JPH08628Y2 - プレート型熱交換器の粉塵除去装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、排熱回収用に使用され
る熱交換器、特に複数の熱交換用プレートを排ガス通路
内に並設したプレート型熱交換器の粉塵除去装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンによるコーゼネレー
ションが急速に普及しているが、ディーゼルエンジンの
不完全燃焼又は燃料油中の不燃物が煤となって排熱回収
用プレート型熱交換器の熱交換用プレートに付着し、熱
交換作用を阻害すると共に、ひどくなると排ガス通路を
閉塞し、エンジンの背圧上昇でエンジントリップまで至
ることもあり、その場合は、粉塵除去のために一時、運
転を停止するのを強いられる。

【０００３】このような問題は、流動床式熱交換器を除
く全ての排ガス熱交換器に共通したものである。従っ
て、粉塵除去対策を講ずることが必要不可欠となってい
るが、従来の粉塵除去対策は、付着した粉塵を空気圧又
は蒸気圧によるストーブロワーにより間欠的に吹き飛ば
すか又は、水洗により煤を洗い流す方法に頼っていた。
しかしながら従来のこのような方法では、付着した粉塵
を効率良く取り除くことが出来なかった。特に燃料の性
状によりプレート面に付着凝固した粉塵については、ス
トーブロワー等では殆ど取り除くことが出来ない状況に
あった。

【０００４】このような状況を打開するための方策とし
て、すでに熱交換用プレート間に、細い金属棒ないしは
偏平板などからなる粉塵掻き取り用スクレーパを遊嵌さ
せて、このスクレーパを支持部材を介して熱交換用プレ
ートの外面に沿って往復動させることにより、熱交換用
プレートに付着凝固した粉塵を掻き取るようにしたもの
が案出されている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】ところで、この種熱交
換器では、熱交換用プレートが高温流体に晒されると、
局部的な熱膨張差によって歪を生じる傾向にあり、ま
た、圧力流体を流すと、運転中に上記熱交換用プレート
が波打つ、いわゆるフラッタリング現象を起こすことが
ある。

【０００６】しかるに、上記したような従来装置では、
スクレーパが金属棒などで構成されて不撓性であり、上
述のように熱交換用プレートがその並設方向へ変形した
り、波打ち状態になると、スクレーパがこれに追従でき
ず、保唾交換用プレートの外面に付着した粉塵を部分的
に掻き損ねることが多いうえ、スクレーパの往復動作時
に熱交換用プレートの変形部位に突っ掛かり気味になっ
て往復動作に支障を及ぼすこともある。

【０００７】本考案は上記従来の問題点を解消するため
になされたもので、熱交換用プレートの変形状態にかか
わらず、効率的に粉塵を掻き取り除去することを可能な
プレート型熱交換器の粉塵除去装置を提供することを目
的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本考案の構成を実施例に対応する図面に基づいて説明
すると、本考案は、熱交換器本体１内に所定間隔おきに
並列されてなる複数の熱交換用プレート５の各間に粉塵
掻き取り用スクレーパを遊嵌させて該各スクレーパ１０
をスクレーパ支持部材１１に取付け、該支持部材１１に
よって各スクレーパ１０を上記熱交換用プレート５の外
面に沿って往復駆動せしめるようにしたプレート型熱交
換器において、上記スクレーパ１０を、相隣る板状リン
ク１０１，１０２、１０３相互がピン１０４，１０５で
枢支連結された板状リンクチェンで構成すると共に、該
板状リンクチェンを、各板状リンクの板面が上記熱交換
用プレート５の外面と直交する向きで配置したスクレー
パ支持部材１１から垂下させてなるものである。

【０００９】

【作用】上記構成に於いて、熱交換器本体１を例えば排
ガス排出管に接続すると共に、この本体１の内部に収容
される各熱交換用プレート５に例えば低温水供給するこ
とによって、該各熱交換用プレート５を挟んで高温排ガ
スと低温水との間で熱交換がなされ、温水を取出すこと
ができる。そして、上記各熱交換用プレート５間に遊嵌
する板状リンクチェンからなるスクレーパ１０を往復駆
動させるだけで、該スクレーパ１０により各熱交換用プ
レート５の外面に付着した粉塵Ｍを強制的に掻き取るこ
とができ、これにより、粉塵Ｍの付着成長に伴う熱交換
効率の低下や排ガス通路の閉塞というような不都合を確
実に回避することができる。

【００１０】上記スクレーパ１０を構成する板状リンク
チェンは、相隣る板状リンク１０１，１０２、１０３相
互をピン１０４，１０５で枢支連結してなるもので、こ
の板状リンクチェンを各板状リンクの板面が上記熱交換
用プレート５の外面と直交する向きでスクレーパ支持部
材１１から垂下させたことによって、スクレーパ１０の
往復駆動方向には屈撓せず、直立姿勢を維持して移動す
ることができる一方、熱交換用プレート５の並設方向に
は屈撓可能となり、そのため上記熱交換用プレート５が
高温流体などで並設方向へ変形した状態となっても、そ
の変形部位に適 宜に追従することができる。したがっ
て、このスクレーパ１０は、直立姿勢を維持して円滑に
往復運動しながら、上記変形部面を含む熱交換用プレー
ト５の外面全域に摺接して当該熱交換用プレート５外面
に付着した粉塵Ｍを隈なく掻き取って確実に除去するこ
とができる。

【００１１】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面にしたがって説
明する。

【００１２】図１および図２はそれぞれ本考案の一実施
例による粉塵除去装置を組み込んだプレート型熱交換器
を示す縦断面図および平面断面図である。

【００１３】図１および図２において、１は角筒状の熱
交換器本体であって、上端に排ガス入口２を有すると共
に下端側部に排ガス出口３を有し、内部の排ガス通路４
には、熱交換用プレート５が複数枚一定間隔おきに並列
する熱交換用プレート群６が、各プレート５が排ガス流
れ方向と平行になるように配設されている。７は各熱交
換用プレート５に低温水を導入する給水用配管であり、
８は各熱交換用プレート５から温水を取り出す温水取り
出し用配管である。

【００１４】上記のようなプレート型熱交換器は従来周
知のもので、排ガス通路４内を上から下に流動する高温
排ガスと各熱交換用プレート５内を流動する低温水との
間で熱交換を行わせ、排ガスの熱を温水の形で取り出す
ものである。

【００１５】図１〜図３において、９はプレート型熱交
換器に組み込まれた粉塵除去であって、板状リンクチェ
ンで構成されていて、熱交換用プレート５間に遊嵌する
煤掻き取り用スクレーパ１０と、当該スクレーパ１０を
支持するスクレーパ支持部材１１と、該スクレーパ支持
部材１１を介して前記スクレーパ１０を熱交換用プレー
ト５の外面に沿って往復駆動せしめるためのスクレーパ
駆動装置１２とから構成されている。

【００１６】上記スクレーパ１０の構成を図５に示す。
このスクレーパ１０は、熱交換用プレート５の外面に沿
った方向、つまり後述する往復駆動方向（矢印ａ方向）
で互いに対向する一対を一組とする複数組の平板状の第
１掻取片（板状リンク）１０１，１０２と、第１の掻取
片１０１，１０２の各組間に位置する複数の第２の掻取
片（板状リンク）１０３と、第１の掻取片１０１，１０
２と第２の掻取片１０３とを上記往復駆動方向と直交方
向、つまり熱交換用プレート５の並設方向（矢印ｂ方
向）へ揺動可能に連結する複数の連結ピン１０４，１０
５などから構成される。このような板状リンクチェンか
らなるスクレーパ１０を、上記各板状リンクの板面が上
記熱交換用プレート５の外面と直交する向きで熱交換用
プレート５相互間に遊嵌することにより、上記スクレー
パ１０としての板状リンクチェンは、上記往復駆動方向
には屈撓することなく、直立姿勢を維持して移動でき、
熱交換用プレート５の並設方向には屈撓可能となる。な
お、連結ピン１０４，１０５の両端部には、抜止用の割
ピン１０６が差し込まれている。また、連結ピン１０
４，１０５の挿通孔１０７を上下方向で長径の長孔で構
成して、第１の掻取片１０１，１０２と第２の掻取片１
０３との揺動の円滑化を図ってある。

【００１７】上記のような板状リンクチェンからなるス
クレーパ１０は、前記スクレーパ支持部材１１に貫設さ
れた貫通孔１３に嵌挿されると共に、その上端部に突設
した大径係合部１０ａを上記スクレーパ支持部材１１の
上面に当接させることによって、そのスクレーパ支持部
材１１から垂下されている。また各スクレーパ１０の下
端部には、該スクレーパ１０を往復駆動させたときに、
その各スクレーパ１０が過度に揺動するのを防止するた
め、重錘１４を吊り下げている。

【００１８】前記スクレーパ駆動装置１２は次のものか
ら構成されている。即ち１６，１６は、前記熱交換器本
体１の両側面上部に一体的に取付けられた一対のケーシ
ング１７内にそれぞれスクレーパ１０の移動方向に沿っ
て配設されたボールねじまたはスクリューねじなどから
なるねじ棒であって、各ケーシング１７の両端部に設け
られた気密軸受１８に回転自在に支持されている。１
９，１９は上記各ねじ棒１６に螺合するナットであっ
て、該各ナット１９には前記スクレーパ支持部材１１の
両端部が一体的に連結されている。

【００１９】２０は前記各ねじ棒１６に嵌着されたピニ
オン２１，２１と該両ピニオン２１，２１間に巻回され
たタイミングベルト２２とからなる第１の連動連結機構
であって、熱交換器本体１に設けた支持ブラケット１ａ
上の減速機付き駆動モータ２３により一方のねじ棒１６
を回転させることにより、他方のねじ棒１６も同一方向
へ同一速度で回転させることができる。

【００２０】また、図２において、２４はモータ切替え
装置であって、ケーシング１７に取付けられた支持枠２
５にねじ棒１６と平行状態で回転自在に支持されたねじ
軸２６と、該ねじ軸２６と上記ねじ棒１６との間に設け
られた前記第１の連動連結機構２０と同一構造の第２の
連動連結機構２７と、上記支持枠２５にねじ軸２６と平
行状態で架設されたガイドロッド２８に摺動自在に外嵌
し且つ上記ねじ軸２６に螺合するストライカ２９とを有
し、この実施例では、上記ねじ軸２６のねじピッチを前
記ねじ棒１６のねじピッチの１／４に設定し、前記ナッ
ト１９の移動ストロークＬに対し、その１／４の移動ス
トロークＩでストライカ２９を移動させることができる
ようにし、また図４にも示すように、上記ストライカ２
９の移動ストロークＩの両端にモータ切替え用リミット
スイッチ３０，３１を配設している。

【００２１】図１及び図３において、３２は熱交換器本
体１とケーシング１７との間に開設されたスクレーパ支
持部材通過用開口部３３を塞ぐ上下一対の可撓性耐熱防
塵カバーであって、該両カバー３２の当接端縁間をスク
レーパ支持部材１１が移動し、粉塵Ｍがケーシング１７
内に侵入しないようにしている。また図２において、３
４はねじ棒１６に粉塵Ｍが付着するのを防止するため、
該ねじ棒１６を被覆する防塵蛇腹であるが、上述したよ
うに、防塵カバー３２によって粉塵Ｍがケーシング１７
内に侵入しないようにしているので、この防塵蛇腹３４
は省略してもよい。

【００２２】つぎに、上記構成のものの動作について説
明する。

【００２３】先ず、図１実線及び図２に示す状態から駆
動モータ２３を正転させることにより、両ねじ棒１６を
一方向へ回転させてナット１９及びスクレーパ支持部材
１１を介して同図左端に位置するスクレーパ１０を右側
へ移動させる。これにより第５図に示すように、該スク
レーパ１０によって各熱交換用プレート５の外面に付着
する粉塵Ｍが掻き取られる。そして上記スクレーパ１０
が右端（図１の仮想線状態）に達すると、ストライカ２
９が右側のリミットスイッチ３０の感知レバー３０ａに
当たり（図４の仮想線状態）、該リミットスイッチ３０
の検知信号により前記駆動モータ２３が逆転側に切替え
られ、スクレーパ１０が上記とは逆に左側へ移動し、再
び該スクレーパ１０によって各熱交換用プレート５の外
面に付着する粉塵Ｍが掻き取られる。

【００２４】上記スクレーパ１０が左端（図１の実線状
態）に達すると、ストライカ２９が左側のリミットスイ
ッチ３１の感知レバー３１ａに当たり（図４の実線状
態）、該リミットスイッチ３１の検知信号により駆動モ
ータ２３が正転側に切替えられ、再び上述した粉塵除去
作業が繰り返される。なお前記第１、第２の連動連結機
構２０，２７として、ピニオン２１及びタイミングベル
ト２２に代えてスプロケットホイールとチェンとを用い
てもよい。

【００２５】ところで、上記熱交換用プレート５が高温
流体による局部的な熱膨張差でプレート並設方向へ熱変
形したり、圧力流体で波打ち状態になっても、上記スク
レーパ１０としての板状リンクチェンが上記並設方向へ
屈撓可能となっているので、熱交換用プレート５の変形
部面に対してスクレーパ１０が部分的にプレート並設方
向へ屈撓して追従する。したがって、スクレーパ１０全
体としては、熱交換用プレート５の外面に沿って良好に
摺接しながら、直立姿勢のまま往復駆動されることにな
り、該プレート５の外面の全域から効率良く粉塵を掻く
取ることができる。

【００２６】また、上記スクレーパ１０が往復駆動され
る時に熱交換用プレート５の変形部面に倣った状態とな
るので、上記スクレーパ１０の往復動作に支障を及ぼす
ことはない。

【００２７】ところで、上記スクレーパ１０を熱交換用
プレート５の並設方向へ撓わませるには、たとえばオー
プンリンクチェン（環状リンクチェン）で構成すること
も考えられるが、その場合、スクレーパ１０の往復駆動
方向にも撓んでしまって直立姿勢を維持できないため、
粉塵を確実に掻き取ることは難しい。この点、上記実施
例のような板状リンクチェンでスクレーパ１０を構成す
ることにより、スクレーパ１０の往復駆動方向には屈撓
せず、直立姿勢を維持して移動することができる一方、
熱交換用プレート５の並設方向には屈撓可能となり、そ
のため上記熱交換用プレート５が高温流体などで並設方
向へ変形した状態となっても、その変形部位に適宜に追
従することができ、したがってこのスクレーパ１０は、
直立姿勢を維持して円滑に往復運動しながら、上記変形
部面を含む熱交換用プレート５の外面全域に摺接して当
該熱交換用プレート５外面に付着した粉塵Ｍを隈なく掻
き取って確実に除去することができる。

【００２８】なお、上記実施例では、平板状の第１の掻
取片１０１，１０２と平板状の第２の掻取片１０３とを
連結してスクレーパとしての板状リンクチェンの構成し
たものであるが、板状リンクチェンの構成はこれに限ら
れるものではなく、たとえばスクエアリンクチェンなど
で構成することも可能となる。

【００２９】また、図１において、３５は一方のねじ棒
１６の端部に形成した角軸部であって、該角軸部３５に
手動ハンドル３６を係合させ、該ハンドル３６を回動操
作することによって、スクレーパ１０を往復駆動させる
ことができる。

【００３０】上記実施例では、駆動モータ２３の正逆転
の切替えをモータ切替え装置２４によりおこなったが、
これに替えて図２の仮想線に示すように、ナット１９の
移動ストロークＬの両端対向位置に近接スイッチ３７，
３８を配設し、ナット１９に設けた近接スイッチ用金属
部材３９を上記各近接スイッチ３７，３８により検知
し、その検知信号により駆動モータ２３を正転または逆
転側に切替えるようにしてもよい。

【００３１】

【考案の効果】本考案によれば、スクレーパを各熱交換
器用プレートの外面に沿って往復移動させることによ
り、該各熱交換用プレートの外面に付着する粉塵を強制
的に掻き取るものであるから、冒頭に述べた従来のスー
トブロワーによる吹き飛ばし方法や水洗方法に比べて、
確実に粉塵を取り除くことができる。ことは勿論のこ
と、熱交換器稼働中に上記粉塵除去作業を行うことがで
きるので、粉塵の付着成長を確実に止めることができ
る。従って粉塵の付着成長に伴う熱交換効率の低下や排
ガス通路の閉塞というような不都合も確実に回避し得
る。

【００３２】とくに本考案によれば、スクレーパを、相
隣る板状リンク相互がピンで枢支連結された板状リンク
チェンで構成すると共に、この板状リンクチェンを各板
状リンクの板面が上記熱交換用プレートの外面と直交す
る向きでスクレーパ支持部材から垂下させているため、
スクレーパは、往復駆動方向には屈撓せず、直立姿勢を
維持して移動することができる一方、熱交換用プレート
の並設方向には屈撓可能となり、熱交換用プレートが高
温流体などで並設方向へ変形した状態となっても、その
変形部位に適宜に追従することができる。したがって、
スクレーパは、直立姿勢を維持して円滑に往復運動しな
がら、上記変形部面を含む熱交換用プレートの外面全域
に摺接して当該熱交換用プレート外面に付着した粉塵を
確実に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による粉塵除去装置を組み込
んだプレート型熱交換器を示す縦断面図である。

【図２】同実施例におけるプレート型熱交換器の平面断
面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った矢視図である。

【図４】同実施例における粉塵除去装置に用いられるモ
ータ切換装置の正面図である。

【図５】同粉塵除去装置におけるスクレーパとしての板
状リンクチェンの構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 熱交換器本体 ５ 熱交換用プレート １０ 粉塵掻き取り用スクレーパ（板状リンクチェン） １１ スクレーパ支持部材 ａ 往復駆動方向 ｂ 並設方向 Ｍ 粉塵

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器本体内に所定間隔おきに並列さ
   せてなる複数の各熱交換用プレートの各間に粉塵掻き取
   り用スクレーパを遊嵌させて該各スクレーパをスクレー
   パ支持部材に取付け、該支持部材によって各スクレーパ
   を上記熱交換用プレートの外面に沿って往復駆動せしめ
   るようにしてなるプレート型熱交換器における粉塵除去
   装置において、上記スクレーパを、相隣る板状リンク相
   互がピンで枢支連結された板状リンクチェンで構成する
   と共に、該板状リンクチェンを、各板状リンクの板面が
   上記熱交換用プレートの外面と直交する向きでスクレー
   パ支持部材から垂下させてなることを特徴とするプレー
   ト型熱交換器の粉塵除去装置。