JPS5930000A - 熱交換器用チユ−ブのクリ−ニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は熱交換器用チューブのクリーニング装置に係
る。

熱交換器のチューブは、スケールが耐着してゆくので、
時々スケ−）Ｖｆ除去し、チューブをクリーニングする
必要がある。

熱交換器のチューブは、数が多く、クリーニングの手数
は、しばしば繁雑であった。

熱交換器のチューブは、直管部が長く、管径は一様であ
る事が多い。鉄管ではないので、鉄錆のようなものが附
着することはないが、罐水の性質によって、様々な硬度
のスケ−）Ｖｆ生ずる。

熱交換器のチューブをクリーニングする従来の方法はい
ずれも、満足のゆくものではなかった。

棒の先にブラシを附けたもので、チューブ内を擦る方法
がある。仮に棒ブラシ法と呼ぶ。作業者が棒を上下し、
或は捩ってブラシで管壁を擦る。

クリーニングに要する時間は長く、極めて煩労である。

同時に１本しか洗浄することができない。

また硬いスケ−）Ｖ　ｆ除去することができない。

矢の先にブラシを取り付けたものをチューブ内に入れ、
高圧水でチューブ内を押進めるクリーニング法もある。

仮に矢ブラシ法と呼ぶ。高圧水の圧力で矢ブラシは前進
し、また回転する。スケールはブラシによって擦シとら
れる。

作業者の腕力を直接必要としないので、労力は軽減され
る。

しかし、洗浄に要する時間は長いし、同時に１本のチュ
ーブしか洗浄できない。また硬質スケールを除くことが
難しい。

ブラシを全く用いない方法もある。

超高圧力の水をチューブ内に流すものである。

１００〜２００ｋｇＡ７ｎ２の超高圧水を、ホ］Ｅいノ
ズルから高速で噴出させるものである。水め運動エネル
ギーで、内壁に附着したスケ−）Ｖを洗い流そうとする
。

仮に超高圧水法と呼ぶ。

洗浄に要する時間は短い。作業者の労力も軽減される。

ブラシ法に比して、時間的な点で有利である。

欠υ所もある。

如何に高圧、両速であっても、水は液体にすぎない。硬
いスケ−／Ｉ／を十分に除くことができない。

スケールによって単に弾きとばされてしまい、水流によ
っては、スケールを壁面から剥離することができない。

回転カッター法と呼ばれる方法もある。長いフレキシブ
ルシャフトの先に回転カッター刃を取付ける。フレキシ
ブルシャフトの他端には、モータを設ける。カッター刃
、フレキシブルシャフトを、熱交換器のチューブ内へ挿
入して、ゆき、モータによって回転カッターを高速回転
する。

チューブの内径、材質、スケールの耐着状態によシ、カ
ッター刃を取替え、最適のものを使用する。

カッター刃を使うので、イ萌質ヌケールであっても、良
好に除去することができる。しかしながら、フレキシブ
ルシャフトの操作に時間かかかる。作業者の労力も多大
である。洗浄時間も長くなって非能率であった。

本発明者は、かつて、都市上水道の管の洗浄方法と装置
について優れた創作をした事かある。

水道管は、鉛管、ＨＩ管（ＨＩＶＰ　：　ＨｉｇｈＩｍ
ＰＬｃｔＶｉｎｙｌＰｉ戸、耐衝撃塩ビパイプ）、塩化
ビニル管、鉄管、鋼管などが用いられる。

高層住宅の水道管は鉄管音用いる里が多い・ｆ腎層住宅
であるので、高低差もあｐ、管径の差異もあシ、かつエ
ルボや分岐も多い。

鉄管の場合、錆が内壁に附着し、断面積を減小させる。

水道管の洗浄のために、本発明者は、乾燥したｅｔ−１
高圧空気とともに管内へ送入し、砂の力で錆、スケール
などを除去する、という方法を初めて創案した。仮にサ
ンドクリーニング法と呼ぶ。

空気によって、吹き飛ばされた砂粒は大きい運動量を持
っている。高速砂粒が、スケールなどに衝突し、これを
削シ取ってゆく。

効果は目ざましいものであった。

硬い錆のかたまｐなども容易に除くことかできた。

砂は固体であるので、液体である水に比して、格段に優
れた刺部効果かある。

内壁面のスケールの除去の状況は、管内壁の８０％が金
属面、２０％がスケール面である程度が望ましい。

スケール除去操作が終ると、砂と駅気流を止める。かわ
シに、水をパイプ内へ圧送する。水はパイプ内に残留し
ていたスケールや砂を洗い流す。

次に、空気を送シこんでパイプ内壁を乾燥させる。最後
に、適当な塗装を施す。

本発明者が、かつて創案したサンドクリーニング法は、
本発明者によって、さらに開発、実施が進められ、実際
に、団地などで、頻繁にクリーニング工事金している。

評判は高い。

その後、多くの競争者が出現した。競争音速によっても
、サンドクリーニング法が実行されている。

しかし、本発明者の尖饋、力量は、他の追随を許さない
。

水道管についてのサンドクリーニング法を確立した本発
明者は、熱交換器のチューブのクリーニング方法につい
ても、鋭意研死を進めた。

ブラシによる方法は、既に述べたように、能率カ悪く、
スケールの除去も完全でない。

回転カッターによるものは、非能率であるし、取扱いも
難しい。

超高圧水によるものは、クリーニング効果が悪い。

本発明者は、砂を使ってパイプ全クリーニングする事に
つき長い経験と実績金持っているから、熱交換器のチュ
ーブも、砂を使うことが良い、と考えた。

しかし、実際に砂と空気の混合流を熱交換器のチューブ
内に吹き付けて実験してみると、意外な難点があった。

チューブの他端から、モウモウと、おびただしい煙が立
ち登るのである。

煙の内容は、 （１）　　スケールが砕けた粒子 （２）砂が割れて細かくなった粒子 の二成分からなる。

水道管の場合は、パイプの一端から乾燥した砂ヲ筒圧空
気とともに管内へ送入し、他の端から（１）（２）全空
気と共に取出すのでサイクロンコレクターなどによシ簡
単に（１）、（２）を空気から分離出来た。

熱交換器のチューブの場合、寝しい数のチューブから出
る煙をいちいちサイクロンコレクターなどの分離器に接
続するのは甚だ面倒である。

本発明者は、そこで、砂だけでなく、水も一緒にして、
熱交換器のチューブ内へ圧送して、クリーニングする方
法を考えついたのである。

以下、英施例を示す図面によって、本発明の構成、作用
及び効果を説明する。

第１図は本発明の実施例に係る熱交換器用チュニブのク
リーニング装置の全体図である。第２図は同じ装置の系
統図を示す。

クリーニング装置は、コンプレッサ１、サンドタンク２
、水道蛇口３、高圧ポン１４、分配器５、サンドガン６
等の機器と、これらを接続する空気ホース、水ホーヌ、
酸ホース、制御ホースなどよりなる。

クリーニングすべき熱交換器７は、多数のチューブが平
行に設けられている。サンドガン６は４個あって、１人
が２個ずつを操作する。操作する作業者は２人である。

サンドガン６の先を、熱交換器７のチューブ端に差込む
。

熱交換器７の他端は、じょうご型のプロテクター８を設
け、砂、スケールの飛散ケ防止する。プロテクター８に
続いて、砂、スケ−１’ｆ貯溜する回収タンク９を置く
。

別に管端研磨機１０を使用して、チューブの端を完全な
円形になるよう、僅かに樹層する。サンドガン６をチュ
ーブ端に正しく嵌入するためである。

コンプレッサ１は、空気全圧紬し、高圧の空気を作シ出
す。

高圧空気は空気ホーヌ１１によって、コンプレッサ１か
ら、中継パイプ１２へ送給される。

高圧空気は水を賦勢するものと、砂を賦勢するものに分
かれる。

水を賦勢するものは、空気ホース１３全通って、分配器
５へ送られる。

砂の搬送糸紐について説明する。

砂を賦勢するものは、中継パイプ１２の中を進み、フィ
ルター１４、圧力レギュレータ１５ｅ通って、酸ホース
１６へ入る。

砂ホーヌ１６の途中の一点に、サンドタンク２の下端が
連続している。サンドタンク２より、層下するイ沙粒が
、空気流によって、酸ホース１６の中を搬送される。砂
と空気の混合流は分配Ｒｇ　５の中で、サンドガン６の
数に等しく分かれる。

水の系統について説明する。

水道蛇口３から、水ホース１７によって、高圧ポンプ４
に至る。高圧ポンプ４は、水を加圧し、１０〜１５　ｋ
ｑ７．２の水圧を与えて、水ホース１８へ押出す。高圧
水は、分配器５の中で、空気ホース１３からの空気流と
混合し、末端水空気ホース１９を通って、サンドガン６
へ進入する。

一方の砂、空気混合流は分配器５で４分割され、夫々、
末端砂ホース２０を通ってサンドガン６へ送給される。

分配器５から、サンドタンク２へ向って、制御ホース２
１．２２．２３が延びている。

作業者の手元１ては、遠隔スイッチ２４がある。

遠隔スイッチ２４を投入すると、順に砂系統の動作が始
まる。

制御ホース２１．２２．２３と弁２５．２６．２７及び
スイッチ２４よシなる制御系について説明する。

第２制御ホース２２は中継パイプ１２の中から制御用の
空気を取出す。

遠隔スイッチ２４は、制御用空気全第１制御ホーヌ２１
、第３制御ホース２３へ択一的に空気を送る。

第１制御ホーヌ２１へ送ると、水系統の第１空気弁２５
と、砂系統の第２空気弁２６は閉じる。

第３制御ホー７２３へ送ると、サンドタンク下　　′端
の第３空気弁２７は閉じる。

第ｉ　制御ホース２１、第３制御ホース２３へ制御用空
気を送給しないと、空気弁２５．２６．２７が開く。

空気によって砂が砂ホーヌ１Ｇの中を搬送される。

先に空気流を流しておかないと、砂でホースが詰る。こ
のため制御ホース２１〜２３のタイミングを調節するの
である。

高圧ポンプ４は、ポンプ本体２９の他に貯水タンク３０
、リリーフ弁３Ｌ　フロート３２などを含む。

高圧水は水ホース１８の中を圧送されて分配器５の中へ
至る。ここで水用バルブ３３によシ、高圧水の水路が開
閉される。スイッチ３４がパルプ３３を駆動する。

分配器５の中で、高圧水と、空気流とが合体する。混合
水空気流は、２つに分岐し、さらに２つに分岐する。

第７図は、混合のだめの水、空気流の分配器５内での管
構造を示す。水と空気流とが合一すると、パイプ３５、
彎曲継手３６．３７の中を進み、Ｔ型継手３８で、２本
の支流に分岐する。

さらに、彎曲継手３９、パイプ４０を経て、Ｔ型継手４
１に於てさらに２本ずつの支流に分岐する。

終末継手４２に、末端空気ホー７１９をつなぎ、サンド
ガン６へ接続する。

サンドガン６の構造を第３図〜第５図によって説明する
。

第３図はサンドガン６の一部縦断右側面図、第４図は正
面図、第５図は背面図でるる。

円胴状のケーシング５１の前後には穴があシ、側方には
、やはシ穴があって、ここに正接水空気吹込管５２が接
線方向に固設しである。

正接水空気吹込管５２のニップル５３には、水と空気の
混合流を通している端末空気ホース１９を接続する。

ケーシング５１の後面の差込穴５４には、砂投入用アダ
プタ５５の砂ノズル５６を差込んで固定しである。

砂ノズ／ｌ１５６は、セラミック製である。砂の摩擦に
耐えるためである。

ニップ／Ｉ１５γには、末端砂ホー７２０を接続する。

ニップ／ｌ１５７と、これに列内する穴に設けた栓５８
は、アダプタ５５の中の砂空気室５９を規定する。

砂６空気は、砂空気室５９に入シ、方向を転換して、砂
ノズ）ｖ５６かも、ケーシング５１へ吹き出す。砂、空
気がニップ／ｌ１５７から砂空気室５９内へ噴出するが
、対向壁が彎曲間になっておちず、栓５８で仕切られて
いることに注意すべきである。

ケーシング５１の前方には、主ノズ）ｖ６０が軸方向に
固着しである。外周面６１の寸法は、熱交換器チューブ
の内径にほぼ等しい。主ノズ／Ｌ／６０を直接、チュー
ブへ差込むことができる。

水空気流は、接線方向にケーシング５１の旋回室６２へ
吹き込む。

砂空気流は、旋回室６２で水空気流の接線方向の旋回力
を受けて、旋回運動を始める。旋回しながら、砂、水、
空気の三種混合流は、主ノズル６０の中全進み、熱交換
器チューブの内部へと圧送される。

砂はチューブ内壁を螺旋、状に擦って進む。空気は砂の
運動をイ続させる作用がある。

内壁のスケールは、擦シ落される。水は、スケ−／しを
濡し、砂を濡す。チューブ他端に、スケール、砂が排出
されるが濡れているので、煙がモウモウとまき上ること
がない。

空気と水、砂の三種の物質を混合して熱交換器チューブ
内壁をクリーニングする事これが本発明の最大の特徴で
ある。

空気、水の流れは、旋回流となるので、接線方向の運動
量が大きい。このため、砂の摩擦力がよシ大きい。

旋回流でなければならない、ということではない。直進
流であっても、スケールを除去する効果はある。

また、水空気流の流入する吹込管５２はひとつだけであ
るが、２本にしても良い。

砂空気流を滑かに彎曲するエルボに通すと、−見流体抵
抗が少なくて良いように思える。たとえば第７図に示す
、彎曲継手３６．３７．３９のようなエルボである。

本発明者は、しかし、そうではないことに気付いた。円
弧を描いて彎曲するエルボは、砂の衝突によって、管壁
が削られ、穴が空いてしまう。砂流と壁面のなす角が８
０°前後の箇所で、穴の空くことが多かった。

この発明の砂空気流を曲げる箇所には、彎曲エルボ金全
く用いない。

直角屈折管部を用いる。

第６図は分配器５の中での砂空気流を４つの流れに分岐
するだめの管構造を示す。

直管γ０は、内部に軸方向の１直線空間７１を有する。

両端は栓７２で閉じである、中心に、砂空・電入ロア３
が直線空間７１に垂直になるよう穿設されている。

流れは二つに分れ、直線空間７１を左右に進み、分岐管
７４．７４へ直角に曲って進入する。砂。

空気流はさらに、係分岐管７５へ入る。直角に曲って、
左右の流出ロアロ、７６から、ホース２０へと出てゆく
。

このように、砂空気流が曲る箇所は、全て彎曲ではなく
Ｔ字型の直角屈折管部構造７７、γ８．７９となってい
る。

進路を直角に曲げると、流体の運動エネルギーの損失は
大きいが、管壁の磨耗は少い。

本発明者がはじめて見出した性質であシ、この？Ｊｉ明
の砂分配描造にも応用した。

理由は未だよく分らないが、次のような事であろうと、
本発明者は推測する。

砂流を管壁に直角に当てると、左右に曲るが、中心点は
澱み点となって、流体の運動の停止する部分がある。こ
こに砂は一時停止する。停止した砂は、管壁に耐着し、
被覆として働く。以後の砂は、直接管壁に当らない。こ
うして壁面の磨耗が減少するのであろう。

滑らかに滑面した工）ｖボであると、どこにも澱み点（
速度二〇）となる点が生じない。砂の被暖ができず、壁
面は常に新しい砂の流れにより削られる。このため、管
壁に穴が芽たれるのであろう。

本発明は、熱交換器のチューブ内のヌケ−）Ｌ／ｆ迅速
に、かつ完全経除去することができる。ブラシによるも
のよシ、時間は短く、除去率は高い。

操作もｆｉｊｊ単である。

ドリルによるものよシ、時間が短いし、操作が楽である
。パイプの数が何千本〜何百本とある熱交換器のパイプ
であっても（ヴめて迅速、容易にクリーニングする事が
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための装置全体図。 第２図は第１図と同じものの系統図。 第３図はサンドガンの一部切欠き右側面図。 第４図はサンドガンの正面図。 第５図はサンドガンの背面図。 第６図は妙空気流を分岐させるだめの分岐管構造図。 第７図は水空気流を分岐させるための分岐管構造図。 １　・・・・・・・・・　コンプレッサ２　・・・・・
・・・・　サンドタンク３　　・・・・・・・・・　　
水　　道　　蛇　　口４　・・・・・・・・・高圧ポン
プ ５　　・・・・・・・・・　　分　　　　配　　　器６
　・・・・・・・・・サンドガン ７　　・・・・・・・・・　　熱　　交　　換　　器８
　・・・・・・・・・　プロテクター９　・・・・・・
・・・回収タンク １０・・・・・・・・・管端研磨機 １１・・・・・・・・・空気ホース １２・・・・・・・・・中継パイプ １４　　・・・　・・・　・・・　　　フ　　　　ィ　
　　ル　　　タ１５　　・・・・・・・・・　圧力レギ
ュレータ１６・・・・・・・・・砂ホーヌ １乙１８・・・・・・　　水　　ホ　　−　　ヌ１９・
・・・・・・・・　　末端水空気ホース２０・・・・・
・・・・　末端砂ホーヌ２１．２２．２３・・・制御ホ
ー　ヌ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　水金圧送する高圧ポンプ４と、圧縮空気を作
   るコンプレッサ１と、砂を貯溜したサンドタンク２と、
   コンプレッサ１からの空気をサンドタンク２へ送る空気
   ホーヌフッと、サンドタンク２から落下する砂と空気の
   混合流全送る砂ホーヌ１６と、コンプレッサからの圧縮
   空気を高圧水と混合し空気水混合流とし、適当な数に分
   岐させ、かつ砂空気混合流も同数に分岐させる分配器５
   と、分岐された空気水混合流と砂空気混合流を送給する
   末端水空気ホーヌ１９、及び末端砂ホーヌ２０と、末端
   水空気ホーヌ１９と末端砂ホースとに取付けられ水、砂
   、空気の混合流を主ノズル６０から熱交換器パイプ内へ
   吹出すこととしたサンドガン６とよシなる事を特徴とす
   る熱交換器用チューブのクリーニング装置。
2. （２）サンドガン６は、円胴形のケーシング５１の接線
   方向に、水と空気の混合流を吹込む正接水空気吹込管５
   ２を設けておシ、ケーシング５１の中の旋回室６２で空
   気水の旋回流を形成することとした特許請求の範囲第（
   １）項記載の熱交換器用チューブのクリーニング装置。
3. （３）砂空気流の流れを曲げる分岐管に於て、Ｔ字型に
   屈折する直角屈折管部構造７７．７８．７９を採用した
   特許請求の範囲第（１）項記載の〆）交換器用チューブ
   のクリーニング装置。