JP3307397B2 - 熱交換器の清浄化のため熱交換器内を循環する固体要素を回収する装置 - Google Patents

熱交換器の清浄化のため熱交換器内を循環する固体要素を回収する装置

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に熱交換器、例えば、実際には球の形
をしフォームラバーで作られかつ関連する流束の１つに
よって搬送される固体要素によって、米国特許第179534
8号によりかなり以前から原理的に知られている配置に
従って連続的にその清浄化が行なわれている、凝縮器を
形成する管式熱交換器に関する。
本発明は、さらに特定的には、これらの清浄化用固体
要素を回収しこれらをその入口配管内に再度注入するよ
うにこの熱交換器の出口配管上に配置する必要のある回
収用装置に関する。
この回収用装置は、一般的には、スリーブの中に、求
められる捕獲のためのろ過手段を含む。
今日、さまざまな実施方法に従って、これらのろ過手
段は、通常２つの平坦な格子で形成され、これらの格子
は使用位置においてスリーブを横方向に閉じこのスリー
ブの中で互いにその軸に対し垂直でかつ下流に向けられ
た稜の二面体を形成し、しかも実際には各々個別に、そ
の使用位置とは逆で洗浄用向流を受けることのできる清
浄化位置、及び向流の流れの中に配置されて実際上使用
されていない状態にあり、その使用位置と清浄化位置の
間の中間である中立位置という２つの位置のうちのいず
れか一方の位置を占めることができるようにこの稜に対
して平行な軸を中心としてその中央領域内で回動可能に
取り付けられている。
これらの格子は、その稜に沿って専用に設けられた収
集手段の方向に清浄化用固体要素を適切に転がらせるた
めに、使用位置おいてスリーブの軸に対して比較的小さ
い傾斜角を必然的に成している。
その結果、その収納のため、このスリーブは必然的に
比較的大きい長さを有する。
実際には、この長さはつねにスリーブの直径より大き
く、時としてその1.5倍に達する。
このようにかかる格子を備えた回収用装置の設置は、
特に熱交換器の出口とこの熱交換器が載った組積み構造
物との間にわずかな配管長しか利用できない或る種の既
存の設備においては、困難であるかさらには経済的な形
では不可能なものである可能性がある。
第8700430号として1987年１月16日に出願され、第260
9644号として発行されたフランス特許の対象となってい
るものと同じタイプの回転部材フィルタの存在を根拠に
して、本発明は、清浄化のために熱交換器内を循環する
固体要素を収集する目的をもち、既存の匹敵する回収用
装置のものと同等の機能的能力をもちこの装置に比べそ
の他の利点を呈すると同時に短かい配管長上に設置でき
るようにしている有利にも縮小された軸方向の外形寸法
しか有しない回収用装置をその目的とする。
装備すべき熱交換器の出口配管上に介在させるべきス
リーブの中に熱交換器内を循環する固体要素の捕獲専用
のろ過手段を有するタイプのこの回収用装置は、一般
に、前記ろ過手段が一方ではスリーブを横方向に閉じて
環状にその軸とその周囲の間に環状にろ過パネルを有す
る１つの回転部材を含み、又他方では、流出流束の方向
において下流側のもの１つと上流側のもの１つから成
り、それぞれ回転部材の両側に１つずつ配置されて互い
に対応する形で据付けられかつ自らとの関係において回
転部材の相対的回転と連動した状態で、この回転部材の
ろ過パネルの方に両方共向けられている２つのラッパ
管、ならびにこの回転部材のろ過パネルを横切っての向
流循環をこれらのラッパ管に直角に局所的に生み出すた
めの循環手段を含んで成ることを特徴とする。
実際には、この回収用装置の軸方向外形寸法は、およ
そ直径の半分の配管長しか必要としないことが最も多
い。
同様に実際には、ラッパ管の下流に配置されたその回
転部材のろ過パネルを横切った向流循環を、対応する圧
力損失を克服しながら上流に配置されたラッパ管へと推
進するために必要なものである使用される循環手段は、
例えば、下流に配置されたラッパ管に送出し側が連結さ
れているポンプを含んで成ることもできるし、或いは変
形実施形態として、一方が回転部材の下流に配置された
ラッパ管に又他方が上流に配置されたラッパ管にそれぞ
れ連結されていて両方共熱交換器の入口配管の中にエル
ボ管を介してきわめて単純に入り込んでいる２本の導管
を含んで成っていてもよく、この場合、第１の導管のエ
ルボ管は上流の方向に向けられており、第２の導管のエ
ルボ管は下流の方に向けられ、かくしてこの入口配管内
の推進圧力の利用を可能にしている。
しかしながら、これらの循環装置がポンプを有する場
合、このポンプは、キャリヤ流体のみならずそれが搬送
する清浄化用固体要素をも循環させしかも負圧で機能す
る同等のポンプが費用のかさむことに特殊なポンプであ
る既存の回収用装置とは異なり、有利にも在来のポンプ
であってよい。
なお、本発明の特徴及び利点は、添付図面を参照しな
がら例として以下に示す説明から明らかになることだろ
う： 図１は、本発明による回収用装置の備わった熱交換器
の断面立面図である。
図２は、この回収用装置の拡大した斜視図である。
図３は、図２のIII−III線における拡大した軸方向断
面図である。
図４は、図３の矢印IVに従った部分平面図である。
図５は、図３のＶ−Ｖ線における部分横断面図であ
る。
図６は、図１のものを一部再現する、１つの変形実施
形態に関する断面立面図である。
これらの図は一例として、凝縮器を形成する管式熱交
換器10に対する本発明の応用を示している。
それ自体既知の要領で、この熱交換器10は、入口管板
13Eから出口管板13Sまで互いに平行に据付けられた管群
12が中に介入する交換本体11を有している。
管12内への冷却用流体（この場合は水）の循環のた
め、上流には入口配管15Eが通じている入口水箱14Eが、
又下流には出口配管15Sに通じる出口水箱14Sが具備され
ている。
冷却すべき流体（この場合は凝縮すべき蒸気）の循環
のために、交換本体11には入口16及び出口17がついてい
る。
これらの装置はそれ自体周知のものであり、本発明に
固有のものとして関連しないため、ここではこれ以上詳
細に説明しない。
同様にそれ自体既知の要領で、固体要素18が、熱交換
器10の清浄化のため、又より精確にはその管12の清浄化
のため、この熱交換器の中で系統的に循環させられる。
実際にはこれは、管12の直径よりもわずかに大きい直
径D1をもちしかも含浸状態で水の密度に似た密度をもつ
フォームラバー製の球である。
これらの固体要素18は上流で入口配管15E内に系統的
に注入され、その再循環のため、出口配管15Sには回収
用装置20が使用される。
総体的に、この回収用装置20は、フランジ22によって
出口配管15S上に介在させるべきスリーブ21の中に、回
収すべき固体要素18を捕獲し、保持するためのろ過手段
24を含む。
本発明によると、ろ過手段24は、一方ではスリーブ21
を横方向に閉じて環状にその軸とその周囲の間にろ過パ
ネル26を有する回転部材25を含み、又他方では流出流束
の方向において下流側のもの１つと上流側のもの１つか
ら成り、それぞれ回転部材25の両側に１つずつ配置され
て互いに対応する形で据えつけられかつ自らとの関係に
おいて回転部材25の相対的回転と以下でより詳しく説明
する方法に従って連動した状態でこの回転部材25のろ過
パネル26の方に両方共向けられている２つのラッパ管27
S、27E、ならびにこの回転部材25のろ過パネル26を横切
っての向流循環をこれらのラッパ管27S、27Eに直角に局
所的に生み出すための循環手段を含んで成る。
図示されている実施形態では、回転部材25はスリーブ
21と同軸的にこのスリーブの中に回転する形で取り付け
られており、ラッパ管27S、27Eはこのスリーブ21の中に
固定されている。
しかし、変形実施形態では、逆の配置も考えられる。
図示した実施形態においては、回転部材25はスリーブ
21の中でほぼ半分の高さで設置され、この回転部材には
このスリーブ21の軸Ａに沿って延びるハブ30及びスリー
ブの側壁の付近に延びるリム31がついている。
ろ過パネル26はハブ30とリム31の間で、このリムの下
流周囲の側に拡がっている。
図示されている実施形態では、回転部材25がかくして
そのろ過パネル26の上流で呈する内部体積は、ハブ30及
びリム31と同じ高さでこのハブ30からこのリム31まで連
続して延びる半径方向間仕切り33によりモジュール式の
三角形の区画32に環状に分割されている。
好ましくは、これらの半径方向間仕切り33の高さH1
は、清浄化用固体要素18の直径D1の倍数である。
例えば、この高さH1は、この直径D1の２倍又は３倍に
等しい。
好ましくは、同様に、回転部材25の区画32の数は比較
的多い。
実際には、この数はできるかぎり多いものである。
例えば、これは30を上回る。
回転部材25は、そのハブ30と一体化されたシャフト35
の端部により、半径方向アーム37がスリーブ21の側壁に
連結しているソケット36の中に回転可能に取り付けられ
ている。
回転部材25は、そのリム31と一体化されたクラウン38
により、図示されている実施形態では、スリーブ21の外
部で減速器41を介して電動機40の出力軸上に固定された
ピニオン39とかみ合っている。
しかし、変形実施形態としては、回転部材25の駆動
は、この回転部材がこのように回転可能に取り付けられ
ている場合、ベルト、チェーン又はローラ又は通常のタ
イプのその他のあらゆる駆動装置を用いて行なうことが
できる。
図示されている実施形態では、ろ過パネル26は平坦
で、概してスリーブ21の軸に対して垂直に延びている。
しかし、変形実施形態としては、このろ過パネルは多
少の差こそあれ凸形になっていてよく、例えば概して截
頭円錐形をしていてよい。
例えば、このろ過パネル26は、第87.00430号という番
号で1987年１月16日付けで出願され、第2609644号とし
て発行されたフランス特許に記述されているものと同じ
タイプのものであってもよいし、或いは、第9010682号
という番号で1990年８月27日付けで出願され、第266602
7号として発行されたフランス特許に記述されているも
のと同じタイプのものであってもよい。
しかし、変形実施形態としては、このろ過パネル26は
同様に単純な有孔鋼板、編上げ又は溶接金網板又は棚棒
格子で構成されていてもよい。
図示されている実施形態では、回転部材25の下流に配
置されたラッパ管27Sは、スリーブ21の側壁によって支
持され、このスリーブの外部でこのラッパ管はアダプタ
43Sにより導管42Sに連結されている。
同様にして、回転部材25の上流に配置されたラッパ管
27Eはスリーブ21の側壁によって支持され、このスリー
ブ21の外部でアダプタ43Eにより導管42Eに連結されてい
る。
これら２本のラッパ管27S、27Eは、スリーブ21の側壁
から、このスリーブの軸Ａの方向に片持ち式に互いに概
して平行に延びており、その凹面が回転部材25のろ過パ
ネル26の方に向いた状態で概して同じ樋形状を有し、又
回転部材の区画32のものの少なくとも１倍に等しい三角
形の輪郭を平面内に有している。
実際には、図示されている実施形態では、ラッパ管27
S、27Eは各々平面内で１つの区画32の輪郭のわずか１倍
にほぼ等しい三角形の輪郭を有し、その自由端で、間仕
切り44S、44Eにより横方向に閉じられている。
図示されている実施形態では、ラッパ管27S、27Eは各
々両側に、ろ過パネル26を横断して向流で循環する流入
流束が処理済みの流出流束の中を通過するのを避けるた
め、デフレクタ46S、46Eが隣接して配置されている。
これらのデフレクタ46S、46Eは平面内で、回転部材25
の区画32の輪郭の少なくとも１倍、そして実際にはわず
か１倍に等しい三角形の輪郭を有している。
同様に、処理済みの流出流束による回転部材25の迂回
を避けるため、図示された実施形態においては、スリー
ブ21の側壁により内部的に支持されて回転部材25のリム
31の上流周囲側でこのリム31のすぐ近くまで延びるパッ
キン48が具備されている。
総体的には、スリーブ21は、その直径D2の半分未満で
ある高さH2を有する。
図１〜図５により特定的に図示されている実施形態で
は、循環手段28は、導管42Sに介在させられたポンプ50
を含み、ポンプ50の送出し側は、この導管42Sにより回
転部材25の下流に配置されたラッパ管27Sに連結されて
いる。
また、この実施形態では、このポンプ50の吸込み側
は、導管42Sにより熱交換器10の入口配管15Eに連結され
ている。
しかし、変形実施形態では、熱交換器10の効率のわず
かな減少を代償として、ポンプ50のこの吸込み側を導管
42Sにより出口配管15Sに連結することもできる。
同時に、回転部材25の上流に配置されたラッパ管27E
は、熱交換器10の入口配管15Eに導管42Eによって連結さ
れ、この導管42Eの上にはそれ自体既知の要領で、例え
ば、交換のために、清浄化用固体要素18を場合によって
集めるための収集装置52が介在させられている。
最後に、図示された実施形態においては、回転部材25
の上流に配置されたラッパ管27Eが通じる導管42E上に、
この導管42Eを制御するゲート弁54の上流で、アダプタ5
6によりスリーブ21に連結されそれ自体ゲート弁57によ
って制御されている清浄化用配管55が接続されている。
使用中、ゲート弁54は開放し、ゲート弁57は閉じてい
る。
そのろ過パネル26によって、回転部材25は出口の水箱
14Sから出てくる清浄化用固体要素18を阻止し、区画32
毎にこれらの固体要素をラッパ管27S、27Eに直角に連続
的に輸送する。
循環手段28により誘発される推進圧力のため、ラッパ
管27S、27Eに直角にろ過パネル26を横切って向流循環が
存在し、このため、図３の矢印Ｆに従って、そのとき関
係する回転部材25の区画の中に存在する清浄化用固体要
素18はラッパ管27Eによりこの管が通じる導管42Eに向か
って誘導され、次にこのラッパ管27Eを通して熱交換器1
0の入口配管15Eに向かって誘導され、ここでこれらの要
素はこの入口配管15E内への注入によりしかるべく再度
循環させられる結果となる。
回転部材25のろ過パネル26によって漸進的に阻止され
る破片の量が過度に多くなり、その結果過度に高い圧力
損失が生じた場合、このろ過パネル26の清浄化が行なわ
れる。
このために、清浄化用固体要素18は収集装置52により
阻止され、ゲート弁54は閉じられ、ゲート弁57は開放さ
れる。
このとき、循環手段28はろ過パネル26を横切って向流
循環を誘発し、この向流循環が、ラッパ管27E及び清浄
化用管類55を通して下流で出口配管15S内ひいては流出
流束内に阻止された破片を送り、かくしてしかるべくこ
の破片が除去されることになる。
図６に例示されている変形実施形態では、循環手段28
は単に、回転部材25の下流に配置されたラッパ管27Sに
連結されたものとこの回転部材の上流に配置されたラッ
パ管27Eに連結されたものという２本の導管42S、42Eを
含み、これらの導管42S、42Eは、両方共、熱交換器10の
入口配管15Eの中にエルボ管58S、58Eを通して入り込ん
でおり、第１の導管のエルボ管58Sは上流の方に向き、
第２の導管のエルボ管58Eは下流の方に向いている。
かくして、求められる循環はきわめて単純に、流入流
束による推進圧力の結果としてもたらされる。
当然のことながら、本発明は、本明細書に説明し、図
示した実施形態に制限されず、あらゆる変形実施形態を
包括するものである。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】熱交換器の清浄化のためその中を循環する
    固体要素を回収する装置において、この熱交換器（10）
    の出口配管（15S）上に介在させるべきスリーブ（21）
    の中に前記固体要素（18）の保持専用のろ過手段（24）
    を有するタイプの装置であって、前記ろ過手段（24）が
    一方ではスリーブ（21）を横方向に閉じて環状にその軸
    （Ａ）とその周辺の間にろ過パネル（26）を有する１つ
    の回転部材（25）を含み、又他方では、流束流束の方向
    において下流側のもの１つと上流側のもの１つとから成
    り、それぞれ回転部材（25）の両側に１つずつ配置され
    て互いに対応する形で据付けられかつ自らとの関係にお
    いて回転部材（25）の相対的回転と連動した状態でこの
    回転部材（25）のろ過パネル（26）の方に両方共向けら
    れている２つのラッパ管（27S、27E）、ならびにこの回
    転部材（25）のろ過パネル（26）を横切って向流循環を
    これらのラッパ管（27S、27E）に直角に局所的に生み出
    すための循環手段を含んで成ることを特徴とする回収用
    装置。
  2. 【請求項２】循環手段（28）が、回転部材（25）の下流
    に配置された管（27S）に送出し側が連結されているポ
    ンプ（50）を含んで成ることを特徴とする、請求の範囲
    第１項に記載の回収用装置。
  3. 【請求項３】ポンプ（50）の吸込み側が熱交換器（10）
    の入口配管（15E）に連結されていることを特徴とす
    る、請求の範囲第２項に記載の回収用装置。
  4. 【請求項４】循環手段（28）は、一方が回転部材（25）
    の下流に配置された管（27S）に、又他方がこの回転部
    材の上流に配置されたラッパ管（27E）に連結されてい
    て両方共熱交換器（10）の入口配管（15E）の中にエル
    ボ管（58S、58E）を介して入り込んでいる２本の導管
    （42S、42E）を含み、第１の導管のエルボ管（58S）が
    上流の方に向けられており、第２の導管のエルボ管（58
    E）が下流の方に向けられていることを特徴とする、請
    求の範囲第１項に記載の回収用装置。
  5. 【請求項５】回転部材（25）のろ過パネル（26）の上流
    の回転部材（25）の内部体積が半径方向間仕切り（33）
    によって環状に複数の区画（32）に分割されており、ラ
    ッパ管（27S、27E）が平面内にこの区画（32）のものの
    ほぼ１倍に等しい三角形の輪郭を有することを特徴とす
    る、請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記載の
    回収用装置。
  6. 【請求項６】ラッパ管（27S、27E）は各々両側に、回転
    部材（25）の区画（32）のものの少なくとも１倍に等し
    い三角形の輪郭を平面内に有するデフレクタ（46E、46
    S）が隣接して配置されていることを特徴とする、請求
    の範囲第１項〜第５項のいずれか１項に記載の回収用装
    置。
  7. 【請求項７】回転部材（25）の上流に配置された管（27
    E）を通じている導管（42E）の上には、この導管（42
    E）を制御するゲート弁（54）の上流において、回転部
    材（25）の下流にてスリーブ（21）に連結されそれ自体
    ゲート弁（57）によって制御されている洗浄用管（55）
    が接続されていることを特徴とする、請求の範囲第１項
    〜第６項のいずれか１項に記載の回収用装置。
  8. 【請求項８】回転部材（25）はスリーブ（21）の中に回
    転する形で取り付けられており、ラッパ管（27S、27E）
    は、このスリーブの中で固定されていることを特徴とす
    る、請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に記載の
    回収用装置。
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