JP4240650B2 - 熱交換器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝熱面清掃機構を備える熱交換器に関し、詳しくは、伝熱壁で流路を隔離された加熱流体流路と被加熱流体流路とを熱交換器本体内の伝熱部に備え、前記伝熱壁の伝熱面を清掃可能に上下方向に配置され、且つ、撓み変形自在な清掃部材を設け、前記伝熱部の上端部に、前記伝熱面に沿って横方向に、前記清掃部材を前後移動可能に吊り下げ保持する上部保持機構を設けると共に、前記伝熱部の下端部に、前記伝熱面に沿って横方向に、前記清掃部材の下端部を前後移動可能に保持する下部保持機構を設けてある熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、伝熱面清掃機構を備える熱交換器においては、その伝熱面清掃機構は、図１３に示すように、加熱流体流路６と被加熱流体流路７とを熱交換器本体２内の伝熱部３に、平板状の伝熱壁８で流路を隔離して交互に設けてある熱交換器１に、図１４に示すように、前記伝熱壁８の伝熱面９を清掃可能に上下方向に配置され、且つ、撓み変形自在な清掃部材２７を設け、前記伝熱部３の上端部４に、前記伝熱面９に沿って横方向に、前記清掃部材２７を前後移動可能に吊り下げ保持する上部保持機構２１を設けると共に、前記伝熱部３の下端部５に、前記伝熱面９に沿って横方向に、前記清掃部材２７の下端部を前後移動可能に取り付けた下部保持機構２３を設けて構成してあった。
【０００３】
図１３に示した熱交換器１は、ゴミ焼却炉、廃棄物ガス化炉、廃棄物溶融炉等の廃棄物処理設備に付設する空気予熱器、ガスクーラ、廃熱回収ボイラ等として用いられるものである。こうした用途に限らず、煤塵等を同伴するガス経路に設けられた熱交換器１においては、そのガスに接する伝熱面９に前記煤塵等が付着しやすい。このように伝熱面９に煤塵等の付着物が付着すると、伝熱壁の熱伝達係数が低下し、処理系の熱効率を著しく損なうので、こうした付着物を除去するために、上述のような伝熱面清掃機構を設けることが行われているのである。従って、前記清掃部材２７は、前記煤塵等を同伴するガス側に配置されている。この清掃部材２７は、鎖環２９を連結した清掃用鎖２８で構成してあり、前記下部保持機構２３は、夫々の清掃用鎖２８の下端部に吊り下げられた重錘２３Ａで構成してあった。前記上部保持機構２１は、揺動軸回りに揺動自在な揺動腕１４ａに取り付けられており、前記揺動腕１４ａの前記揺動軸に対する反対側には、前記揺動軸の回転のバランスのためのカウンタウエイト１４ｂを設けてあった。
【０００４】
上記伝熱面清掃機構は、次のように動作し、前記伝熱面９を清掃するものである。つまり、前記揺動軸を駆動モータによって駆動し、前記揺動腕１４ａを揺動させ、その先端部に吊り下げてある前記清掃用鎖２８を左右に移動させるのである。この際、前記清掃用鎖２８の下端部には前記重錘を取り付けてあるから、前記清掃用鎖２８の上端部の移動に伴って、前記重錘２３Ａと共に前記清掃用鎖２８の下端部も移動し、その移動の際に、前記伝熱面９を前記清掃用鎖２８が擦って、前記伝熱面９上に付着した煤塵等を掻き落とすのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記伝熱面清掃機構においては、伝熱面９に煤塵等が付着していないならば、例えば図１５（イ）に示すように、前記清掃用鎖２８は平行に移動するのであるが、伝熱面９に煤塵等が強固に付着しておれば、例えば図１５（ロ）に示すように、移動経路の途中で前記清掃用鎖２８が付着煤塵等に引っ掛かり、前記上部保持機構２１が一端側から移動して他端側に達しているにも拘わらず、下部保持機構２３（即ち重錘２３Ａ）は、その移動経路の途中で止まってしまう。このために、前記伝熱面９に沿って前記清掃用鎖２８が移動する移動面Ａが、清掃可能領域Ａ１と清掃不可能領域Ａ２とに分かれてしまうという問題がある。
【０００６】
こうした問題を解決するために、例えば図１６に示すように、前記清掃用鎖２８を取り付ける下部保持機構２３も上部保持機構２１と同様に外部駆動で移動させることが提案される。図示の熱交換器１においては、熱交換器本体２内の伝熱部３に、上下・横方向の格子点に配置された水平配置の伝熱管を上下に直列接続して、横方向に配列した伝熱管群を形成し、管外の前記熱交換器本体２内に上下方向の加熱流体流路６を形成し、前記伝熱管内に被加熱流体流路７を形成してある。前記伝熱管の管壁で伝熱壁８を形成し、その外面を加熱流体との間の伝熱面９としたものである。このような構成の熱交換器１を廃熱ボイラとして用いる場合には、加熱流体流路６を流通する排ガス中の煤塵等の付着物（以下、付着煤塵等という。）が前記伝熱面９上に付着しやすい。
【０００７】
前記清掃部材２７は、鎖環２９を連結して形成した清掃用鎖２８で構成され、前記清掃用鎖２８は、それ自身及び前記熱交換器本体２の熱変形があってもそれに起因する無用の張力が作用しないように、前記熱交換器本体２における前記清掃用鎖２８の移動面Ａの対角長さに対して余裕を与えて長さを定め、前記上部保持機構２１と、前記下部保持機構２３とに、両端部を固定されるものである。そして、前記上部保持機構２１及び前記下部保持機構２３は、共に、移動方向両側に操作用鎖２５を取り付けて、前記熱交換器本体２に、前記夫々の操作用鎖２５を外部に引き出す外皮貫通部１０を開口させて、前記操作用鎖２５を前記外皮貫通部１０から引き出して、夫々滑車１６に掛けて端部を下方に引き下げる。前記操作用鎖２５は、必要に応じて、作業者によって手動で交互に引っ張られ、これに伴って、前記清掃部材２７が前後に移動する。尚、前記操作用鎖２５の前記熱交換器本体２外に引き出した外皮貫通部１０は、開放状態であり、そこから引き出された操作用鎖２５の端部には、夫々重錘を吊り下げて、前記操作用鎖２５が前記熱交換器本体２内で垂れ下がることを防止してある。
【０００８】
前記上部保持機構２１及び前記下部保持機構２３は、共に、前記熱交換器本体２の左右幅に長さを合わせて形成した、清掃部材２７を保持する旱状の保持部２４で構成してあり、前記保持部２４の両端部を、前記熱交換器本体２内部で、上下に配した支持桿体３０の間に前後移動自在に支持してある。前記清掃用鎖２８は、鉛直面に沿って配置された前記伝熱面９夫々に対して配置してあり、前記各伝熱面９に沿う鉛直面に対応する位置に、前記清掃用鎖２８を取り付ける清掃部材取付部２６を設けてある。前記清掃部材取付部２６は、前記保持部２４の長さ方向に沿って取り付けられた取付金物に貫通孔を穿ち、これにシャックルを取り付けて構成してある。前記上部保持機構２１においては、前記保持部２４の下面に前記取付金物を取り付けてあり、前記清掃用鎖２８の上端部の鎖環２９を、前記シャックルで取り付ける。前記下部保持機構２３においては、前記取付金物を前記保持部２４の上面に取り付けてあり、前記清掃用鎖２８の下端部の鎖環２９を、前記シャックルで取り付ける。
【０００９】
上記提案の構成においては、前記伝熱面９を清掃する際に、前記操作用鎖２５を前記熱交換器本体２の外部から操作して、上部保持機構２１だけを、一端側から他端側に向けて移動させた場合には、例えば図１６（イ）に示すように、前記清掃部材２７は、弛んだ状態で前記伝熱部３の上部の部分が前記他端側に移動するが、前述のように長さに余裕があるから、付着した煤塵等の抵抗がなければ、前記清掃用鎖２８は、図中に示した一点鎖線のような状態になるが、前記付着煤塵等の抵抗が大きければ、図に示した実線のように、前記熱交換器本体２における前記清掃用鎖２８の移動面Ａの対角線の手前で止まってしまう。従って、この段階では清掃領域は前記移動面Ａの面積の半分に達していない。次いで、前記上部保持機構２１を他端側に位置させた状態で下部保持機構２３だけを一端側から他端側に移動させると、前記付着煤塵等の抵抗がなければ、前記清掃用鎖２８は前記他端側の上部保持機構２１から真下に垂れ下がるはずであるが、上述のように、付着煤塵等に引っ掛かった状態の清掃用鎖２８の下端部を前記他端側に移動させても、例えば図１６（ロ）に示すように、前記清掃用鎖２８は弓なりになって、清掃可能領域Ａ１しか清掃できず、前記他端部側の中央部から上下に拡がった領域は清掃できない、図中でハッチングを施した清掃不可能領域Ａ２となるという問題を有している。仮に、前記上部保持機構２１と前記下部保持機構２３とを同時に一端側から他端側に移動させたとしても、結果は図１６（ロ）に示したと同じである。この状態から、前記上部保持機構２１を前記一端側に戻したとしても、結果として、前記付着煤塵等の抵抗があれば、前記清掃用鎖２８は、図１６（ハ）に示した実線の位置に留まり、図１６（ロ）に示した状態で、伝熱面９が清掃できていて、前記付着煤塵等の抵抗がないならば、図１６（ハ）に示した一点鎖線の位置にまで戻る。勿論、上記清掃のできていなかった清掃不可能領域Ａ２は清掃できないままである。前記付着煤塵の抵抗があって、前記清掃用鎖２８が、図１６（ハ）に示した実線の位置に留まった場合には、前記下部保持機構２３を前記一端側に戻しても、上述の清掃できなかった他端側の清掃不可能領域Ａ２とほぼ対称に前記一端側の中央部から上下に拡がった領域も清掃できない清掃不可能領域Ａ２となる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、鉛直面に沿う伝熱面への付着煤塵等を全領域にわたって確実に清掃できる熱交換器を提供する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
〔本発明の特徴構成〕
請求項１に係わる本発明の熱交換器の第１特徴構成は、伝熱壁で流路を隔離された加熱流体流路と被加熱流体流路とを熱交換器本体内の伝熱部に備え、前記伝熱壁の伝熱面を清掃可能に上下方向に配置され、且つ、撓み変形自在な清掃部材を設け、前記伝熱部の上端部に、前記伝熱面に沿って横方向に、前記清掃部材を前後移動可能に吊り下げ保持する上部保持機構を設けると共に、前記伝熱部の下端部に、前記伝熱面に沿って横方向に、前記清掃部材の下端部を前後移動可能に保持する下部保持機構を設けてある熱交換器において、前記伝熱部の上下方向の中間位置に、前記清掃部材を、上下方向に拘束しない状態で保持しながら、前記伝熱面に沿って横方向に移動可能な中間保持機構を設けてある点にある。尚、請求項２に記載の如く、前記清掃部材を清掃用鎖で構成してああればさらによい （第２特徴構成）。
【００１２】
請求項３に係わる本発明の熱交換器の第３特徴構成は、上記第１特徴構成又は第２特徴構成における上部保持機構と、下部保持機構と、中間保持機構との夫々に、清掃部材を保持する保持部を前後に移動させる操作用鎖を設けて、その操作用鎖の両端部を前記熱交換器本体の外側に引き出し、前記各保持機構夫々の操作用鎖の両端部に夫々平衡重錘を吊り下げてある点にある。
【００１３】
請求項４に係わる本発明の熱交換器の第４特徴構成は、上記第３特徴構成における各保持機構夫々の操作用鎖を熱交換器本体から外部に引き出す外皮貫通部に、交差する切り込みで鎖挿通孔を中央部に形成してある柔軟な材質から成るガスケット材を配置して夫々封止し、前記各保持機構の操作用鎖を、夫々前記鎖挿通孔に挿通してある点にある。あれば（第５特徴構成）さらによい。
【００１４】
請求項５に係わる本発明の熱交換器の第５特徴構成は、上記第１特徴構成乃至第４特徴構成の何れかにおいて、上部保持機構と、下部保持機構と、中間保持機構との夫々に、清掃部材を前後に駆動可能な駆動手段を設けてある点にある。尚、請求項６に記載の如く、上記駆動手段を、上部保持機構と、下部保持機構と、中間保持機構との夫々を、異なる向きに駆動可能に構成（第６特徴構成）してあればさらによい。さらに、請求項７に記載の如く、上記第５特徴構成又は第６特徴構成における駆動手段を、往復寸動しながら各保持機構の夫々を駆動するように構成してある（第７特徴構成）ことがさらに好ましい。
【００１５】
請求項８に係わる本発明の熱交換器の第８特徴構成は、上記第５特徴構成乃至第７特徴構成の何れかにおける駆動手段を、清掃部材に張力を付与しながら前記各保持機構の夫々を駆動するように構成してある点にある。
【００１６】
〔特徴構成の作用及び効果〕
上記本発明に係わる熱交換器の第１特徴構成によれば、中間部における前後両端部まで煤塵等を除去できるようになる。つまり、伝熱部の上下方向の中間位置に伝熱面に沿って横方向に移動可能な中間保持機構を設けてあるから、上部保持機構と下部保持機構とで清掃部材を前後方向に移動させるに際して、前記清掃部材の中間位置も同時に前後方向に移動させることができ、前記中間位置の前後両端部も清掃できるようになる。しかも、前記中間保持部材は、前記清掃部材を上下方向に拘束しないから、前記清掃部材に多少の熱的な相対伸縮が生じても、各保持機構同士を前記清掃部材が引き付けるようなことがなく、安定して作動する。尚、上記第２特徴構成の如く、前記清掃部材が清掃用鎖で構成してあれば、鎖は自在に変形でき、且つ、それ自身硬くて重量を有しており、適度な力で伝熱面を鎖環が擦ることにより容易に清掃できる。
【００１７】
上記本発明に係わる熱交換器の第３特徴構成によれば、上記第１特徴構成又は第２特徴構成の作用効果に加えて、清掃部材の移動が容易になる。つまり、操作用鎖の端部に平衡重錘を吊り下げてあるから、前記操作用鎖は常に適度に緊張しており、しかも前後に移動自在であるから、各保持機構を簡単に移動させることが可能になる。
【００１８】
上記本発明に係わる熱交換器の第４特徴構成によれば、上記第４特徴構成の作用効果に加えて、熱交換器本体内への外部空気の吸入を防止できて、熱交換器における熱交換効率の低下を防止できる。つまり、ガスケット材を外皮貫通部に配置して、その鎖挿通孔に操作用鎖を挿通してあるから、前記外皮貫通部を外部に対して封止することが可能になる。従って、高温ガスに外気が混入することを避けることができるから、伝熱部における伝熱壁の内外温度差を維持できるようになる。
【００１９】
上記本発明に係わる熱交換器の第５特徴構成によれば、上記第１特徴構成乃至第４特徴構成の何れかの作用効果を奏する中で、手軽に伝熱面を清掃することが可能になる。つまり、駆動手段によって清掃部材を前後に駆動できるから、操作用鎖を直接手で引っ張る必要がなく、簡単に清掃作業ができる。また、仮に、前記駆動手段を電動等の外部動力による駆動手段とすれば、人力を要しなくなる。さらに、制御機構を設けることも可能であり、例えば定期的に清掃したり、煤塵等の伝熱面への付着を検出することで、自動的に清掃することも可能になる。尚、上記第６特徴構成のように構成すれば、清掃部材を配置した鉛直面に沿う伝熱面の全域にわたって清掃することができる。つまり、各保持機構が異なる方向に駆動されれば、清掃部材を緊張させることができるから、その移動面全面にわたって清掃することが可能になる。さらに、上記第７特徴構成のように構成すれば、清掃部材が伝熱面を往復しながら擦るから、付着煤塵等はさらに落としやすくなる。
【００２０】
上記本発明に係わる熱交換器の第８特徴構成によれば、上記第５特徴構成乃至第７特徴構成の何れかの作用効果を奏する中で、各保持部材の移動範囲に関しては伝熱面を確実に清掃できるようになる。つまり、清掃部材に弛みがあっても、駆動手段によって、前記清掃部材を緊張させることが可能であり、伝熱面を確実に清掃することが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる熱交換器について説明する。図１は本発明に係る熱交換器の一例を示す正面視断面図であり、図２はその側面視断面図であり、図３は伝熱部の上端部における清掃用鎖を示す要部の正面視断面図であり、図４は図３に示した要部の側面視断面図であり、図５は伝熱部の中間部における清掃用鎖を示す要部の正面視断面図であり、図６は図５に示した要部の側面視断面図であり、図７は伝熱部の下端部における清掃用鎖を示す要部の正面視断面図であり、図８は図７に示した要部の側面視断面図であり、図９は作動用鎖の引き出し部を示す要部の分解斜視図であり、図１０は前記作動用鎖の引き出し部を示す要部縦断面図であり、図１１及び図１２は清掃用鎖の状態を示す側面より見た作用説明図である。尚、上記従来の技術に用いた図１３乃至図１６における要素と同一の要素乃至同様の機能を果たす要素については、先の図１３乃至図１６に付した符号と同一の、或いは関連する符号を付し、詳細の説明の一部を省略する。
【００２２】
本発明に係る熱交換器は、例えば、貫流ボイラ型の廃熱ボイラとすることができる。この例においては、例えば図１に示すように、熱交換器１を、熱交換器本体２の伝熱部３に、水平配置の伝熱管１７を格子点に配置し、上下に配置した前記伝熱管１７同士を直列に連結し、その連結した伝熱管１７の夫々の下端側を分配ヘッダ１８に接続し、前記伝熱管１７夫々の上端側を集合ヘッダ１９に接続して、貫流型ボイラに構成する。前記熱交換器１には、前記伝熱管１７の伝熱壁８で流路を隔離された、前記伝熱管１７外の前記熱交換器本体２内の空間で形成される加熱流体流路６と、前記伝熱管１７内の被加熱流体流路７とを熱交換器本体２内の伝熱部３に形成する。そして、前記伝熱壁８の伝熱面９に付着する煤塵等（以下付着煤塵等という。）を清掃可能にすべく、上下方向に配置され、且つ、撓み変形自在な清掃部材２７を備える伝熱面清掃機構２０を設ける。前記伝熱面清掃機構２０には、前記伝熱部３の上端部４に、前記伝熱面９に沿って横方向に（即ち前記水平配置の伝熱管１７の長さ方向に沿って）、前記清掃部材２７を前後移動可能に吊り下げ保持する上部保持機構２１と、前記伝熱部３の下端部５に、前記伝熱面９に沿って横方向に、前記清掃部材２７の下端部を前後移動可能に保持する下部保持機構２３とを設け、さらに、前記伝熱部３の上下方向の中間位置に、前記清掃部材２７を、上下方向に拘束しない状態で保持しながら、前記伝熱面９に沿って横方向に移動可能な中間保持機構２２を設ける（図２参照）。
【００２３】
前記清掃部材２７としては、例えば図４に示すような、鎖環２９を連結した清掃用鎖２８を用いるのが好ましく、以下、この清掃用鎖２８を用いる例に沿って説明する。この清掃用鎖２８は、上下に配置された前記伝熱管の伝熱面９が形成する鉛直面に沿って、前記各伝熱面９を清掃できるように、夫々の前記鉛直面に対して配置する（図１参照）。そして、例えば図３に示すように、前記上部保持機構２１の保持部２４の下面に、前記清掃用鎖２８の各配置個所に取付金具を設けて、その取付孔に、前記清掃用鎖２８の上端の鎖環２９をシャックルで夫々取り付ける。また、前記中間保持機構２２の保持部２４は、例えば図５に示すように、上記上部保持機構２１の保持部２４に設けた前記取付金具の配置に対応する位置に、前記清掃用鎖２８を遊嵌できる貫通孔を上下方向に形成し（図６参照）、夫々の貫通孔に前記清掃用鎖２８を上下に移動自在に遊嵌する。さらに、前記下部保持機構２３の保持部２４の上面には、例えば図７に示すように、前記中間保持機構２２の保持部２４に形成した貫通孔に対応する夫々の位置に、前記上部保持機構２１と同様の取付金具を取り付け、その取付孔に前記清掃用鎖２８の下端の鎖環２９をシャックルで取り付ける。前記各清掃用鎖２８の長さは、常温において、前記上部保持機構２１及び前記中間保持機構２２を夫々移動方向の一端側に位置させ、前記下部保持機構２３を他端側に位置させた際に、前記清掃用鎖２８が直線状に張る長さより僅かに短く、且つ、前記上部保持機構２１の取付金具と前記下部保持機構２３の取付金具との間の距離よりも長くしておく。この長さであれば、各保持機構２１，２２，２３を適宜の位置に位置させることで、前記中間保持機構２２の上側若しくは下側の清掃用鎖２８を、前記移動方向の両端位置において緊張した状態で鉛直姿勢に保持できる。
【００２４】
前記上部保持機構２１と、前記下部保持機構２３と、前記中間保持機構２２との夫々には、例えば図４に示すように、前記清掃部材２７を保持する保持部２４を前後に移動させる操作用鎖２５を設け、その操作用鎖２５の両端部を、外皮貫通部１０から前記熱交換器本体２の外側に引き出し（図１０参照）、前記各保持機構２１，２２，２３夫々の操作用鎖２５の外側端部に夫々平衡重錘を吊り下げておく。前記各保持部２４は、夫々上下に配した支持桿体３０の間に、前後移動自在に支持されている。前記各操作用鎖２５は、夫々の前記外皮貫通部１０に、その操作用鎖２５の鎖環２９が係入可能な溝をドラム面に備えるチェーンドラム１５に掛けて保持する。このチェーンドラム１５は、前記操作用鎖２５の駆動手段を構成し、清掃制御手段により発停制御される駆動モータによって回転駆動するようにすることが好ましい。また、前記駆動モータは、例えばステッピングモータで構成して、往復回転し、前記各保持部２４を、前後に寸動往復しながら前後何れか一方から他方に移動させるようにすればさらによい。
【００２５】
前記各外皮貫通部１０には、例えば図９に示すような、柔軟な材質から成るガスケット材１１を配置して夫々封止する（図１０参照）。前記各ガスケット材１１には、中央部に交差する切り込みで鎖挿通孔１２を形成して、前記各保持機構２１，２２，２３の操作用鎖２５を、夫々前記鎖挿通孔１２に挿通し、前記各外皮貫通部１０を封止した状態で、前記操作用鎖２５が前記熱交換器本体２の内外に移動可能に構成しておく。前記ガスケット材１１は、例えば図９に示すように、夫々押さえ板１３で前記外皮貫通部１０との間に挟持して取り付ける。夫々のガスケット材１１の取り付けは、以下のようにして行うことができる。先ず、前記外皮貫通部１０に溶接してある裏当て板１０ａの中央部に設けた丸穴に前記操作用鎖２５を挿通し、次いで、前記ガスケット材１１の鎖挿通孔１２に前記操作用鎖２５を挿通して前記裏当て板１０ａの上にあてがい、その上からコの字状に形成した前記押さえ板１３を止め付けて、前記裏当て板１０ａと前記押さえ板１３との間に前記ガスケット材１１を挟持する。このようにすれば、前記ガスケット材１１には弾性変形に対する自由度を確保できるから、前記ガスケット材１１の弾性変形によって、前記外皮貫通部１０の気密を保持できる。
【００２６】
前記駆動手段１４は、前記上部保持機構２１と、前記下部保持機構２３と、前記中間保持機構２２との夫々を、異なる向きに駆動可能に構成することが好ましい。さらに、上述のように、前記駆動手段１４は、往復寸動しながら前記各保持機構２１，２２，２３の夫々を駆動するように構成すれば、前記清掃部材２７である清掃用鎖２８が、前記伝熱面９を往復して擦りながら、一端側から他端側 （或いは他端側から一端側）に向けて移動して、前記付着煤塵等を前記伝熱面９から剥ぎ取れるようになる。
【００２７】
また、上記のように、前記各駆動手段１４が、前記各保持機構２１，２２，２３を、夫々に異なる向きに駆動できれば、前記清掃用鎖２８に張力を付与しながら前記各保持機構２１，２２，２３の夫々を駆動できるようになる。このようにすれば、前記各清掃用鎖２８は、前記上部保持機構２１の保持部２４と前記中間保持機構２２の保持部２４との間で直線状に緊張され、また、前記中間保持機構２２の保持部２４と前記下部保持機構２３の保持部２４との間でも直線状に緊張されて（図４、図６及び図８参照）前記伝熱面９に沿って往復寸動しつつ移動するようになり、前記清掃用鎖２８の移動面Ａ全体にわたって、前記伝熱面９を清掃できるようになる。
【００２８】
〔別実施形態〕
〈１〉上記実施の形態においては、本発明に係る熱交換器１を貫流ボイラ型の廃熱ボイラとして用いた例について説明したが、本発明に係る熱交換器１の用途は、上記に限らず、例えば図１３及び図１４に示した、加熱流体流路６と被加熱流体流路７とを熱交換器本体２内の伝熱部３に、平板状の伝熱壁８で流路を隔離して交互に設けてある熱交換器１に構成してあってもよい。また、その用途も、従来の技術の項で説明した、空気予熱器、ガスクーラ等、異なる用途に供されるものであってもよい。
〈２〉上記実施の形態においては、水平配置の伝熱管１７を格子点に配置し、上下に配置した前記伝熱管１７同士を直列に連結し、その連結した伝熱管１７の夫々の下端側を分配ヘッダ１８に接続し、前記伝熱管１７夫々の上端側を集合ヘッダ１９に接続して、貫流型ボイラに構成してある熱交換器１の例について説明したが、前記伝熱管１７が縦方向に配置されたものであってもよい。このような熱交換器１においては、清掃部材２７が前記伝熱管１７と平行になるから、前記保持部２４夫々を往復寸動しながら移動させることで、各伝熱管１７の間に揺れ動く清掃部材２７によって、前記清掃部材２７の移動方向に隣接する伝熱管１７同士の間の対向する伝熱面９についても前記付着煤塵等を掻き落とすことが可能である。
〈３〉上記実施の形態においては、清掃部材２７として鎖環２９を連結した清掃用鎖２８を用いる例について説明したが、前記清掃部材２７は可撓性のものであればよく、例えばワイヤストランドであってもよく、リンク連結されたチェーン等であってもよい。
〈４〉上記実施の形態においては、清掃部材２７を保持する保持部２４を前後に移動させる操作用鎖２５を設ける例について説明したが、前記保持部２４は他の手段で移動させてもよく、例えば前記保持部２４に雌ネジ或いは内側ボールねじを備えさせて、その保持部２４の移動方向に配置したねじ軸に螺合させることで、前記ねじ軸を回転させて操作するように構成してもよい。
〈５〉上記実施の形態においては、保持部２４を移動させる操作用鎖２５を、外皮貫通部１０の外側でチェーンドラム１５に掛けて保持し、端部を下方に垂らしてある例について説明したが、前記操作用鎖２５に代えてリンク結合されたチェーンを用いて、前記外皮貫通部１０の外側でスプロケットに掛け渡し、そのチェーンの両端部を前記保持部２４に取り付けてあってもよい。また、前記操作用鎖２５に代えてワイヤストランド、可撓性ワイヤ等を用いる場合には、前記チェーンドラム１５に代えて周方向に形成した溝を有する対をなす挟持ローラで保持・駆動するようにしてあってもよい。
〈６〉上記実施の形態においては、外皮貫通部１０を封止するガスケット材１１を、上半部のみを押さえ板１３と裏当て板１０ａとの間で挟持する例について説明したが、全周にわたって挟持してあってもよく、また、上端部のみを固定してあってもよい。さらに、前記ガスケット材１１と前記押さえ板１３とが一体に形成されていてもよい。
〈７〉上記実施の形態においては、外皮貫通部１０を封止するガスケット材１１に、中央部に交差する切り込みで鎖挿通孔１２を形成してある例について説明したが、交差させた長孔を形成してあってもよく、上記〈５〉に示したように、操作用鎖２５に代えてリンク結合されたチェーンを用いる場合には、角穴であってもよく、また、ワイヤストランド、可撓性ワイヤ等を用いる場合には、丸穴であってもよい。
【００２９】
【実施例】
本発明の一実施例について以下に説明する。熱交換器１は、図１乃至図８に示したと同様の構成であり、各清掃部材２７として清掃用鎖２８を用い、各清掃用鎖２８を保持する保持部２４を前後に移動させる操作用鎖２５を、外皮貫通部１０から夫々引き出して、夫々の外側端部に各々平行重錘を吊し、チェーンドラム１５に保持させ、前記チェーンドラム１５は駆動モータ（図示省略）で駆動するようにしてある。前記熱交換器１の熱交換器本体２内に設けた伝熱管１７は、上下に分割した領域に分けてあり、伝熱部３を上部伝熱部３Ａと下部伝熱部３Ｂとに分割して、前記伝熱部３の上端部、即ち前記上部伝熱部３Ａの上方に、前記各清掃用鎖２８を保持する上部保持機構２１を設け、前記上部伝熱部３Ａと前記下部伝熱部３Ｂとの間に、前記各清掃用鎖２８の前後位置を保持する中間保持機構２２を設け、前記伝熱部３の下端部、即ち前記下部伝熱部３Ｂの下方に、前記各清掃用鎖２８の下端部を保持する下部保持機構２３を設けてある。前記上部保持機構２１には、前記各清掃用鎖２８の上端部を固定する前記保持部２４を、前記中間保持機構２２には、前記各清掃用鎖２８の中間部を夫々上下移動自在に保持する前記保持部２４を、前記下部保持機構２３には、前記各清掃用鎖２８の下端部を固定する前記保持部２４を、夫々設けてある。前記各保持部２４には、夫々を前後に移動させる夫々の操作用鎖２５の中側端部を取り付けてある。
【００３０】
前記各保持機構２１，２２，２３は、図１１及び図１２に示すように、以下の工程で操作される。便宜上、移動方向を明らかにするために、前記各清掃用鎖２８を移動させる移動面Ａの一方を北とし、他方を南として図中に標記した。説明の便宜上、前記各保持機構２１，２２，２３の保持部２４が全て南側にある状態から話を進める。前記伝熱部３の各伝熱面９の清掃を開始するのは、清掃制御手段（図示省略）からの指令に基づく。清掃開始前は、図１１（イ）に示すように、清掃用鎖２８は、前記移動面Ａの南側端部に位置し、前記下部保持機構２３の保持部２４から下に一部垂れ下がっている。
【００３１】
（１）前記清掃制御手段からの清掃開始指令を受けると、前記上部保持機構２１の北側のチェーンドラム１５を駆動する駆動モータが駆動され、前記チェーンドラム１５が回動して、前記上部保持機構２１の保持部２４に取り付けられた操作用鎖２５を北側に引き寄せる。この操作用鎖２５に引かれて、前記清掃用鎖２８の上端部が北側の端に達すると、前記清掃用鎖２８は前記中間保持機構２２の位置で屈曲した状態で緊張する（図１１（ロ）参照）。前記上部保持機構２１の保持部２４が北側端部に達したことを検出すると、前記駆動されていた駆動モータは停止する。
（２）次いで、中間保持機構２２の北側のチェーンドラム１５を駆動する駆動モータが起動される。前記チェーンドラム１５は回動し、前記中間保持機構２２の保持部２４に取り付けられた操作用鎖２５を北側に引き寄せる。この操作用鎖２５に引かれて、前記清掃用鎖２８の中間部が北側の端に達すると、前記清掃用鎖２８は前記中間保持機構２２の位置で先と逆に屈曲した状態になる（図１１（ハ）参照）。この状態では、前記上部保持機構２１と前記中間保持機構２２との間の距離と、前記中間保持機構２２と前記下部保持機構２３との間の距離との差から、前記上部保持機構２１と前記中間保持機構２２との間では、前記清掃用鎖２８の自重で緊張するが、前記中間保持機構２２の下方では弛んだ状態になる（図中の破線参照）。前記中間保持機構２２の保持部２４が北側端部に達したことを検出すると、前記駆動されていた駆動モータは停止する。この段階で、前記上部伝熱部３Ａの領域は、ほぼ全て清掃できる。尚、前記下部伝熱部３Ｂにおける付着煤塵等が強固に固着している場合には、前記下部伝熱部３Ｂにおいては、前記清掃用鎖２８は、引っ掛かりの分だけ北側への移動が遅れた状態になる。
（３）その後、下部保持機構２３の北側のチェーンドラム１５を駆動する駆動モータを起動する。前記チェーンドラム１５は回動し、前記下部保持機構２３の保持部２４に取り付けられた操作用鎖２５を北側に引き寄せる。この操作用鎖２５に引かれて、前記清掃用鎖２８の下端部が北側の端に達すると、前記清掃用鎖２８は清掃開始前途同じく、清掃用鎖２８は、前記移動面Ａの南側端部に位置し、前記下部保持機構２３の保持部２４から下に一部垂れ下がった状態になる（図１２（ニ）中の破線参照）。
（４）尚、前記下部伝熱部３Ｂにおける付着煤塵等が強固に固着している場合には、前記下部伝熱部３Ｂにおいては、前記清掃用鎖２８は、引っ掛かった部分が北側への移動が遅れた状態になる（図１２（ニ）参照）。これを緊張させるには、前記上部保持機構２１の南側のチェーンドラムを駆動する駆動モータを起動する。これに伴い、前記チェーンドラム１５が回動して、前記上部保持機構２１の保持部２４に取り付けられた操作用鎖２５を南側に引き寄せる。この操作用鎖２５に引かれて、前記清掃用鎖２８の上端部が南側の端に達すると、前記清掃用鎖２８は前記下部伝熱部３Ｂでも緊張するようになり、前記中間保持機構２２の位置で屈曲した状態で全長が緊張するようになる（図１２（ホ）参照）。こうして、前記移動面Ａ内の前記伝熱面９が全面的に清掃される。前記付着煤塵が残留している場合には、上記（１）〜（３）の操作を南北逆方向に行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱交換器の一例を示す正面視断面図
【図２】図１に示した熱交換器の側面視断面図
【図３】図１に示した熱交換器の上端部における清掃用鎖を示す要部の正面視断面図
【図４】図３に示した要部の側面視断面図
【図５】図１に示した熱交換器の中間部における清掃用鎖を示す要部の正面視断面図
【図６】図５に示した要部の側面視断面図
【図７】図１に示した熱交換器の下端部における清掃用鎖を示す要部の正面視断面図
【図８】図７に示した要部の側面視断面図
【図９】図１に示した熱交換器の作動用鎖の引き出し部を示す要部の分解斜視図
【図１０】図９に示した作動用鎖の引き出し部を示す要部縦断面図
【図１１】清掃用鎖の状態を示す側面より見た作用説明図
【図１２】清掃用鎖の状態を示す側面より見た作用説明図
【図１３】従来の熱交換器の一例を示す一部切り欠き斜視図
【図１４】図１４に示した熱交換器の要部を示す正面視断面図
【図１５】従来の熱交換器の一例における清掃用鎖の状態を示す側面より見た作用説明図
【図１６】他の熱交換器における清掃用鎖の状態を示す側面より見た作用説明図
【符号の説明】
２ 熱交換器本体
３ 伝熱部
４ 伝熱部の上端部
５ 伝熱部の下端部
６ 加熱流体流路
７ 被加熱流体流路
８ 伝熱壁
９ 伝熱面
１０ 外皮貫通部
１１ ガスケット材
１２ 鎖貫通孔
１４ 駆動手段
２１ 上部保持機構
２２ 中間部保持機構
２３ 下部保持機構
２４ 保持部
２５ 操作用鎖
２７ 清掃部材
２８ 清掃用鎖

Claims (8)

1. 伝熱壁で流路を隔離された加熱流体流路と被加熱流体流路とを熱交換器本体内の伝熱部に備え、前記伝熱壁の伝熱面を清掃可能に上下方向に配置され、且つ、撓み変形自在な清掃部材を設け、前記伝熱部の上端部に、前記伝熱面に沿って横方向に、前記清掃部材を前後移動可能に吊り下げ保持する上部保持機構を設けると共に、前記伝熱部の下端部に、前記伝熱面に沿って横方向に、前記清掃部材の下端部を前後移動可能に保持する下部保持機構を設けてある熱交換器であって、
   前記伝熱部の上下方向の中間位置に、前記清掃部材を、上下方向に拘束しない状態で保持しながら、前記伝熱面に沿って横方向に移動可能な中間保持機構を設けてある熱交換器。
2. 前記清掃部材を清掃用鎖で構成してある請求項１記載の熱交換器。
3. 前記上部保持機構と、前記下部保持機構と、前記中間保持機構との夫々に、前記清掃部材を保持する保持部を前後に移動させる操作用鎖を設けて、その操作用鎖の両端部を前記熱交換器本体の外側に引き出し、前記各保持機構夫々の操作用鎖の両端部に夫々平衡重錘を吊り下げてある請求項１又は２に記載の熱交換器。
4. 前記各保持機構夫々の操作用鎖を前記熱交換器本体から外部に引き出す外皮貫通部に、交差する切り込みで鎖挿通孔を中央部に形成してある柔軟な材質から成るガスケット材を配置して夫々封止し、前記各保持機構の操作用鎖を、夫々前記鎖挿通孔に挿通してある請求項３記載の熱交換器。
5. 前記上部保持機構と、前記下部保持機構と、前記中間保持機構との夫々に、前記清掃部材を前後に駆動可能な駆動手段を設けてある請求項１〜４の何れか１項に記載の熱交換器。
6. 前記駆動手段を、前記上部保持機構と、前記下部保持機構と、前記中間保持機構との夫々を、異なる向きに駆動可能に構成してある請求項５記載の熱交換器。
7. 前記駆動手段を、往復寸動しながら前記各保持機構の夫々を駆動するように構成してある請求項５又は６に記載の熱交換器。
8. 前記駆動手段を、前記清掃部材に張力を付与しながら前記各保持機構の夫々を駆動するように構成してある請求項５〜７の何れか１項に記載の熱交換器。

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