JP5807426B2 - チューブバンドル洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換器から取り外したチューブバンドルに対し、ノズルから高圧水を噴射して洗浄するチューブバンドル洗浄装置に関する。

熱交換器のチューブバンドルは多数のチューブの集合体を略々円柱状に取りまとめた構造物として構成されている。

多数のチューブの集合体であるチューブバンドルは、使用に伴いそれぞれのチューブの外周面に多くの汚れが付着してその機能を損なうため定期的に洗浄して汚れを除去する必要がある。

熱交換器から取り外したチューブバンドルを洗浄する装置として、特開平８−１１０１９４（特許文献１）には、チューブバンドルを跨ぐように設置され、且つチューブバンドル長手方向に移動可能な枠体にノズルを設置し、該ノズルから高圧水を噴射しながら枠体を移動させるものが記載されている。この特許文献１では、枠体の内側に、チューブバンドルを取り巻くＣ字形状のレールが設置され、該Ｃ字形レールに沿って移動するように摺動体が設置されている。この摺動体から杵体が延設され、該杵体の先端にノズルが取り付けられている。特許文献１には、２方向から高圧水を噴射することが記載されている。

特開平８−１１０１９４

上記特許文献１のチューブバンドル洗浄装置では、チューブバンドルを取り巻くようにＣ字形状のレールを設置しているため、チューブバンドルの外径がこのＣ字形レールの直径よりも大きいときにはチューブバンドルを洗浄することができない。特許文献１の００２１段落には、腕杆の傾斜角度をチューブバンドルの外径に対応させて調節することが記載されているが、チューブバンドルの外径がＣ字形レールの直径よりもかなり小さいときには対応できない。

本発明は、外径が異なるチューブバンドルであっても、十分に洗浄することができるチューブバンドル洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明のチューブバンドル洗浄装置は、チューブバンドルに対しノズルから水を噴射して洗浄するチューブバンドル洗浄装置において、該チューブバンドルの上方に配置され、チューブバンドル長手方向に延在するガイドレールと、該ガイドレールに沿って移動可能なアーム支持体と、該アーム支持体を前記ガイドレールに沿って走行させるための走行駆動手段と、該アーム支持体からチューブバンドルの一側面側へ斜め下方に延設された第１のアーム及びチューブバンドルの他側面側へ斜め下方に延設された第２のアームと、該第１のアームに沿って移動可能な第１のベース及び第２のアームに沿って移動可能な第２のベースと、各ベースをアームに沿って移動させる駆動手段と、を備えており、該第１及び第２のベースにそれぞれ前記ノズルが取り付けられており、前記ベースにノズルヘッダが回動可能に取り付けられ、該ノズルヘッダに複数個の前記ノズルが設けられており、ズルヘッダの回動軸心方向はノズルからの水の噴射方向と平行方向であり、該ノズルヘッダを該回動軸回りに回動させることにより、アーム長手方向におけるノズルピッチが変更されることを特徴とするものである。

本発明の一態様では、前記第１のアームと第２のアームとは略直交方向に延在している。

本発明のチューブバンドル洗浄装置では、チューブバンドルの上方においてチューブバンドル長手方向に延在するガイドレールにアーム支持体がガイドレール長手方向移動可能に設置されている。このアーム支持体からチューブバンドルの一側面側へ斜め下方に第１のアームが延設され、他端面側へ斜め下方に第２のアームが延設されている。各アームにベースが移動可能に設置され、各ベースにノズルが設置されている。

各ノズルから高圧水を噴射すると共に、アーム支持体をガイドレールに沿って移動させ、また、各ベースの位置を各アームに沿って所定ピッチで移動させることにより、チューブバンドルの全体を２方向から高圧水で十分に洗浄することができる。

本発明では、ベースの移動ストローク長を小さくすることにより、小径のチューブバンドルを洗浄することができ、このストローク長を大きくすることにより、大径のチューブバンドルを洗浄することができる。

本発明において、第１のアームと第２のアームとを略直交方向に延設することにより、チューブバンドルに対し直交２方向から高圧水を噴射して正方形配列された各チューブを満遍なく洗浄することができる。

本発明において、複数のノズルをノズルヘッダに設け、ノズルヘッダを水噴射方向と平行方向の回動軸心回りに回動させてアーム長手方向におけるノズルピッチを変更することにより、チューブピッチの異なるチューブバンドルに対してもチューブ間に高圧水を噴射することが可能となる。

実施の形態に係るチューブバンドル洗浄装置の斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 アームに取り付けられたベースの下方からの斜視図である。

以下、図１〜３を参照して実施の形態について説明する。

チューブバンドルＴは、図２のように多数のチューブ（細管）ｔを平行に配設したものであり、各チューブｔ同士の間には所定の間隙があいている。

チューブバンドルＴは、枕木（図示略）等を介して地表に横置き状に配置されている。

図１の通り、このチューブバンドルＴの軸心部の上方において、チューブバンドルＴの長手方向に延在するようにガイドレール１が配置されている。このガイドレール１の両端が柱２によって支持されている。柱２の下端にはキャスタ３及びジャッキ４を有した柱支持盤２ａが設けられている。キャスタ３はガイドレール１を移動させるためのものであり、ジャッキ４は柱支持盤２ａを固定したり、ガイドレール１のレベル出しを行ったりするために用いられる。

ガイドレール１の長手方向の一端側にエアモータ５が設置されている。ガイドレール１の長手方向両端側にスプロケットホイール６，６が設置されている。なお、一方のスプロケットホイール６は図１においてエアモータ５の下側に配置されており、図示されていない。スプロケットホイール６，６間にチェーン７が架け渡されており、このチェーン７に牽引されることによってアーム支持体１０がガイドレール１の長手方向に移動可能とされている。

図２の通り、アーム支持体１０は、ガイドレール１の下側に配置された盤体１１と、該盤体１１から上方に立ち上がるブラケット１２と、該ブラケット１２に車軸を介して取り付けられた車輪１３とを有している。この車輪１３がガイドレール１上を転動することにより、アーム支持体１０がガイドレール１の長手方向にスムーズに往復動可能となっている。

このアーム支持体１０の盤体１１の下面から、チューブバンドルＴの一方の側面側に第１のアーム２０が延設されると共に、チューブバンドルＴの他方の側面側に第２のアーム２０Ａが延設されている。

アーム２０，２０Ａは、水平面に対し４５°の角度となるように傾斜している。従って、チューブバンドルＴの端面に対し正対した側面図である図２において、アーム２０，２０Ａ同士は直交している。アーム２０，２０Ａは、延在方向が異なることを除いて同一構造となっている。

アーム２０，２０Ａの上端側には、エアモータ２１が取り付けられており、スプロケットホイール２２，２３間に架け渡されたチェーン２４が該エアモータ２１によって駆動可能とされている。スプロケットホイール２２はアーム２０，２０Ａの上端側に設置され、スプロケットホイール２３はアーム２０，２０Ａの下端側に設置されている。なお、アーム２０のチェーン２４は、図２においてアーム２０の裏側に配置されているので、図示されていない。

各アーム２０，２０Ａのチェーン２４によって牽引されることにより、アーム２０，２０Ａに沿って移動可能にベース３０，３０が設置されている。

図３の通り、ベース３０は、アーム２０，２０Ａに係合して移動可能なブロック３１と、該ブロック３１の下面側に固着された固定板３２と、該固定板３２の下側に配置され、該固定板３２に対し回動可能に取り付けられたノズルヘッダ３４と、該ノズルヘッダ３４に設けられた複数個（この実施の形態では２個）のノズル３５と、ブレーキ３８等を有している。

固定板３２には、円弧状のスロット３６が設けられている。ノズルヘッダ３４は、該スロット３６に挿通されたボルト３７と、該ボルト３７に螺着されたナット（図示略）とによって固定板３２に固定されている。なお、スロット３６は、ノズルヘッダ３４の回動軸心線（ノズル３５，３５の中間を通る、固定板３２と垂直な線）に対し等半径に延在する円弧状であり、該回動軸心線を挟んで対称に２個設けられている。

ボルト３７は、ノズルヘッダ３４に設けられたボルト挿通孔（図示略）を通って該スロット３６に挿通され、固定板３２の上側においてボルト３７の先端にナット（図示略）が締め込まれる。このナットを緩めることにより、ボルト３７がスロット３６内を移動可能となり、ノズルヘッダ３４が回動軸心回りに回動可能となる。

ノズルヘッダ３４を回動させることにより、ノズル３５，３５間のアーム２０，２０Ａの長手方向（図３のＬ方向）のピッチＰ（図３）が調節される。即ち、ノズル３５，３５をアーム長手方向Ｌに配列すると、ピッチＰはノズル３５，３５間の距離になり、最大となる。

ノズルヘッダ３４を回動させ、例えば、ノズル３５，３５を結ぶ線分の方向をアーム長手方向Ｌと４５°の方向としたときには、ノズル３５，３５のアーム長手方向ＬのピッチＰは上記最大値の１／√２となる。

ノズル３５は、アーム２０，２０Ａの下面（固定板３２の板面）に対して垂直方向に高圧水を噴射するよう設置されている。この実施の形態では、アーム２０，２０Ａは直交しているので、図２において、アーム２０側のノズル３５の水の噴射方向とアーム２０Ａ側のノズル３５の水の噴射方向とは直交する。

ブレーキ３８は、エアシリンダよりなり、ブレーキパッド（図示略）をアーム２０，２０Ａの上面に押し付けることによりベース３０をアーム２０，２０Ａに固定する。ブレーキパッドの押圧を緩めることによりベース３０がアーム２０，２０Ａに沿って移動可能となり、チェーン２４によってアーム２０，２０Ａに沿って移動される。

このチューブバンドル洗浄装置を用いてチューブバンドルＴを洗浄する作業手順について次に説明する。

まず、ノズル３５，３５のアーム長手方向ＬのピッチＰがチューブバンドルＴのチューブｔの配列ピッチａ（図２）と合致するようにノズルヘッダ３４の回動方向位置調節を行ない、ボルト３７及びナットによってしっかりと固定する。

次いで、ノズル３５からの噴射水がチューブｔ，ｔ間を貫く位置となるように、ベース３０，３０の位置決めを行う。また、アーム支持体１０をチューブバンドルＴの長手方向の一端側に配置する。次いで、各ノズル３５から高圧水を噴射させ、アーム支持体１０をガイドレール１に沿ってチューブバンドルＴの他端側まで移動させる。必要に応じ、アーム支持体１０をチューブバンドルＴの他端側から一端側まで復動させてもよく、さらに複数回往復動させてもよい。

次に、ベース３０の位置をピッチＰの２倍（２Ｐ）分だけアーム２０，２０Ａに沿って移動させて固定した後、アーム支持体１０を上記と同様に移動させる。これを繰り返すことにより、チューブバンドルＴのすべてのチューブｔの外面が洗浄される。図２の通り、アーム２０のノズル３５からの噴射水とアーム２０Ａのノズル３５からの噴射水とが直交方向となっているので、各チューブの全外面が満遍なく高圧噴射水によって洗浄される。

この実施の形態では、ベース３０の移動ストローク長よりも径が小さいチューブバンドルＴであれば、その径の大小を問わず、十分に洗浄することができる。

上記のアーム支持体１０やベース３０の移動、高圧水の噴射の発停は、人がスイッチ操作して行ってもよく、コンピュータ等によって自動制御してもよい。

１つのチューブバンドルＴの洗浄が終了した後、ジャッキ４による固定を解除し、チューブバンドル洗浄装置を別の箇所に移動させて次のチューブバンドルの洗浄を行うことができる。なお、チューブバンドル洗浄装置は一定箇所に配置しておき、洗浄後のチューブバンドルを搬出し、次のチューブバンドルを搬入して洗浄するようにしてもよい。

特に本発明を限定するものではないが、ノズル噴射水の水圧は８０〜１３０ＭＰａ、総ノズル流量は１５０〜２５０Ｌ／ｍｉｎ程度が好適である。

上記実施の形態では、図２の通り、アーム２０，２０Ａを直交配置（アーム交差角度＝９０°）とすることにより、アーム２０のノズル３５の噴射水方向とアーム２０Ａのノズル３５の噴射水方向とを直交方向としているが、アーム２０，２０Ａの交差角度（チューブバンドルＴ側の開き角度）を１２０°としてもよい。このようにすると、アーム２０のノズルからの噴射水方向とアーム２０Ａのノズルからの噴射水方向との交差角度が６０°となるので、チューブが千鳥配列されたチューブバンドルを洗浄することができる。

１ ガイドレール
２ 柱
５，２１ エアモータ
６，２３ スプロケットホイール
１０ アーム支持体
２０ 第１のアーム
２０Ａ 第２のアーム
３０ ベース
３５ ノズル

Claims (2)

1. チューブバンドルに対しノズルから水を噴射して洗浄するチューブバンドル洗浄装置において、
   該チューブバンドルの上方に配置され、チューブバンドル長手方向に延在するガイドレールと、
   該ガイドレールに沿って移動可能なアーム支持体と、
   該アーム支持体を前記ガイドレールに沿って走行させるための走行駆動手段と、
   該アーム支持体からチューブバンドルの一側面側へ斜め下方に延設された第１のアーム及びチューブバンドルの他側面側へ斜め下方に延設された第２のアームと、
   該第１のアームに沿って移動可能な第１のベース及び第２のアームに沿って移動可能な第２のベースと、
   各ベースをアームに沿って移動させる駆動手段と、
   を備えており、該第１及び第２のベースにそれぞれ前記ノズルが取り付けられており、
   前記ベースにノズルヘッダが回動可能に取り付けられ、該ノズルヘッダに複数個の前記ノズルが設けられており、
   該ノズルヘッダの回動軸心方向はノズルからの水の噴射方向と平行方向であり、該ノズルヘッダを該回動軸回りに回動させることにより、アーム長手方向におけるノズルピッチが変更されることを特徴とするチューブバンドル洗浄装置。
2. 請求項１において、前記第１のアームと第２のアームとは略直交方向に延在していることを特徴とするチューブバンドル洗浄装置。

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