JP3122451U

JP3122451U - 熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置

Info

Publication number: JP3122451U
Application number: JP2006002549U
Authority: JP
Inventors: 洋一郎山野邉
Original assignee: 洋一郎山野邉
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2006-03-08
Publication date: 2006-06-15
Anticipated expiration: 2016-03-08

Abstract

【課題】従来、熱交換器伝熱管内面の洗浄方法については種々の方法が提案されているものの、強固に付着した汚れを効果的に洗浄するには十分でなく問題点があったので、熱交換器伝熱管の内面に強固に付着したスケールを、熱交換器を分解せずに設置状態のままで、短時間で確実に洗浄すること。
【解決手段】多管式熱交換器において、熱交換器の一方の管板と対向する位置に基材を配し、熱交換器の管開口部と対向する位置の基材上に棒状部材を配し、棒状部材の各々の先端に掻き取り金具を緊結し、管開口部の一方から掻き取り金具を挿入・移動する手段を備え、掻き取り金具を他方の管開口部まで移動することにより、同時に複数又は全数の管内をスケール除去する熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置による。
【選択図】図１

Description

本考案は、産業分野並びに民生分野で広く使われている熱交換器伝熱管の管内スケール除去技術に関するものである。

（特許実用新案文献１）従来、特願平６−９３４３９では熱交換器チューブ洗浄方法が、実用新案出願平４−８８８６３では熱交換器用洗浄装置が、実用新案出願平４−８７４７８では熱交換器管基部の自動洗浄装置が、実用新案出願３−８８３０８では熱交換器チューブ内面洗浄機が、それぞれ提案されているが、特願平６−９３４３９の熱交換器チューブ洗浄方法においては単にチューブ内に洗浄液を噴射して洗浄するだけであり、実用新案出願平４−８８８６３の熱交換器用洗浄装置においては広幅薄厚洗浄ホース帯で管基部表面から洗浄液を噴出せしめて洗浄するだけであり、実用新案出願平４−８７４７８の熱交換器管基部の自動洗浄装置においても管基部表面から洗浄液を噴出せしめて洗浄するだけであり、実用新案出願３−８８３０８の熱交換器チューブ内面洗浄機においては三軸直行座標型マニピュレーターでチューブ穴１個ずつ位置決めしながらチューブ穴内面を洗浄するいわばメンテナンス作業指向の提案であり、何れの提案も同時に多数のチューブ内面に固着したスケールを確実に除去できないところに大きな問題点があった。
（特許文献１）また、特願２００４−１７９６６１では洗浄装置が、特願４−１３００７６では伝熱管自動クリーニング装置が、特願２００３−３２９０２７では熱交換器伝熱管洗浄システムおよび関連した装置が、それぞれ提案されているが、特願２００４−１７９６６１の洗浄装置においては洗浄体ＳＢによるチューブ内面の洗浄方法であり、特願４−１３００７６の伝熱管自動クリーニング装置においても洗浄体とそれを搬送する水の圧力差によるチューブ内面の洗浄方法であり、特願２００３−３２９０２７の熱交換器伝熱管洗浄システムおよび関連した装置においてもボールによるチューブ内面の洗浄方法であり、何れの提案もチューブ内面に固着したスケールを確実に除去できないところに大きな問題点があった。
（特許文献２）また、特願２００４−５２８９４では配管洗浄装置および配管洗浄方法が、特願２００４−４２９９７においても配管洗浄装置および配管洗浄方法が、特願平１１−２４０３２７においては熱交換器の細管洗浄装置およびその細管洗浄方法が、それぞれ提案されているが、特願２００４−５２８９４の配管洗浄装置および配管洗浄方法においては気液二相状態での洗浄であり、特願２００４−４２９９７の配管洗浄装置および配管洗浄方法においては単なる洗浄媒体搬送手段による洗浄であり、特願平１１−２４０３２７の熱交換器の細管洗浄装置およびその細管洗浄方法においては洗浄液供給子と洗浄液排出子との組み合わせによりチューブ内面を洗浄するものであり、何れの提案もチューブ内面に固着したスケールを確実に除去できないところに大きな問題点があった。
（特許文献３）また、特願２００１−３６２２１６では熱交換器の洗浄具およびその洗浄具による熱交換器の洗浄方法が、特願平８−３０６４１０では熱交換器の洗浄方法およびその洗浄装置が、それぞれ提案されているが、特願２００１−３６２２１６の熱交換器の洗浄具およびその洗浄具による熱交換器の洗浄方法においては単なる洗浄具であり、特願平８−３０６４１０の熱交換器の洗浄方法およびその洗浄装置においては熱交換器製作持の管板と伝熱管との嵌合固着性改善手段であり、何れの提案も同時に多数のチューブ内面に固着したスケールを確実に除去できないところに大きな問題点があった。
（特許文献４）また、特願平５−５８３８８には熱交換器のチューブ洗浄装置が提案されているが、これは熱交換器チューブ内を往復させて内面に付着した汚れを除去する掃除具であり、熱交換器を解体し管基部を露出させなければ使用できないところに大きな問題点があった。

従来、熱交換器伝熱管内面に付着した汚れは、伝熱管内外からの洗浄液の噴出、伝熱管内面に洗浄用ボールを通過、洗浄液の相状態の工夫や流れの制御、並びに、洗浄具の考案等々の手段により洗浄してきたが、熱交換器の伝熱管内面に強固に付着した汚れを効果的に洗浄するには十分でなく問題点があった。本考案では、熱交換器を構成する複数の伝熱管内面に強固に付着したスケールを、熱交換器を分解せずに設置状態のままで、短時間で機械的に確実に掻き取るものである。

請求項１の考案は、多管式熱交換器において、該熱交換器の一方の管板と対向する位置に基材を配し、該熱交換器の管開口部と対向する位置の該基材上に棒状部材を配し、該棒状部材の各々の先端に掻き取り金具を緊結し、管開口部の一方から該掻き取り金具を挿入・往復する手段を備え、該掻き取り金具を他方の管開口部まで往復することによって、同時に複数個の管内をスケール除去する熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置であることを特徴とする。

請求項２の考案は、前記熱交換器の基材の管開口部と対抗する位置の基材上に、該基材を介して該熱交換器外部の洗浄剤供給ポンプと配管接続した管状部材を配し、該管状部材の各々の先端に該管状部材と配管接続する洗浄剤噴出ノズルを配した掻き取り金具を緊結し、管開口部の一方から該掻き取り金具を挿入・往復する手段を備え、該掻き取り金具を他方の管開口部まで往復しながら、同時に複数個の管内をスケール除去並びに洗浄剤噴出により管内洗浄する請求項１記載の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置であることを特徴とする。

請求項３の考案は、前記熱交換器の基材の管開口部と対抗する位置に、前記棒状部材を熱交換器管総数の二分の一だけ備え、且つ、該棒状部材の各々の先端に前記掻き取り金具を緊結し、前記移動手段により該熱交換器の一方の管開口部から該掻き取り金具を挿入し、該掻き取り金具を他方の管開口部まで往復せしめて管総数の二分の一の管内をスケール除去した後、該基材を１８０度回転せしめ、残り二分の一の管内をスケール除去することによって熱交換器運転を停止することなくスケール除去できる請求項１及び２記載の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置であることを特徴とする

請求項４の考案は、前記熱交換器の一方の管板と対向する位置に上下二分割して基材を配し、該熱交換器の管開口部と対向する位置のそれぞれの基材上に棒状部材を配し、該棒状部材の各々の先端に掻き取り金具を緊結し、管開口部の一方から該掻き取り金具を挿入・往復する手段を上下二分割した基材毎に備え、先ず上部の該掻き取り金具を他方の管開口部まで往復することによって熱交換器伝熱管の上部二分の一の管内スケールを除去し、次いで下部の掻き取り金具を他方の管開口部まで往復することによって熱交換器伝熱管の下部二分の一の管内スケールを除去し、熱交換器を停止することなく管内スケールが除去できることを特徴とする請求項１及び２記載の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置。

請求項５の考案は、前記熱交換器の他方の管板と対抗する位置に基材を配し、該熱交換器の他方の管開口部と対抗する位置の該基材上に洗浄剤噴出ノズルを配し、前記掻き取り金具を一方の管開口部から挿入し、且つ、他方の管開口部まで移動せしめて一旦停止し、該洗浄剤噴出ノズルから洗浄剤を噴出することによって該掻き取り金具に付着したスケールを洗浄・除去し、該掻き取り金具が再び管内を移動して所定の位置に戻るときに、該掻き取り金具に付着したスケールで管内汚染を防止する請求項１乃至３記載の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置であることを特徴とする

従来、熱交換器伝熱管内面に付着した汚れは、伝熱管内外からの洗浄液の噴出、伝熱管内面に洗浄用ボールを通過、洗浄液の相状態の工夫や流れの制御、並びに、洗浄具の考案等々の手段により洗浄してきたが、熱交換器の伝熱管内面に強固に付着した汚れを効果的に洗浄するには十分でなく問題点があったが、本考案によって熱交換器を構成する複数の伝熱管の内面に強固に付着したスケールを、熱交換器を分解せずに設置状態のままで、短時間で機械的・強制的に確実に掻き取ることが可能となった。

考案を実施するための最良の形態について説明する。［図１］に本考案を適用した熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置を説明する立面断面図を、［図２］に本考案を適用した熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置のＡ−Ａ断面で掻き取り金具の位置を示す配置図を、［図３］に本考案を適用した熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置のＢ−Ｂ断面で伝熱管の位置を示す配置図を、［図４］に本考案を適用した熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置のＣ−Ｃ矢視で洗浄剤噴射ノズルの位置を示す配置図を、それぞれ示す。

先ず、図１に基づいて熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置の構成について説明する。本考案の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置は、熱交換器本体１、熱交換器前室２，５、掻き取り装置３並びに掻き取り装置移動手段４によって構成される。熱交換器本体１は管板７、伝熱管８、仕切り板９、外套１０並びにノズル１１，１２で構成し、熱交換器前室２はドーナッツ状フランジ７、筐体１８、エンドプレート１９並びにノズル２０，２１で構成し、熱交換器本体１とは封止手段１５を介してボルト・ナット１４で気密・緊結される。

また、掻き取り装置３は基材２４上に熱交換器本体１の伝熱管８と対向する位置に複数の棒状部材２２が配され、該棒状部材２２はエンドプレート開口部２５に挿入され該エンドプレート開口部２５と該棒状部材２２とは軸封手段２６並びに押さえ金具２７によって気密・摺動可能とし、該棒状部材２２のそれぞれの先端には掻き取り金具２３が緊結される。図３は熱交換器伝熱管の位置を示す配置図で、伝熱管８は正三角形ピッチで管板７に配される。図２は掻き取り金具２３の位置を示す配置図で、伝熱管８の位置と対向する位置に掻き取り金具２３が配される。

また、掻き取り装置移動手段４は熱交換器前室２のエンドプレート１９上にフレーム２９を緊結し、該フレーム２９には台座３０が緊結される。該台座３０の台座開口部３１には油圧シリンダー３２のシリンダーロッド３４が挿入され、該油圧シリンダー３２は該台座３０にボルト３３で緊結される。さらに、該シリンダーロッド３４の先端には取付金具３５が緊結され、該取付金具３５は掻き取り装置３の基材２４とボルト３６で緊結される。

また、熱交換器前室５は上述の熱交換器前室２同様にドーナッツ状フランジ３７、筐体３８、基材３９並びにノズル４０，４１で構成し、上述の熱交換器前室２のエンドプレート１９に相当する基材３９上には熱交換器本体１の伝熱管８と対向する位置にそれぞれ洗浄剤噴射ノズル４２が配される。図４は洗浄剤噴射ノズル４２の位置を示す配置図で、上述の掻き取り金具２３同様に伝熱管８と対向する位置に配される。

次に、スケールの除去方法について説明する。掻き取り装置移動手段４の油圧シリンダー３２を押し方向に作動させると、シリンダーロッド３４と緊結している掻き取り装置３の掻き取り金具２３を緊結した棒状部材２２は熱交換器本体１の伝熱管８の一方の開口部から挿入され、該伝熱管８の内面に固着しているスケールを順次除去しながら前進し、該伝熱管８の他方の開口部まで到達したところで一旦停止する。

掻き取り金具２３が伝熱管８の他方の開口部まで到達し一旦停止したところで、熱交換器前室５の基材３９上に配されている洗浄剤噴射ノズル４２から該掻き取り金具２３に向かって洗浄剤（図示せず）が噴射し、該掻き取り金具２３に付着しているスケールがきれいに洗い落とされる。この洗浄剤噴射動作が完了すると該掻き取り金具２３は油圧シリンダー３２作動によって後進し該伝熱管８の一方の開口部から退出して所定の位置で停止し管内スケールの除去作業が完了する。

このようにして熱交換器伝熱管の複数又は全数が同時に管内スケール除去できるので、きわめて短時間に管内スケール除去作業を完了することができる。本考案の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置の実施例では、内径５４．５ｍｍ、長さ１ｍの伝熱管３７本で構成する熱交換器において、油圧シリンダーを押し方向に作動させるスケール除去作業に５秒間、洗浄剤噴射による掻き取り金具洗浄作業に１０秒間、油圧シリンダー後進による掻き取り金具の退出に５秒間、合計僅かに２０秒間を要しただけできわめて短時間で管内スケール除去が可能であることを証明できた。

熱交換器は産業分野、民生分野を問わずきわめて広く使われている。本考案の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置によれば、従来技術では除去が困難であったきわめて強固に付着した伝熱管の管内スケールをいとも簡単に除去することが可能となり、しかも、熱交換器を設置状態のまま分解したりせずにスケール除去でき、除去作業に要する時間もきわめて短時間であるため、熱交換器稼働中にもスケール除去が可能である。

また、従来技術のように伝熱管の管内を洗浄剤噴出によってスケールを除去するのではなく、掻き取り金具によって機械的・強制的にスケールを除去し、掻き取り金具に付着したスケールのみを洗浄剤で洗浄するので、使用する洗浄剤量もきわめて少量ですむため、洗浄剤噴射に必要なポンプ設備や使用済み洗浄剤の回収並びに処理に要するコストも縮減でき、大幅な省資源・省エネルギーにより地球環境負荷も大幅に低減できるところに最大の特徴がある。

本考案を適用した熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置を説明する立面断面図である。本考案を適用した熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置のＡ−Ａ断面で、掻き取り金具の位置を示す配置図である。本考案を適用した熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置のＢ−Ｂ断面で、伝熱管の位置を示す配置図である。本考案を適用した熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置のＣ−Ｃ矢視で、洗浄剤噴射ノズルの位置を示す配置図である。

符号の説明

１熱交換器本体２熱交換器前室
３掻き取り装置４掻き取り装置移動手段
５熱交換器前室６管板
７管板８伝熱管
９仕切り板１０外套
１１ノズル１２ノズル
１３ボルト・ナット１４ボルト・ナット
１５封止手段１６封止手段
１７ドーナッツ状フランジ１８筐体
１９エンドプレート２０ノズル
２１ノズル２２棒状部材
２３掻き取り金具２４基材
２５エンドプレート開口部２６軸封手段
２７押さえ金具２８ボルト
２９フレーム３０台座
３１台座開口部３２油圧シリンダー
３３ボルト３４シリンダーロッド
３５取付金具３６ボルト
３７ドーナッツ状フランジ３８筐体
３９基材４０ノズル
４１ノズル４２洗浄剤噴射ノズル

Claims

多管式熱交換器において、該熱交換器の一方の管板と対向する位置に基材を配し、該熱交換器の管開口部と対向する位置の該基材上に棒状部材を配し、該棒状部材の各々の先端に掻き取り金具を緊結し、管開口部の一方から該掻き取り金具を挿入・移動する手段を備え、該掻き取り金具を他方の管開口部まで往復することによって、同時に複数個の管内をスケール除去することを特徴とする熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置。
前記熱交換器の基材の管開口部と対抗する位置の基材上に、該基材を介して該熱交換器外部の洗浄剤供給ポンプと配管接続した管状部材を配し、該管状部材の各々の先端に該管状部材と配管接続する洗浄剤噴出ノズルを配した掻き取り金具を緊結し、管開口部の一方から該掻き取り金具を挿入・往復する手段を備え、該掻き取り金具を他方の管開口部まで往復しながら、同時に複数個の管内をスケール除去並びに洗浄剤噴出により管内洗浄することを特徴とする請求項１記載の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置。
前記熱交換器の基材の管開口部と対抗する位置に、前記棒状部材を熱交換器管総数の二分の一だけ備え、且つ、該棒状部材の各々の先端に前記掻き取り金具を緊結し、前記移動手段により該熱交換器の一方の管開口部から該掻き取り金具を挿入し、該掻き取り金具を他方の管開口部まで往復せしめて管総数の二分の一の管内をスケール除去した後、該基材を１８０度回転せしめ、残り二分の一の管内をスケール除去することによって熱交換器運転を停止することなくスケール除去できることを特徴とする請求項１及び２記載の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置。
前記熱交換器の一方の管板と対向する位置に上下二分割して基材を配し、該熱交換器の管開口部と対向する位置のそれぞれの基材上に棒状部材を配し、該棒状部材の各々の先端に掻き取り金具を緊結し、管開口部の一方から該掻き取り金具を挿入・往復する手段を上下二分割した基材毎に備え、先ず上部の該掻き取り金具を他方の管開口部まで往復することによって熱交換器伝熱管の上部二分の一の管内スケールを除去し、次いで下部の掻き取り金具を他方の管開口部まで往復することによって熱交換器伝熱管の下部二分の一の管内スケールを除去し、熱交換器を停止することなく管内スケールが除去できることを特徴とする請求項１及び２記載の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置。
前記熱交換器の他方の管板と対抗する位置に基材を配し、該熱交換器の他方の管開口部と対抗する位置の該基材上に洗浄剤噴出ノズルを配し、前記掻き取り金具を一方の管開口部から挿入し、且つ、他方の管開口部まで移動せしめて一旦停止し、該洗浄剤噴出ノズルから洗浄剤を噴出することによって該掻き取り金具に付着したスケールを洗浄・除去し、該掻き取り金具が再び管内を移動して所定の位置に戻るときに、該掻き取り金具に付着したスケールで管内汚染を防止することを特徴とする請求項１乃至４記載の熱交換器伝熱管の管内スケール除去装置。