JPH07301497A - 熱交換器チューブ洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換器のチューブ内面の炭酸塩等の付着物
を効率よく洗浄する。 【構成】 洗浄装置３０は、洗浄液タンク３８の洗浄液
を加圧、吐出する加圧ポンプ４４、加圧ポンプ４４から
の洗浄液を噴射する噴射ノズル５２を備えている。ま
た、熱交換器１０のドレンバルブ２８と薬剤タンク３８
との間には吸引ポンプ３６が介装されている。加圧ポン
プ４４を稼動させ、噴射ノズル５２から洗浄液をチュー
ブ２０内に噴射させる。噴射された洗浄液は、チューブ
２０の内面に衝突するように接触し、チューブ２０の内
面に付着しているスライムを吹き飛ばすと共にチューブ
２０の内面に付着している炭酸カルシウム等の炭酸塩類
や珪酸塩類を溶解させる。次に、噴射を停止して洗浄液
と炭酸塩等との反応の進行を待ち、その後さらに噴射、
停止を間欠的に実行する。これにより少ない洗浄液量で
効率よく洗浄できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば吸収式冷凍機の
再生器等に使用される熱交換器のチューブ内面を洗浄す
る熱交換器チューブ洗浄方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば吸収式冷凍機の再生器のようにチ
ューブ側流体に工業用水や天然水を使用する熱交換器で
は、チューブの内面に炭酸塩や珪酸塩等が付着すること
が知られている。

【０００３】このような炭酸塩等の付着があると熱交換
器の熱交換率が低下するために、例えば１年〜２年毎に
チューブの内面を洗浄している。従来、このようなチュ
ーブ内面の洗浄に当たっては、例えばブラシ等をチュー
ブ内に挿入して洗浄するブラシ洗浄方法があり、この方
法は軟質スライムの除去は可能であるが、上述の炭酸塩
等の除去は困難であった。特に銅や銅合金のチューブで
は、ブラッシングによって内面に傷がつくおそれがあ
り、ブラシ洗浄方法は採用し難かった。

【０００４】このため、炭酸塩等の除去には、例えばチ
ューブ側のインレットノズルに通ずる配管から薬液を注
入しアウトレットノズルに通ずる配管から回収すること
により薬液を循環させて、薬液によってチューブ内面の
炭酸塩等を溶解させた後、薬液を排出し、さらに水を同
様に循環させてチューブ内面を洗浄する浸漬循環化学洗
浄方法が採用されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように薬液の循環による浸漬循環化学洗浄方法では、大
量の洗浄液を使用することから洗浄廃液も大量となり、
その中和処理等も容易ではなかった。

【０００６】また、仮設循環のための配管や洗浄後の復
旧なども大がかりとなっていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の熱交換器チューブ洗浄方
法は、熱交換器のチューブの内面を洗浄するに当たっ
て、少なくとも上記チューブの一方の端を露出状態と
し、上記チューブの露出された端から上記チューブへ洗
浄液を注入する注入ステップと、該注入ステップに続い
て上記チューブを放置する放置ステップとからなる洗浄
工程を実施した後に、上記チューブ内を水洗することを
特徴とする。

【０００８】請求項２記載の熱交換器チューブ洗浄方法
は、請求項１記載の熱交換器チューブ洗浄方法におい
て、上記洗浄工程を複数回実施した後に、上記チューブ
内を水洗することを特徴とする。

【０００９】請求項３記載の熱交換器チューブ洗浄方法
は、請求項１または２記載の熱交換器チューブ洗浄方法
において、上記注入ステップにおいて洗浄液を上記チュ
ーブ内に噴射することを特徴とする。請求項４記載の熱
交換器チューブ洗浄方法は、請求項１ないし３のいずれ
か記載の熱交換器チューブ洗浄方法において、上記洗浄
液として中性またはアルカリ性洗浄剤の水溶液を使用す
ることを特徴とする。

【００１０】請求項５記載の熱交換器チューブ洗浄方法
は、請求項１ないし３のいずれか記載の熱交換器チュー
ブ洗浄方法において、上記洗浄液として酸性洗浄剤の水
溶液を使用することを特徴とする。請求項６記載の熱交
換器チューブ洗浄方法は、請求項４記載の洗浄方法を実
施した後に、請求項５記載の洗浄方法を実施することを
特徴とする。

【００１１】

【作用】請求項１記載の熱交換器チューブ洗浄方法にお
いては、洗浄に先だって少なくともチューブの一方の端
を露出状態とする。この作業は、例えばシェルアンドチ
ューブ型の熱交換器であれば、一方のチャンネルを撤去
してこの側のチューブシートを露出させる。なお、チャ
ンネルカバーを有する形式であれば、チャンネルカバー
のみを撤去してもよい。

【００１２】このチューブ端の露出後、注入ステップと
して、予め適宜の濃度に調製され、タンクに貯留してお
いた洗浄液を、例えばポンプにより上述の露出側の端か
らチューブ内に注入する。一旦、洗浄液の注入を停止し
て、放置ステップとして、洗浄液をチューブ内面に付着
させた状態で放置する。この放置ステップは、例えば洗
浄液と炭酸塩等との反応の進行を待つための時間を確保
するものであり、その時間は、付着物の種類や量等によ
って異なるが、１０分〜３０分程度で十分である。この
ように注入ステップと放置ステップとからなる洗浄工程
を実施した後に、チューブ内を水洗してチューブから除
去されてチューブ内に残留している物質を洗い流し、チ
ューブ内面を清浄にする。

【００１３】洗浄液としては、従来の薬液の循環による
浸漬循環化学洗浄方法において使用されていたものはす
べて使用可能であり、例えば中性洗浄液としては界面活
性剤、過酸化水素等を主成分とするものが挙げられ、ア
ルカリ性の洗浄液としては水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウム、炭酸ナトリウム、リン酸ナトリウム、過炭酸ナ
トリウム等を主成分とするものがある。また、酸性の洗
浄液としては、塩酸、リン酸、フッ酸、硫酸、酢酸、リ
ンゴ酸、ヒドロキシ酢酸等を主成分とするものがある。

【００１４】軟質スライムの除去を主たる目的としてチ
ューブを洗浄する場合には、中性またはアルカリ性の洗
浄液を使用するのが好ましく、炭酸塩等のスケールを除
去するには酸性の洗浄液を使用するとよい。また、洗浄
液の濃度は種類によって一律ではないが、一般に従来の
浸漬循環化学洗浄方法に使用する場合よりも濃くすると
洗浄効果が高くなる。

【００１５】洗浄液の注入は、チューブの長さや洗浄液
送出圧、時間当たりの送出量等によって異なるが、多く
の再生器に使用されている６ｍチューブの場合、ポンプ
の吐出圧１０ｋｇ／ｃｍ² 、吐出量５ｌ／ｍｉｎで約３
秒〜５秒程度が、洗浄効率および注入作業の効率の面か
ら好ましいが、この範囲に限定されるものではない。

【００１６】洗浄液はチューブ内面に付着すればよく、
チューブ内部を洗浄液で満たす必要はないので、少量の
洗浄液で効率よく洗浄することができる。このため、洗
浄廃液も少量となり、その中和処理等も容易となる。ま
た、例えばシェルアンドチューブ型の熱交換器の場合で
あれば、チューブ内に洗浄液を注入するためには、一方
のチャンネルを撤去してチューブシートを露出させるだ
けでよい。また、チューブ内に注入した洗浄液の回収
は、他方のチャンネルに設置されているドレンバルブか
ら行える。したがって、片側のチャンネルの撤去と復旧
作業が必要となるが、従来の浸漬循環化学洗浄方法にお
ける仮設循環回路の設置、撤去、熱交換器に連なる配管
の復旧作業と比較すれば、きわめて少ない作業量です
む。

【００１７】請求項２記載の熱交換器チューブ洗浄方法
においては、上述した請求項１記載の洗浄工程が複数回
実施される。つまり、注入ステップと放置ステップとが
交互に行われる。各ステップについては、上述と同様に
なされればよい。洗浄工程の繰り返し回数は、チューブ
に付着しているスケール等の種類や付着状況に応じて異
なり、一律に決定されるものではない。例えば、目視に
よりチューブ内面の清浄度合を確認しつつ適宜の回数の
洗浄工程を行うとよい。

【００１８】なお、１基の熱交換器に装備されている多
数のチューブに順番に洗浄液を注入していけば、同一の
チューブに２回目以後の注入を行うまでに上述の放置時
間程度を要することになるので、特別に放置時間を確保
すべく作業する必要はない。複数回の洗浄工程を実施す
るので、珪酸塩等の除去しにくいスケールの除去に効果
的である。

【００１９】請求項３記載の熱交換器チューブ洗浄方法
においては、洗浄液をチューブ内に噴射するので、チュ
ーブ内面に付着している軟質スライム等を吹き飛ばすよ
うにして除去できる。スライム除去により炭酸塩等と洗
浄剤液との接触効率が向上するので、請求項１または２
記載の構成による効果は一層良好となる。

【００２０】請求項４記載の熱交換器チューブ洗浄方法
は、洗浄液としてアルカリ性洗浄剤の水溶液を使用する
ので、特に軟質スライムの除去が良好になる。請求項５
記載の熱交換器チューブ洗浄方法は、洗浄液として酸性
洗浄剤の水溶液を使用するので、炭酸塩や珪酸塩等の除
去を効率よく行うことができる。

【００２１】請求項６記載の熱交換器チューブ洗浄方法
は、請求項４記載の洗浄方法を実施した後に、請求項５
記載の洗浄方法を実施するので、軟質スライムの除去と
炭酸塩や珪酸塩等の除去を効率よく行うことができる。
しかも、軟質スライムの除去後に炭酸塩等の除去が行わ
れるので、炭酸塩等の除去効果はきわめて良好となる。

【００２２】

【実施例】次に、本発明の一実施例を説明する。図１に
示すように、熱交換器１０は、一対のチューブシート１
２、１４を円筒状のシェルバレル１６で連結したシェル
１８を備えている。シェル１８内には、複数のチューブ
２０が挿通されており、各チューブ２０の両端部はチュ
ーブシート１２、１４に設けられているチューブホール
に嵌入され、拡管によって固定されている。また、チュ
ーブシート１４には、チャンネル２２が、ボルト（図示
略）にて取り付けられている。なお、熱交換器１０の稼
動時には他方のチューブシート１２にもチャンネル２２
と同様のチャンネルが装着されているが、図示の状態で
はチューブシート１２側のチャンネルは取り外されてい
る。チャンネル２２には、チューブ側流体の通路となる
ノズル２４が設けられており、ノズル２４には配管２６
が接続されている。さらに、チャンネル２２の下部に
は、チャンネル２２内の流体を排出可能なドレンバルブ
２８が装着されている。

【００２３】さて、この様な熱交換器１０のチューブ２
０の内面を洗浄するための本実施例で採用した熱交換器
チューブ洗浄装置（以下、単に洗浄装置ともいう）３０
の構造について説明すると、この洗浄装置３０は、連結
ホース３２を介してドレンバルブ２８に接続される。連
結ホース３２の他端はフィルタ３４に接続されている。
このフィルタ３４の出口側は吸引ポンプ３６のサクショ
ン側３６ａに接続され、吸引ポンプ３６のデリバリ側３
６ｂは洗浄液タンク３８に接続されている。

【００２４】洗浄液タンク３８は、予め好適な濃度に調
製された洗浄液が貯留される。この洗浄液タンク３８内
には、先端にストレーナ４０が装着された吸入管４２が
挿入されており、この吸入管４２は加圧ポンプ４４のサ
クション側４４ａに接続されている。また、加圧ポンプ
４４のデリバリ側４４ｂは、フレキシブルホース４６を
介して噴射ガン４８に接続されている。なお、図示を省
略しているが、加圧ポンプ４４のデリバリ側４４ｂとサ
クション側４４ａとの間には２本のバイパスラインが設
けられており、それぞれ安全弁および圧力調整バルブが
介装されている。従って、加圧ポンプ４４を稼動させた
際には、デリバリ側４４ｂの圧力は圧力調整バルブの設
定圧に調節される。また、何等かの事情でデリバリ側４
４ｂの圧力が安全弁の設定圧以上になった場合には、安
全弁が開弁してデリバリ側４４ｂの圧力を降圧できる。
しかも、これら圧力調整弁および安全弁から排出される
洗浄液は洗浄液タンク３８へ戻されるので、洗浄液が外
部に流出するおそれはない。

【００２５】噴射ガン４８には、ヘッダ５０に固着され
た複数の噴射ノズル５２が設けられており、噴射スイッ
チ５４によってフレキシブルホース４６側と噴射ノズル
５２との連通を通断操作できる。このため、加圧ポンプ
４４から流体を供給された際には、噴射スイッチ５４の
操作に応じて噴射ノズル５２から流体を噴出、停止可能
である。

【００２６】次に、この洗浄装置３０を使用してのチュ
ーブ２０の内面の洗浄作業について説明する。まず、図
１に示すように、熱交換器１０のチューブシート１２側
のチャンネルを撤去し、チューブシート１４側のチャン
ネル２２のドレンバルブ２８に連結ホース３２を接続す
る。この作業に先だって、またはこの作業と並行して、
洗浄液タンク３８には、予め適切な濃度に調製された洗
浄液が投入される。続いて、加圧ポンプ４４を稼動さ
せ、併せて吸引ポンプ３６を稼動させる。その後、図２
に例示するように、噴射ガン４８の噴射ノズル５２をチ
ューブ２０内に挿入する。この状態で噴射スイッチ５４
を操作して噴射ノズル５２とフレキシブルホース４６側
とを連通させて、加圧ポンプ４４から吐出された洗浄液
を、噴射ノズル５２からチューブ２０内に噴射させる。

【００２７】噴射ノズル５２からの洗浄液の噴射を設定
時間継続した後、噴射スイッチ５４を操作して噴射ノズ
ル５２とフレキシブルホース４６側との連通を遮断して
洗浄液の噴射を一旦停止する。この洗浄液噴射時間は、
チューブ２０内面の塩類等の付着状態に応じて設定され
るが、通常は約３秒〜５秒程度で十分である。

【００２８】噴射された洗浄液は、チューブ２０の内面
に衝突するように接触し、チューブ２０の内面に付着し
ているスライムを吹き飛ばすと共にチューブ２０の内面
に付着している炭酸カルシウム等の炭酸塩類や珪酸塩類
を溶解させる。この洗浄液による炭酸塩等の溶解作用
は、洗浄液の噴射を停止した後も継続される。このた
め、洗浄液注入後の放置時間を確保することにより、洗
浄効率が向上する。この放置時間は１０分〜３０分で十
分である。

【００２９】次に、再度洗浄液を噴射すると、前回噴射
された洗浄液によって溶解された塩類等は噴射される洗
浄液によって洗い流され、洗浄液と共にチャンネル２２
内に流出する。続いて、この噴射を停止し、上述と同様
に洗浄液と炭酸塩等との反応を待つ。さらに、チューブ
２０の清浄度合を観察しつつ、洗浄液の噴射、停止およ
び放置を繰り返してよい。

【００３０】このように適宜回数の洗浄液の噴射、停止
と放置とを繰り返した後、チューブ２０に水を注入して
内面を水洗してチューブ２０内面を清浄にする。その
後、チャンネルの組付けなど復旧作業が行われる。チュ
ーブ２０内に噴射された洗浄液によって炭酸塩等のチュ
ーブ２０内面の付着物を溶解すると共に噴射圧でチュー
ブ２０の内面から剥離させるので、チューブ２０内面の
炭酸塩等の付着物は効率よく除去され、チューブ２０内
面の洗浄は短時間となる。しかも、噴射ノズル５２を複
数本備えているので、同時に複数のチューブ２０を洗浄
でき、洗浄効率は一層向上される。

【００３１】チャンネル２２内に流出した洗浄液は、吸
引ポンプ３６によって吸引され、洗浄液タンク３８へと
回収される。この際、洗浄液に含まれている固形物はフ
ィルタ３４にて濾過されるので、このような固形物が吸
引ポンプ３６を損傷することはない。洗浄液タンク３８
に回収された洗浄液は、再び加圧ポンプ４４に吸入さ
れ、噴射ノズル５２側へと吐出されることで、循環使用
される。この際、ストレーナ４０が洗浄液タンク３８内
の異物を濾過するので、吸引ポンプ３６の場合と同様
に、このような異物が加圧ポンプ４４を損傷することは
ない。

【００３２】１回の洗浄液の噴射量は、チューブ２０の
内面に洗浄液が十分に付着するだけの量でよく、噴射を
間欠的に行うので洗浄液の量はきわめて少量ですむ。し
かも、チューブ２０内を通過した洗浄液を回収して再度
使用するので、チューブ２０の内面の洗浄に要する洗浄
液の総量はきわめて少量でよい。

【００３３】なお、上述の噴射を一旦停止した際に、噴
射ノズル５２を他のチューブ２０に挿入し、上述と同様
にして洗浄液を噴射してチューブ２０の内面を洗浄すれ
ば、時間的な洗浄効率を向上させることになる。上述の
操作を次々と繰り返し、全てのチューブ２０を洗浄して
洗浄作業を終了する。なお、図２（ａ）に示すように、
チューブ２０の本数が６本に満たない第１列Ｌ１等のチ
ューブ２０では、本実施例の噴射ノズル５２を挿入でき
ないが、このような列のチューブ２０については、噴射
ノズル５２の本数が例えば１本あるいは２本等の噴射ノ
ズル５２の本数の少ない噴射ガン４８を使用すればよ
い。また、例えば第２列Ｌ２の右端のチューブ２０のよ
うに、半端になるチューブ２０についても同様である。
したがって、フレキシブルホース４６を例えば２分岐し
ておき、一方のラインに噴射ノズル５２の数の多い噴射
ガン４８を接続し他方のラインに噴射ノズル５２の数の
少ない噴射ガン４８を接続して、両噴射ガン４８を使い
分けると効率的である。

【００３４】以上のように、本実施例の洗浄によれば、
チューブ内面の炭酸塩等の付着物は効率よく除去され
る。しかも、噴射ノズル５２を複数本備えているので、
同時に複数のチューブ２０を洗浄でき、洗浄効率は一層
向上される。また、チューブ２０内を通過した洗浄液を
回収、再使用するので、洗浄に要する洗浄液の総量はき
わめて少量でよい。 （実施例２〜５）次に、本発明の洗浄方法によって吸収
式冷凍機の再生器として使用されている熱交換器のチュ
ーブを洗浄した例を表１および表２に示す。なお、付着
物内容において、カルシウムおよびマグネシウムは炭酸
カルシウム換算量で示している。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】表１および表２から明らかなように、本発
明の洗浄方法はさまざまな種類の付着物を効率よく除去
できる。 （従来技術との比較）下記の表３は、従来の洗浄方法と
本発明の洗浄方法との効率やコスト面での相対評価を表
すものである。

【００３８】

【表３】

【００３９】この表２に示されるように、本発明の方法
は、珪酸塩の除去において従来の浸漬循環化学洗浄方法
にやや劣るものの、他の項目では優れている。また、ブ
ラシ洗浄方法は、他の２方法に比較して塩類の除去にお
いて劣っている。以上、実施例について説明したが、本
発明はこのような実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲でさまざまに実施できる。

【００４０】例えば、実施例においては６本の噴射ノズ
ルを備える噴射ガンを例示しているが、噴射ノズルの数
は６本に限らず１〜５本あるいは７本以上とすることも
できる。また、噴射ノズルの外径はチューブ内に挿入可
能であればよく、特に制限はない。

【００４１】さらに、上述の例ではチャンネルのドレン
から洗浄液を回収しているが、回収元はドレンに限らな
い。また、回収は必須ではなく、回収、再使用しなくと
もよいが、チューブ洗浄に使用される多くの洗浄液が劇
薬に該当する成分等有害物質を含むので、回収すること
が好ましい。

【００４２】なお、上述の例では直管式の熱交換器チュ
ーブの洗浄について説明したが、Ｕ字管やコイル状に巻
回された蛇管等、さまざまな形状のチューブについて適
用できることは言うまでもない。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の熱
交換器チューブ洗浄方法によれば、少量の洗浄液で熱交
換器チューブ内面を効率よく洗浄することができ、洗浄
廃液も少量となるので中和処理等も容易となる。

【００４４】また、洗浄作業に伴う熱交換器の分解、復
旧も、従来の浸漬循環化学洗浄方法における仮設循環回
路の設置、撤去、熱交換器に連なる配管の復旧作業と比
較すれば、きわめて少ない作業量ですむ。請求項２記載
の熱交換器チューブ洗浄方法においては、複数回の洗浄
工程を実施するので、珪酸塩等の除去しにくいスケール
の除去に効果的である。

【００４５】請求項３記載の熱交換器チューブ洗浄方法
においては、洗浄液をチューブ内に噴射するので、チュ
ーブ内面に付着している軟質スライム等を吹き飛ばすよ
うにして除去できる。スライム除去により炭酸塩等と洗
浄剤液との接触効率が向上するので、請求項１または２
記載の構成による効果は一層良好となる。

【００４６】請求項４記載の熱交換器チューブ洗浄方法
は、洗浄液としてアルカリ性洗浄剤の水溶液を使用する
ので、特に軟質スライムの除去が良好になる。請求項５
記載の熱交換器チューブ洗浄方法は、洗浄液として酸性
洗浄剤の水溶液を使用するので、炭酸塩や珪酸塩等の除
去を効率よく行うことができる。

【００４７】請求項６記載の熱交換器チューブ洗浄方法
は、請求項４記載の洗浄方法を実施した後に、請求項５
記載の洗浄方法を実施するので、軟質スライムの除去と
炭酸塩や珪酸塩等の除去を効率よく行うことができる。
しかも、軟質スライムの除去後に炭酸塩等の除去が行わ
れるので、炭酸塩等の除去効果はきわめて良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例において使用した熱交換器チューブ洗
浄装置の構成の説明図である。

【図２】 実施例の熱交換器チューブ洗浄装置による洗
浄作業に際して噴射ノズルをチューブ内に挿入した状態
の説明図であり、図２（ａ）はチューブ開口側の説明
図、図２（ｂ）はチューブの軸方向に沿った一部断面図
である。

【符号の説明】

１０・・・熱交換器、１２、１４・・・チューブシー
ト、１８・・・シェル、２０・・・チューブ、２８・・
・ドレンバルブ、３０・・・熱交換器チューブ洗浄装
置、３６・・・吸引ポンプ（回収ポンプ）、３８・・・
洗浄液タンク、４４・・・加圧ポンプ、５２・・・噴射
ノズル。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器のチューブの内面を洗浄するに
   当たって、 少なくとも上記チューブの一方の端を露出状態とし、 上記チューブの露出された端から上記チューブへ洗浄液
   を注入する注入ステップと、該注入ステップに続いて上
   記チューブを放置する放置ステップとからなる洗浄工程
   を実施した後に、 上記チューブ内を水洗することを特徴とする熱交換器チ
   ューブ洗浄方法。
2. 【請求項２】 上記洗浄工程を複数回実施した後に、 上記チューブ内を水洗することを特徴とする請求項１記
   載の熱交換器チューブ洗浄方法。
3. 【請求項３】 上記注入ステップにおいて洗浄液を上記
   チューブ内に噴射することを特徴とする請求項１または
   ２記載の熱交換器チューブ洗浄方法。
4. 【請求項４】 上記洗浄液として中性またはアルカリ性
   洗浄剤の水溶液を使用することを特徴とする請求項１な
   いし３のいずれか記載の熱交換器チューブ洗浄方法。
5. 【請求項５】 上記洗浄液として酸性洗浄剤の水溶液を
   使用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
   記載の熱交換器チューブ洗浄方法。
6. 【請求項６】 請求項４記載の洗浄方法を実施した後
   に、請求項５記載の洗浄方法を実施することを特徴とす
   る熱交換器チューブ洗浄方法。