JP5042983B2 - Heat transfer tube cleaning tool - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、伝熱管の外周に付着した異物を除去するための伝熱管清掃具に関する。 The present invention relates to a heat transfer tube cleaning tool for removing foreign matter adhering to the outer periphery of a heat transfer tube.
連続焼鈍炉、熱処理炉等に用いられる加熱炉は、石炭や重油、天然ガス等の化石燃料を燃焼させた際に発生する熱で、被加熱物を加熱している。このような加熱炉には、省エネルギー化の要請により、化石燃料の燃焼後に生成される排気ガスから、熱を回収し、回収した熱で燃焼用の空気を予熱し、廃棄される熱量を減少させて、熱効率を上げるレキュペレータが併設されているのが一般的である(特許文献1に示す)。 A heating furnace used for a continuous annealing furnace, a heat treatment furnace, and the like heats an object to be heated with heat generated when fossil fuel such as coal, heavy oil, natural gas, or the like is burned. In such a heating furnace, in response to a demand for energy saving, heat is recovered from the exhaust gas generated after the combustion of fossil fuel, the combustion air is preheated with the recovered heat, and the amount of heat discarded is reduced. In general, a recuperator that increases thermal efficiency is also provided (shown in Patent Document 1).
このようなレキュペレータ50は、図7に示されるように、複数の伝熱管51を平行に離間させて配設し、伝熱管51の外側、つまり、隣接する伝熱管51の間を排気ガスが流通し、伝熱管51の内側に燃焼用の空気が流通する構造のものである。伝熱管51の内部を流通する燃焼用の空気が、当該伝熱管51で、排気ガスの排熱と熱交換されて、予熱されるようになっている。
As shown in FIG. 7, such a
一方で、排気ガスに含まれる化石燃料由来の灰分等の異物が、伝熱管51の外表面に付着すると、排気ガスの排熱が、伝熱管51に伝熱し難くなることから、伝熱管51の内部を流通する燃焼用の空気が予熱され難くなり、図8に示されるように、レキュペレータ50の温度効率が設計値に比べて低下してしまう。
On the other hand, if foreign matter such as fossil fuel-derived ash contained in the exhaust gas adheres to the outer surface of the
そこで、作業者が図7に示されるようなワイヤーブラシ61、62を使用して、伝熱管51の外周面に付着した異物を除去していた。なお、ワイヤーブラシ61は、棒状部材61aの先端の片側に、多数のワイヤー61bを植設した構造のものであり、ワイヤーブラシ62は、棒状部材62の先端の全周に、多数のワイヤー62bを放射状に植設した構造のものである。このようなワイヤーブラシ61、62を、作業者が隣接する伝熱管51間に挿入し、挿入方向に往復動させることにより、伝熱管51の外周面に付着した異物を掻き出して除去していた。
しかしながら、ワイヤー61b、62bの長さが短いと、挿入方向に隣接する伝熱管51が互いに対面する部分(図7に示される除去不能範囲)には、ワイヤー61b、62bが届かず、当該部分に付着した異物を除去することができなかった。一方で、ワイヤー61b、62bの長さを長くすると、作業者がワイヤーブラシ61、62を往復動させるのに大きな力が必要となり、作業者の作業負担が大きくなってしまう。
However, when the lengths of the
また、図7に示されるようなワイヤーブラシ61、62では、ワイヤー61b、62bが、伝熱管51に点接触するため、伝熱管51の外表面に付着した異物を除去するのに、ワイヤーブラシ61、62を多く往復動させる必要があった。一方で、ワイヤー61b、62bの密度を上げると、ワイヤーブラシ61、62を往復動させる回数は少なくて済むが、ワイヤーブラシ61、62を往復動させるのに大きな力が必要となり、作業者の作業負担が増大してしまう。
Further, in the
本発明の目的は、上記問題を解決し、作業負担が増大することなく、伝熱管の外表面に付着した異物を確実に除去することが可能な伝熱管清掃具を提供することにある。 The objective of this invention is providing the heat exchanger tube cleaning tool which can remove the foreign material adhering to the outer surface of a heat exchanger tube reliably, without solving the said problem and increasing work burden.
上記課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、縦長部材の長手方向に複数形成されたワイヤー支持部に、順次ワイヤーを摺動可能に挿通し、当該ワイヤーを前記縦長部材からループ状に突出させ、前記ワイヤーの両端を前記縦長部材に固着して異物除去部を形成したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is characterized in that a wire is sequentially slidably inserted into a plurality of wire support portions formed in the longitudinal direction of the vertically long member, and the wire is drawn from the vertically long member. A foreign matter removing portion is formed by protruding in a loop shape and fixing both ends of the wire to the vertically long member.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、縦長部材に、ワイヤーの外径よりも大きい内径の穴を穿通して、ワイヤー支持部を形成したことを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、ワイヤーを縦弾性係数が35000N/mm2以上の線材で構成したことを特徴とする。 A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the present invention, the wire is made of a wire having a longitudinal elastic modulus of 35000 N / mm 2 or more.
請求項1に記載の発明は、縦長部材の長手方向に複数形成されたワイヤー支持部に、順次ワイヤーを摺動可能に挿通し、当該ワイヤーを前記縦長部材からループ状に突出させ、前記ワイヤーの両端を前記縦長部材に固着して異物除去部を形成したことを特徴とする。
このため、作業者が伝熱管清掃具を伝熱管の間に挿入して往復動させると、ワイヤーが、対向する伝熱管で押縮されて、前記伝熱管で押縮されている以外の部分のワイヤーが、外側に拡がり、挿入方向に対向する伝熱管の対向面にまで前記ワイヤーが到達し、前記対向面に付着している異物を除去することが可能となる。
また、ワイヤーを縦長部材からループ状に突出させているので、ワイヤーが伝熱管の外周面と線接触することから、効率よく伝熱管の外表面に付着した異物を掻き落とすことが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, a plurality of wire support portions formed in the longitudinal direction of the vertically long member are sequentially inserted so that the wires are slidable, and the wire is protruded from the vertically long member in a loop shape. Both ends are fixed to the vertically long member to form a foreign substance removing portion.
For this reason, when the operator inserts the heat transfer tube cleaning tool between the heat transfer tubes and reciprocates, the wires are compressed by the opposite heat transfer tubes and the portions other than the portions compressed by the heat transfer tubes are compressed. The wire spreads outward and reaches the opposing surface of the heat transfer tube facing in the insertion direction, so that it is possible to remove foreign matter adhering to the opposing surface.
Moreover, since the wire protrudes from the vertically long member in a loop shape, the wire comes into line contact with the outer peripheral surface of the heat transfer tube, so that it is possible to efficiently scrape off the foreign matter adhering to the outer surface of the heat transfer tube.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、縦長部材に、ワイヤーの外径よりも大きい内径の穴を穿通して、ワイヤー支持部を形成したことを特徴とする。
このため、製作容易な構造で、ワイヤー支持部を形成することが可能となる。
The invention according to
For this reason, it becomes possible to form a wire support part with a structure with easy manufacture.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、ワイヤーを縦弾性係数が35000N/mm2以上の線材で構成したことを特徴とする。
このため、ワイヤーが塑性変形することなく、挿入方向に対向する伝熱管の対向面にまでワイヤーを到達させることが可能となり、また、繰り返し使用することが可能となる。
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the present invention, the wire is made of a wire having a longitudinal elastic modulus of 35000 N / mm 2 or more.
For this reason, it becomes possible to make a wire reach the opposing surface of the heat exchanger tube which opposes an insertion direction, without plastic deformation, and it becomes possible to use repeatedly.
(本発明の伝熱管清掃具の構造の説明)
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。図1は本発明の実施の形態を示す伝熱管清掃具10の全体図であり、図2は図1の要部詳細図であり、図3は図2のA矢視図である。本発明の伝熱管清掃具10は、縦長部材1と金属製のワイヤー2とから構成されている。図1に示される実施形態では、縦長部材1は縦長の金属板材である。縦長部材1の長手方向に、所定の間隔をおいて、複数のワイヤー支持部1aを形成している。図1に示される実施形態では、縦長部材1の表裏を連通する穴を穿通して、ワイヤー支持部1aを形成している。図1に示される実施形態では、縦長部材1の先端から途中部分まで、複数のワイヤー支持部1aが形成されている。
(Description of the structure of the heat transfer tube cleaning tool of the present invention)
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of a heat transfer
縦長部材1の先端側から途中部分に向かって、ワイヤー2を縦長部材1のワイヤー支持部1aに順次挿通し、当該ワイヤー2を縦長部材1の長手方向と略直交する方向にループ状に突出させて、異物形成部10aを形成している。図3に示されるように、ワイヤー2は螺旋状となっていて、当該螺旋の一側端が、縦長部材1のワイヤー支持部1aで支持されている。ワイヤー支持部1aの内径は、ワイヤー2の外径よりも大きくなっている。このため、ワイヤー2は、ワイヤー支持部1aで、摺動可能に支持されるようになっている。ワイヤー2の両端は、縦長部材1の固着部1bに固着している。
The
(伝熱管清掃具の使用状態の説明)
図4に伝熱管清掃具10の使用状態の模式図を示す。伝熱管51を清掃する際には、作業者は、伝熱管清掃具10の異物除去部10aを、互いに隣接する伝熱管51間に挿入する。すると、図4に示されるように、螺旋状のワイヤー2が、横方向(挿入方向と直交する方向)に対向する伝熱管51の対向面51aで押圧されて、押縮される。ワイヤー2はワイヤー支持部1aで摺動可能となっていて、また、ワイヤー2の両端は固着部1bで固着されているので、前記対向面51aで押縮されている以外の部分ワイヤー2が、外側に拡がる。このため、挿入方向に対向する伝熱管51の対向面51bにまで、ワイヤー2が到達する。
(Description of heat transfer tube cleaning tool usage)
The schematic diagram of the use condition of the heat exchanger
作業者が伝熱管清掃具10を挿入方向に往復動させると、螺旋状のワイヤー2が、順次前記対向面51aで押縮されて、前記対向面51aで押縮されている以外の部分のワイヤー2が、順次外側に拡がり、ワイヤー2が伝熱管51の前記対向面51a及び対向面51bに順次接触して、異物が掻き落とされる。本発明の伝熱管清掃具10は、ワイヤー2を縦長部材1からループ状に突出させているので、ワイヤー2が伝熱管51の外周面と線接触し、効率よく伝熱管51の外表面に付着した異物を掻き落とすことができる。
When an operator reciprocates the heat transfer
螺旋状のワイヤー2が、前記対向面51aで押圧されて押縮される必要があるため、本発明では、ワイヤー2のループ径d(図3に示す)を、横方向に対向する伝熱管51の離間寸法L(図4に示す)以上に設定している。一方で、ワイヤー2のループ径dを大きく設定すると、異物除去部10aを隣接する伝熱管51間に挿入する際の挿入抵抗が大きくなり、作業者の作業負担が大きくなってしまう。このため、ワイヤー2のループ径dを、前記離間寸法Lに伝熱管51の直径Dを加えた寸法(L+D)以下に設定することが好ましい。
Since the
隣接するワイヤー支持部1aのピッチp(図4に示す)を小さくすると、伝熱管清掃具10の一回の往復動作で、ワイヤー2の伝熱管51への接触回数が多くなり、作業効率が向上する。一方で、隣接するワイヤー支持部1aのピッチpを、小さくし過ぎると、前記接触抵抗が増大し、作業負担が増大する。このため、作業効率と作業負担を比較考慮し、隣接するワイヤー支持部1aのピッチpを、適当な寸法に設定している。
When the pitch p (shown in FIG. 4) of the adjacent
本発明では、ワイヤー2が対向面51a押圧された際に、当該対向面51a以外の部分が外側に拡がるように変形する必要があるので、ワイヤー2を縦弾性係数が高く、塑性変形し難い線材で構成している。言い換えると、本発明に使用されるワイヤー2は、弾性変形領域で使用可能な線材で構成されている。本実施形態では、ワイヤー2を下表1の線材で構成している。
In the present invention, when the
縦弾性係数が大きい線材でワイヤー2を構成すると、ワイヤー2の変形量(d/L)を大きく設定することが可能となり、ワイヤー2が前記対向面51bに到達し易くなる。従って、ワイヤー2を縦弾性係数の大きいピアノ線等で構成することが好ましい。一方で、伝熱管51が銅管等の硬度が低く傷つき易い材料で構成されている場合には、ワイヤー2を縦弾性係数がやや低い黄銅線やベリリウム銅線等で構成することが好ましい。この場合には、ワイヤー2の変形量(d/L)を小さく設定する。
If the
ワイヤー2の線径を0.1mmよりも細くすると、ワイヤーのこしが弱くなり(バネ定数が小さくなる)異物除去性能が著しく低下するとともに、伝熱管や付着異物による磨耗により折損する。一方で、ワイヤー2の線径を1.5mmよりも太くすると、ワイヤー2が変形し難くなり、作業者が伝熱管清掃具10を往復動させ難くなり、作業者の作業負担が増大する。このため、本発明ではワイヤー2の線径を0.1mm〜1.5mmに設定している。耐久性と作業性を比較考慮すると、ワイヤー2の線径を0.3mm〜0.7mmに設定することが好ましい。
If the wire diameter of the
(伝熱管を清掃した際の効果)
図5にレキュペレータの熱効率改善効果のグラフを示す。図5に示されるように、本発明の伝熱管清掃具10で、レキュペレータの伝熱管51を清掃すると、伝熱管51の清掃前に比べて熱効率が改善するのは勿論なこと、従来のワイヤーブラシ61、62で伝熱管51を清掃した場合と比べても、レキュペレータの熱効率が改善することとなる。これは、従来のワイヤーブラシ61、62では、除去することができなかった伝熱管51に付着した異物も、除去することが可能となったからである。
(Effect when cleaning the heat transfer tube)
FIG. 5 shows a graph of the effect of improving the thermal efficiency of the recuperator. As shown in FIG. 5, when the
図6にレキュペレータの煙道閉塞防止効果のグラフを示す。図6に示されるように、本発明の伝熱管清掃具10で、レキュペレータの伝熱管51を清掃すると、伝熱管51の清掃前に比べて、排気ガスの流量が増加するのは勿論なこと、従来のワイヤーブラシ61、62で伝熱管51を清掃した場合と比べても、排気ガスの流量が増加することとなる。これも、従来のワイヤーブラシ61、62では、除去することができなかった伝熱管51に付着した異物も、除去することが可能となったからである。
FIG. 6 is a graph showing the effect of the recuperator on preventing the flue blockage. As shown in FIG. 6, when the
なお、以上説明した実施形態では、縦長部材1を縦長の金属板材で構成しているが、縦長部材1を角管や円管、棒材で構成しても差し支えない。また、複数の異物除去部10aを、伝熱管清掃具10に、直列又は並列に形成しても差し支えない。
In the embodiment described above, the vertically long member 1 is made of a vertically long metal plate, but the vertically long member 1 may be made of a square tube, a circular tube, or a bar. Further, a plurality of foreign
また、以上説明した実施形態では、縦長部材1に、ワイヤー2の外径よりも大きい内径の穴を穿通して、ワイヤー支持部1aを形成しているが、ワイヤー支持部1aはこの構造に限定されず、例えば、ワイヤー2を摺動可能に支持する金具でワイヤー支持部1aを構成しても差し支えなく、ワイヤー支持部1aはワイヤー2を摺動可能に支持する構造のものであれば全て含まれる。
Moreover, in embodiment described above, although the hole of the internal diameter larger than the outer diameter of the
本発明の伝熱管清掃具10で清掃する伝熱管51は、レキュペレータに用いられる伝熱管51に限定されず、管の内外で熱交換する伝熱管51であれば全て含まれ、例えば、伝熱管51の内部を水や水蒸気が流通し、加熱水蒸気を生成するボイラーに用いられる伝熱管51の清掃にも、本発明の伝熱管清掃具10を使用可能なことは言うまでもない。
The
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う伝熱管清掃具もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。 Although the present invention has been described above in connection with the most practical and preferred embodiments at the present time, the present invention is not limited to the embodiments disclosed herein. However, the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and it is understood that the heat transfer tube cleaning tool with such a change is also included in the technical scope. There must be.
1 縦長部材
1a ワイヤー支持部
1b 固着部
2 ワイヤー
10 伝熱管清掃具
10a 異物除去部
50 レキュペレータ
51 伝熱管
51a 対向面
51b 対向面
61 ワイヤーブラシ
61a 棒状部材
61b ワイヤー
62 ワイヤーブラシ
62a 棒状部材
62b ワイヤー
d ワイヤーのループ径
L 伝熱管の離間寸法
p 隣接するワイヤー支持部のピッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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