の流量
制御弁(V5)を全開状態に、第2の流量制御弁(V4)を
全閉状態にして置く。この結果、熱交換媒体は、流入口
(6)からプレート式熱交換器(5)内に流入し、第1
の熱交換セクション(I)及び第2の熱交換セクション
(II)で熱エネルギを交換した後、流出口(8)から流
出する。
これに対して流出口(8)側の第2の熱交換セクショ
ン(II)を洗浄する場合には、第1の流量制御弁(V3
を全閉状態に、第2の流量制御弁(V4)及び第3の流量
制御弁(V5)を全開状態に切替える。このとき、熱交換
媒体は第1の熱交換セクション(I)を通過しないので
圧力損失が減少し、このプレート式熱交換器に付設され
た渦巻ポンプの吐出量が増加し、これによって第2の熱
交換セクション(II)を通過する熱交換媒体の流速が増
大する。この流速の増大によって伝熱プレート表面にお
ける渦流の発生が促進され、伝熱プレートの表面に付着
しているスケールが強力な洗浄流の作用下に剥離され
る。
第3図は第1、および、第2の熱交換セクション
(I)(II)の両方の洗浄処理が必要な、2パス編成の
プレート式熱交換器(9)であって、熱交換媒体の第1
の流入口(10)側に第1の流量制御弁(V6)を、第2の
流入口(11)側に第2の流量制御弁(V7)を、また、熱
交換媒体の第1の流出口(12)側に第3の流量制御弁
(V8)を、第2の流出口(13)側に第4の流量制御弁
(V9)を設けることによって、第1と第2の熱交換セク
ション(I)(II)を交互に熱交換モードと洗浄モード
とに切換え得るようにしている。
先ず、第1の熱交換セクション(I)と第2の熱交換
セクション(II)が共に熱交換モードに置かれている通
常運転時には、第1の流量制御弁(V6)及び第3の流量
制御弁(V8)を全開状態に、第2の流量制御弁(V7)及
び第4の流量制御弁(V9)を全閉状態にして置く。この
結果、熱交換媒体は、流入口(10)からプレート式熱交
換器(9)内に流入し、第1の熱交換セクション(I)
及び第2の熱交換セクション(II)で熱エネルギを交換
した後、流出口(12)から流出する。
上記の装置において、第1の熱交換セクション(I)
を洗浄する場合には、第2の流量制御弁(V7)及び第3
の流量制御弁(V8)を全閉状態に、第1の流量制御弁
(V6)及び第4の流量制御弁(V9)を全開状態に切替え
て、第2の熱交換セクション(II)をパスさせ、第1の
熱交換セクション(I)を通過する熱交換媒体の流速を
増大させ、前述と同様の作用で第1の熱交換セクション
(I)を洗浄する。これに対して流出口(12)側の第2
の熱交換セクション(II)を洗浄する場合には、第1の
流量制御弁(V6)及び第4の流量制御弁(V9)を全閉状
態に、第2の流量制御弁(V7)及び第3の流量制御弁
(V8)を全開状態に切替える。このとき、熱交換媒体は
第1の熱交換セクション(I)を通過しないので圧力損
失が減少し、このプレート式熱交換器に付設された渦巻
ポンプを吐出量が増加し、これによって第2の熱交換セ
クション(II)を通過する熱交換媒体の流速が増大す
る。この流速の増大によって伝熱プレート表面における
渦流の発生が促進され、伝熱プレートの表面に付着して
いるスケールが強力な洗浄流の作用下に剥離される。
以上2パス編成のプレート式熱交換について説明した
が、2パス以上の編成においても同様に実行することが
出来る。
〔考案の効果〕
本発明によれば、無駄配管によるコストアップをなく
し、多パス編成に好適で、分解することなく洗浄するこ
とができるプレート式熱交換器を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は、本発明に係るプレート式熱交換器
における多パス編成熱交換セクションの具体例の略示正
面図である。 (1)(5)(9)……2パス編成方式のプレート式熱
交換器 (I)(II)……熱交換セクション、 (V)……流量制御弁。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝熱プレートの積層構造体中に2段以上の
    熱交換セクションを形成してなる多パス編成のプレート
    式熱交換器において、 前記熱交換セクションのうち第1段目への熱交換媒体の
    流入路に当該第1段目の熱交換流路へ熱交換媒体を流通
    させるか又は流通させずに第2段目へ流通させるかを流
    量調整弁によって切替え可能とし、 また、最後の段の熱交換流路に熱交換媒体を流通させて
    から流出路へ流出させるか又は流通させないで流出させ
    るかを流量調整弁によって切替え可能とし、 通常の熱交換運転時には全部の熱交換セクションに熱交
    換媒体を通過させて熱交換を行わせ、 洗浄時には、前記弁の切替えによって、第1段目と最後
    の段との一方または双方の熱交換セクションに熱交換媒
    体を流通させず、それ以外の段の熱交換セクションに熱
    交換媒体を熱交換運転時と同一方向に流通させることに
    より、熱交換媒体を流通させなかった熱交換セクション
    の分だけ熱交換器全体での圧力損失を減少させ、その
    分、当該熱交換媒体を流通させた熱交換セクションへの
    熱交換媒体の流量及び流速を増加させて洗浄を行わせた
    ことを特徴とするプレート式熱交換器。
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FR2960053B1 (fr) * 2010-05-12 2015-07-17 Solios Environnement Procede et dispositif de desencrassement d'echangeur de chaleur
PL3685113T4 (pl) * 2017-09-19 2023-02-27 Ecolab Usa Inc. Sposób monitorowania i regulacji wody chłodzącej
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