JPH08509543A - 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

Abstract

(57)【要約】 熱交換器（１０）の出口（１５Ｓ）の中に配置されたスリーブ（２１）を含みかつこの熱交換器の中を循環する固体洗浄化材料（１８）を捕獲して保持することのできるフィルタアセンブリ（２４）を収納する回収用装置。このフィルタアセンブリ（２４）は、ろ過パネル（２６）を伴う回転部材（２５）及び回転部材（２５）の両側でその相対的回転と結びついた形で配置されている互いに連結された２本の管（２７Ｓ、２７Ｅ）、ならびに前記管（２７Ｓ、２７Ｅ）の反対側で回転部材（２５）のろ過パネル（２６）を通して向流を局所的に生成するための循環アセンブリ、を含んで成る。この装置は、凝縮器として用いられる管式熱交換器に特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 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 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 １７９５３４８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２６０９６４ ４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１ ３Ｓ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１ ５Ｅ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９０ １０６８２号という番号で１９９０年８月２７日付けで出願され、第２６６６０ ２７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柵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２７ Ｓ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２７Ｓ、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４ ８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５６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２７ Ｓ、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１ ８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１０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１５ Ｓ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５ ８Ｓ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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 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（２ １）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）とその周囲の間にろ過パネル（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．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．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．循環手段（２８）は、一方が回転部材（２５）の下流に配置された管（２７ Ｓ）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（５８Ｅ）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．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．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、４６Ｓ）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．回転部材（２５）の上流に配置された管（２７Ｅ）が通じている導管（４２ Ｅ）の上には、この導管（４２Ｅ）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．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。