JP3177911B2 - 熱交換器における伝熱板面の付着物掻取装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プレート式熱交
換器の伝熱板面に付着する付着物を掻取る熱交換器にお
ける伝熱板面の付着物掻取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレート式熱交換器において伝熱板面に
付着する付着物を掻取る従来の装置は、スクレーパの上
側と下側、すなわち伝熱板の上下両側に、それぞれ、駆
動軸とこれに取り付けられた揺動アームが配備され、該
上下の揺動アームにスクレーパの上端側と下端側とがそ
れぞれ回転運動可能に取り付けられ、前記上下の揺動ア
ームをリンク機構で結合し、当該リンク機構を駆動装置
で駆動することによって、上下の揺動アームを同期させ
てスクレーパの移動方向に揺動させ、これによって複数
の伝熱板の間に内装されているスクレーパを伝熱板に沿
って往復移動させ、伝熱板面の付着物を掻取るものであ
った（実開平３−７９０９１号、実開平７−３２３８８
号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のプレート式
熱交換器における伝熱板面の付着物掻取装置において
は、スクレーパの往復移動のために、リンク機構で結合
されている上下の揺動アームが同期して揺動しているの
で、外部における上下同期機構又は上下独立駆動部が必
要で、装置が大型化し、複雑にならざるを得ないという
問題点があった。

【０００４】本発明は、前記問題点を解決し、スクレー
パの不均一な熱膨張に対応できる伝熱板面の付着物掻取
装置であって、装置の大型化、複雑化を解消でき、更
に、スクレーパに駆動力を与える駆動機構とダクトとの
間を密封構造にした（ダクト内を外気から遮断できる構
造にした）伝熱板面の付着物掻取装置を提案することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】この目的のために、本発明
が提案する熱交換器における伝熱板面の付着物掻取装置
は、所定間隔で並列設置されている熱交換器の複数の伝
熱板の間に内装されているスクレーパが前記伝熱板面の
付着物を掻取るために前記伝熱板に沿って往復移動する
装置において、伝熱板の外側に配置された軸受によって
スクレーパの移動方向と直交する方向に所定間隔を保っ
て並行に架設された複数の駆動軸と、複数の駆動軸の一
つ一つに一端側が取り付けられた揺動腕と、揺動腕の他
端側に上端側が回動可能に懸吊された複数のスクレーパ
と、スクレーパの移動方向と直交して前記複数のスクレ
ーパの列（組）の下端側に遊嵌された下部揺動軸と、ス
クレーパの移動方向に隣接する駆動軸によってそれぞれ
懸吊されている複数のスクレーパの列（組）の下端側と
複数のスクレーパの列（組）の下端側との間に介在され
る複数の連結具であって、両端側が、それぞれ、前記下
部揺動軸に遊嵌されている連結具と、スクレーパを移動
させるために前記揺動腕を同期させて揺動させる駆動手
段とで構成され、前記複数の連結具の中の所定数の連結
具は、少なくともその一端部においてスクレーパの下端
側に所定の角度で固定されていることを特徴とする熱交
換器における伝熱板面の付着物掻取装置である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明においては、伝熱板２の一
側外側、例えば排気ガスの入り口側、に配置された軸受
３ａ、３ａ、３ｂ、３ｂによってスクレーパ８ａ〜８
ｎ、９ａ〜９ｎの移動方向と直交する方向に、所定間隔
を保って、複数の駆動軸４ａ、４ｂが並行に架設されて
いる。この複数の駆動軸４ａ、４ｂには、それぞれ複数
の揺動腕５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄの一端側が取り付けら
れている。該揺動腕の他端側には、スクレーパの移動方
向と直交する方向に上部揺動軸７ａ、７ｂが遊嵌され、
この上部揺動軸７ａ、７ｂに、それぞれ、複数のスクレ
ーパ８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎの上端側が回動可能に懸吊
されている。

【０００７】スクレーパ８ａ〜８ｎの列（組）及び９ａ
〜９ｎの列（組）を前記のように往復移動させるべく前
記複数の揺動腕５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄは、熱交換器本
体１の外部に配置されている駆動手段１８によって同期
して揺動される構成となっている。

【０００８】各駆動軸４ａ、４ｂに揺動腕５ａ〜５ｄ、
６ａ〜６ｄを介して上端側が回動可能に懸吊されている
スクレーパ８ａ〜８ｎの列（組）及び９ａ〜９ｎの列
（組）ごとに、下端側に、スクレーパの移動方向と直交
する下部揺動軸１０ａ、１０ｂが遊嵌されており、更
に、前記下部揺動軸１０ａ、１０ｂには、スクレーパ８
ａ〜８ｎの列（組）の下端側とスクレーパ９ａ〜９ｎの
列（組）の下端側との間に介在される複数の連結具１２
の両端側が、それぞれ、遊嵌され、これによって前記下
部揺動軸１０ａ、１０ｂが連結されている。

【０００９】前記連結具１２の中で、所定数の連結具１
２は、その一方の端側において、スクレーパ８ａ〜８
ｎ、スクレーパ９ａ〜９ｎの中の隣接するスクレーパに
固定されている。これによって、複数の連結具１２の中
のいくつかの連結具１２の一端側が隣接するスクレーパ
に固定されている側においては、スクレーパ８ａ〜８ｎ
の列（組）あるいはスクレーパ９ａ〜９ｎの列（組）と
連結具１２とで構成される角度は、所定角度、例えば９
０度に保たれている。一方、連結具１２の他端側におい
ては、前記のように下部揺動軸１０ａあるいは１０ｂが
スクレーパの下端側に遊嵌されており、また連結具１２
の当該他端側も下部揺動軸１０ａあるいは１０ｂに遊嵌
されているので、この他端側においてスクレーパ８ａ〜
８ｎの列（組）あるいはスクレーパ９ａ〜９ｎの列
（組）と連結具１２とで構成される角度は、可変となっ
ている。

【００１０】前記のように構成した結果、本発明の伝熱
板面の付着物掻取装置においては、伝熱板の外側、例え
ば排気ガスの入り口側にのみ配置された揺動腕５ａ〜５
ｄ、６ａ〜６ｄの矢示１６（図１）方向の揺動運動によ
って、スクレーパ８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎが伝熱板２の
間を矢示１７（図１）方向に往復移動し、これによって
対向する伝熱板２の表面から付着物が掻取られることに
なる。

【００１１】この際、スクレーパ８ａ〜８ｎと９ａ〜９
ｎとは、上端側が、スクレーパの移動方向に直交して所
定間隔を保って並行に架設されている駆動軸４ａ、４ｂ
に揺動腕５ａ〜５ｄ、揺動腕６ａ〜６ｄを介して、それ
ぞれ、回動可能に懸吊され、下端側は、スクレーパ８ａ
〜８ｎの列（組）と９ａ〜９ｎの列（組）とを、それぞ
れ、スクレーパの移動方向に直交して遊嵌する下部揺動
軸１０ａ、１０ｂに連結具１２の両端が遊嵌されて連結
されているので、スクレーパ８ａ〜８ｎの列（組）と９
ａ〜９ｎの列（組）とは互いに平行に、所定間隔を保っ
たままで、矢示１７（図１）で示される往復移動を行う
ことができる。

【００１２】また、スクレーパ８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎ
の中のいずれかが熱膨張してスクレーパ８ａ〜８ｎ、９
ａ〜９ｎの同期された往復移動に一定の対応（調整）が
要求される場合であっても、スクレーパ８ａ〜８ｎ、９
ａ〜９ｎの駆動が、スクレーパ８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎ
を回動可能に懸吊している揺動腕５ａ〜５ｄ、揺動腕６
ａ〜６ｄの揺動運動によってのみ与えられ、更に、前述
したように、連結具１２と、スクレーパ８ａ〜８ｎの列
（組）あるいはスクレーパ９ａ〜９ｎの列（組）のいず
れか一方とで構成される角度が不変で、他方とで構成さ
れる角度が可変となっていることにより、対応（調整）
が可能で、スクレーパ８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎの往復移
動に支障・困難が生じることはなく、また駆動機構に過
度の負担がかかるおそれもない。

【００１３】

【実施例】この発明の実施例を図１、図２を用いて説明
する。

【００１４】熱交換器本体１の中を、排ガスが矢示１
５、１５の方向に流れており、この排ガス通路に複数枚
の伝熱板２ａ〜２ｎ（以下、総称する場合に「伝熱板
２」という）が排ガスの流動方向と並行にかつ一定間隔
ごとに配置されている。

【００１５】本発明の熱交換器における伝熱板面の付着
物掻取装置は、この伝熱板２の各伝熱板に付着した付着
物を掻取るために使用されるものであって、以下のよう
に構成されている。

【００１６】図１中、排ガス流入側になる伝熱板上側に
配置された軸受３ａ、３ａ、３ｂ、３ｂに駆動軸４ａ、
４ｂが、所定間隔を開けて並行に架設されている。駆動
軸４ａには揺動腕５ａ〜５ｄの上側端が固定されてお
り、駆動軸４ｂには揺動腕６ａ〜６ｄの上側端が固定さ
れている。揺動腕５ａ〜５ｄ及び揺動腕６ａ〜６ｄの下
端側には、それぞれ、上部揺動軸７ａ、７ｂが遊嵌され
ており、上部揺動軸７ａには、スクレーパ８ａ〜８ｎの
上端側が遊嵌され、上部揺動軸７ｂには、スクレーパ９
ａ〜９ｎの上端側が遊嵌されている。該スクレーパ８ａ
〜８ｎ、９ａ〜９ｎは、各伝熱板２ａ〜２ｎの間を、隣
接する伝熱板の対向する内壁に摺接しつつ往復移動でき
る位置に懸吊されている。

【００１７】一方、スクレーパ８ａ〜８ｎの下端側には
下部揺動軸１０ａが遊嵌され、スクレーパ９ａ〜９ｎの
下端側には下部揺動軸１０ｂが遊嵌されている。スクレ
ーパ８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎは、このように上下両端側
にそれぞれ遊嵌されている上部揺動軸７ａ、７ｂ及び下
部揺動軸１０ａ、１０ｂによって、それぞれ、スクレー
パの移動方向に隣接する駆動軸４ａ、４ｂに揺動腕５ａ
〜５ｄ、６ａ〜６ｄを介して回動可能に懸吊されている
スクレーパ８ａ〜８ｎの列（組）、９ａ〜９ｎの列
（組）に構成されている。

【００１８】更に、スクレーパ８ａ〜８ｎの列（組）の
下端側とスクレーパ９ａ〜９ｎの列（組）の下端側との
間には、複数の連結具１２がその両端を前記下部揺動軸
１０ａ、１０ｂにそれぞれ遊嵌させて介在し、これによ
って下部揺動軸１０ａと１０ｂとが連結されている。連
結具１２は複数、好ましくは、少なくとも一番外側のス
クレーパ８ａ−９ａの位置と８ｎ−９ｎの位置とに対応
させて、２個以上用いることが望ましい。

【００１９】前記複数の連結具１２の内、一番外側のス
クレーパ８ｎ−９ｎの位置に対応する位置にある連結具
１２ａは、スクレーパ９ａ〜９ｎの列（組）の一番外側
のスクレーパ９ｎの下側端にボルト１３ａ、１３ｂで固
定されている。これによってスクレーパ９ａ〜９ｎの列
（組）と連結具１２との間の角度は、所定角度（この実
施例では９０度）に保たれている（回動不能な構成にな
っている）。

【００２０】一方、連結具１２のスクレーパ８ａ〜８ｎ
側は前記下部揺動軸１０ａに遊嵌されているだけである
ので、連結具１２とスクレーパ８ａ〜８ｎの列（組）と
の間の角度は、可変（回動可能）となっている。

【００２１】前記において、複数の連結具１２の内、一
番外側のスクレーパ８ｎ−９ｎの位置に対応する位置に
ある連結具１２ａを、スクレーパ９ａ〜９ｎの列（組）
の一番外側のスクレーパ９ｎの下側端にボルト１３ａ、
１３ｂで固定する構成としたが、連結具１２の一端とス
クレーパ９ａ〜９ｎの列（組）の中のスクレーパの下端
側とを固定するのは、この９ｎの位置に限られない。ス
クレーパ９ａ〜９ｎの列（組）と連結具１２との間の角
度が所定角度に保たれて回動不能な構成になっていれば
よいので、スクレーパ８ａ〜８ｎの列（組）と９ａ〜９
ｎの列（組）との下端側に介在されている複数の連結具
１２のなかの、いずれかの連結具１２の一端がスクレー
パ９ａ〜９ｎの列（組）の中の、対応する（隣接す
る）、スクレーパの下端側と固定されていれば十分であ
る。また、固定方法もこの実施例で説明したようにボル
トで固定するものに限られない。

【００２２】この実施例においては、揺動腕６ａ〜６ｄ
を一定ストロークで揺動させるためダクトの外側にモー
ター１８が設置され、駆動軸４ｂの一端が取り付けられ
ているプーリー２１がモーター１８のプーリー１９とベ
ルト２０を介して連動されている。モーター１８を用い
て駆動することにより揺動腕の揺動角度を１８０度以上
にする場合に対応することができる。

【００２３】また、この実施例においては、揺動腕５ａ
〜５ｄと揺動腕６ａ〜６ｄとを同期させて揺動させるた
め、両者の間を連結杆１４で連結している。連結杆１４
を用いずに、上部揺動軸７ａ、７ｂの一端側にチェーン
等を掛け渡して揺動腕５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄの同期し
た揺動を図ることも可能である。

【００２４】この実施例において、モーター１８を駆動
させ、揺動腕５ａ〜５ｄ、揺動腕６ａ〜６ｄを図１中、
矢示１６のように揺動させると、スクレーパ８ａ〜８ｎ
と９ａ〜９ｎとは、隣接する伝熱板２の対向する内壁に
摺接しつつ矢示１７（図１）のように往復移動する。こ
れによって、伝熱板面から付着物が掻取られる。

【００２５】なお、この実施例で説明したのと逆に、連
結具１２とスクレーパ８ａ〜８ｎとの位置的関係を、両
者間の角度を直角で不変とし、連結具１２とスクレーパ
９ａ〜９ｎとの位置的関係を、両者間の角度が可変とな
る構成にすることも可能である。すなわち、どちらか一
方の連結関係が、可変（回転運動可能）に構成されてい
れば十分である。

【００２６】本発明においては、スクレーパ８ａ〜８
ｎ、９ａ〜９ｎに駆動力を与える駆動源（モーター１
８）は、伝熱板２が収容されているダクトの外側に配置
されており、プーリー１９、ベルト２０、プーリー２１
を介して、揺動腕６ａ〜６ｄ、７ａ〜７ｄを揺動させる
ための駆動力が、駆動軸４ｂに与えられている。そこ
で、この駆動軸４ｂ及び４ａがダクトの壁を通過する部
分を、公知のシール部材によって、シールすれば、ダク
トの密封性を確保することができる。すなわち、スクレ
ーパ８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎに駆動力を与える駆動機構
をダクトに対して密封して取り付けることができる。

【００２７】これによって、本発明の熱交換器における
伝熱板面の付着物掻取装置においては、スクレーパ８ａ
〜８ｎ、９ａ〜９ｎに往復運動のための駆動力を与える
駆動源がダクトの外側に配置されているにもかかわら
ず、ダクトの高いシール性（密封性）を確保することが
できる。すなわち、前記のように駆動軸４ａ、４ｂなど
の駆動機構をダクトに密封して取り付けることによっ
て、伝熱板２が配置されているダクト内を外気から遮断
し、駆動軸４ａ、４ｂなどの駆動機構がダクトに取り付
けられている部分を介して大気がダクト内に吸引される
ことがなく、また、ダクトから排気ガスが漏れ出す（リ
ークする）こともない。

【００２８】この実施例においては、駆動軸を４ａ、４
ｂの２本のみとしたが、更に多くの駆動軸を並列させて
設けることによって、より大型の熱交換器に対応するこ
とが可能である。このように、駆動軸の本数を多くした
場合であっても、各駆動軸に揺動腕を介して上端側が回
動可能に懸吊されている複数のスクレーパの列（組）
が、その移動方向に隣接するスクレーパの列（組）同士
との関係において、どちらか一方のスクレーパの列
（組）の下端側と連結具１２との関係が可変（回転運動
可能）で、他方のスクレーパの列（組）の下端側と連結
具１２との関係が不変（回転運動不能）になるように構
成されていれば、スクレーパ８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎの
中のいずれかが熱膨張してスクレーパ８ａ〜８ｎ、９ａ
〜９ｎの同期された往復移動に一定の対応（調整）が要
求される場合であっても、前記実施例で説明したように
対応可能である。

【００２９】前記において、モーター１８は、正逆回転
制御可能な減速機付モーターとすることもできるし、駆
動軸４ｂの一端とプーリー２１との間に公知のリンク機
構を介在させることによって、一方向にのみ回転するモ
ーターとすることもできる。また、この実施例において
は、モーター１８によって、揺動腕５ａ〜５ｅ、揺動腕
６ａ〜６ｅを揺動させる構成を採用したが、これは、揺
動する角度が１８０度を越える場合を考慮してモーター
１８を採用したものであり、揺動腕の揺動角度が１８０
度を越えるように構成できるものであれば、他の駆動手
段を採用することが可能である。

【００３０】従って、伝熱板の幅、駆動軸の設置本数、
駆動軸の並列設置間隔などの関係から揺動角度が１８０
度を越える必要のない構成の場合には、公知のシリンダ
ー機構を用いて揺動腕に揺動運動を与えることができ
る。なお、この場合には、駆動軸４ａ、４ｂに揺動腕５
ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄを回動可能に遊嵌して取り付ける
構造を採用する。

【００３１】すなわち、他端側に複数のスクレーパ８ａ
〜８ｎ、９ａ〜９ｎの上端側を回動可能に懸吊している
揺動腕５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄを同期して揺動させるこ
とができればよいので、駆動軸４ａ、４ｂへの揺動腕５
ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄの一端側を取り付ける構成として
は、この実施例で説明したように、駆動軸４ａ、４ｂに
揺動腕５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄの一端側を固定し、駆動
軸４ｂを回転運動させる構成としてもよいし、駆動軸４
ａ、４ｂに揺動腕５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄの一端側を遊
嵌し、揺動腕５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄの他端側に回転運
動あるいは揺動を与える構成としてもよい。いずれの取
り付け構造であっても、スクレーパが懸吊されている揺
動腕５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄの他端側を連結杆で連結し
たり、チェーンを掛け渡す等の構成を採用することによ
って、各駆動軸に取り付けられている揺動腕を同期させ
て揺動させることができる。

【００３２】このように種々の駆動機構を採用した場合
であっても、駆動機構をダクトに密封して取り付けるこ
とによって、伝熱板２が配置されているダクト内を外気
から遮断できることは、前述したとおりである。

【００３３】

【発明の効果】本発明の付着物掻取装置によれば、スク
レーパが不均一に熱膨張してスクレーパの同期した往復
移動に一定の対応（調整）が要求される場合であって
も、スクレーパの駆動力が、伝熱板の一側外側において
スクレーパの上端側を回動可能に懸吊している揺動腕に
よってのみ与えられ、更に、スクレーパの移動方向に隣
接する各スクレーパの列（組）の下端側が、隣接するス
クレーパの列（組）同士の間に介在されている連結具に
よって、少なくとも一方のスクレーパの列（組）の下端
側が回動可能なように連結されているので、前記熱膨張
に対応することが可能で、伝熱板間におけるスクレーパ
の往復移動に支障・困難が生じることはなく、また駆動
機構に過度の負担がかかるおそれもない。

【００３４】また、スクレーパの同期した往復移動のた
めの駆動力を与える駆動部は伝熱板の一側外側、例え
ば、伝熱板の上部又は下部のみに設置するだけで良いの
で、プレート式熱交換器の熱膨張と無関係な位置に当該
駆動部を配置することができる。なお、駆動部を伝熱板
が収容されているダクトの外側に配置しても、駆動機構
をダクトに密封して取り付けることによって、ダクト内
を外気から遮断し、駆動機構がダクトに取り付けられて
いる部分を介して大気がダクト内に吸引されることがな
く、また、ダクトから排気ガスが漏れ出す（リークす
る）こともないようにすることができる。

【００３５】更に、各スクレーパの列（組）を揺動腕を
介して回動可能に懸吊する駆動軸の本数を増加させるこ
とによって、大型の熱交換器に対応可能であり、その一
方、駆動軸、上下の揺動軸、揺動腕、連結具、連結杆な
どを標準寸法化することができるので、コストダウンを
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の好ましい実施例のプレート式熱交換
機への配置状態を表す一部を省略した正面図。

【図２】同じく好ましい実施例の一部を省略した斜視
図。

【符号の説明】

１ 熱交換機 ２（２ａ、・・、２ｎ） 伝熱板 ８ａ〜８ｎ、９ａ〜９ｎ スクレーパ ３ａ、３ｂ 軸受 ４ａ、４ｂ 駆動軸 ５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄ 揺動腕 ７ａ、７ｂ 上部揺動軸 １０ａ、１０ｂ 下部揺動軸 １２（１２ａ、１２ｂ、・・） 連結具 １８ モーター １５ 排ガスの流動方向

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F28G 1/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔で並列設置されている熱交換器
   の複数の伝熱板の間に内装されているスクレーパが前記
   伝熱板面の付着物を掻取るために前記伝熱板に沿って往
   復移動する装置において、伝熱板の外側に配置された軸
   受によってスクレーパの移動方向と直交する方向に所定
   間隔を保って並行に架設された複数の駆動軸と、複数の
   駆動軸の一つ一つに一端側が取り付けられた揺動腕と、 揺動腕の他端側に遊嵌されている上部揺動軸に回動可能
   に懸吊された複数のスクレーパと、スクレーパの移動方
   向と直交して前記複数のスクレーパの下端側に遊嵌され
   た下部揺動軸と、スクレーパの移動方向に隣接する駆動
   軸によってそれぞれ懸吊されている複数のスクレーパの
   下端側と複数のスクレーパの下端側との間に介在される
   複数の連結具であって、両端側が、それぞれ、前記下部
   揺動軸に遊嵌されている連結具と、スクレーパを移動さ
   せるために前記揺動腕を同期させて揺動させる駆動手
   段、とで構成され、前記複数の連結具の中の所定数の連
   結具は、その一端部においてスクレーパの下端側に所定
   の角度で固定されていることを特徴とする熱交換器にお
   ける伝熱板面の付着物掻取装置。
2. 【請求項２】 駆動手段はモーターとしたことを特徴と
   する請求項１記載の熱交換器における伝熱板面の付着物
   掻取装置。
3. 【請求項３】 駆動手段はシリンダー機構としたことを
   特徴とする請求項１記載の熱交換器における伝熱板面の
   付着物掻取装置。