JPS6255097B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 一次媒質が流れる管束を囲むケーシングを有
し、二次媒質が管束の管を流れる一次媒質を加熱
あるいは冷却するために管束を囲むケーシングを
通つて流れる熱交換器が存在する。

管束の管内を流れる一次媒質は、しばしば、経
時的に、管の内面に付着物を生じることがある。
一次媒質は産業廃水、公共水道等から得ることが
できるが、管束の内面に生じる付着物は、特に一
次媒質が管の外面を囲んでいる二次媒質から熱を
取出す冷却液である場合には、塩などの機械的な
沈着物である。

熱交換器の管内面への付着は検出しにくく、熱
交換がうまく行かなくなつてその結果生じたトラ
ブルで、熱交換器の管に付着が生じ、おそらくは
詰つたのであろうと気づくまでは、付着の程度を
知ることは極めて困難である。

従来は、熱交換機を流れる２種の媒質の熱勘定
を時々測定するのが普通であつた。もちろん、熱
交換器を分解して管束の各管の内部点検を行うこ
ともできる。両手段は共に時間のかかるものであ
り、熱交換器を停止させなければならず、通常、
熱交換器が満足な状態で作動しなくなつたときに
のみとられる手段である。両手段には不確実性が
伴い、熱交換器の効率を連続的に監視することは
できない。

本発明の目的は、熱交換器が連続的に作動して
いる間に熱交換器の管の内側に生じた付着物の程
度を連続的に監視し、実際に測定することのでき
る装置を提供することにある。この装置を使用す
ることによつて、修理あるいは交換のために熱交
換器を停止させなければならない時期を予測する
ことができ、早すぎたり遅すぎたりすることがな
く先に述べた手段を使用しないですむ。

この新しい装置は、基本的には、経時的にチユ
ーブ内面に付着物を生じさせる可能性のある流体
が流れる熱交換器管の内面の付着状態を測定する
ためのものである。普通の管型熱交換器構造では
金属で作つた管を使用しており、これらの管が同
じ化学組成を有しかつすべての管が等しい熱処理
経歴を有する。

上記の点を留意して、本発明の装置は熱交換器
管のいずれともほぼ同じ組成を有し、また好まし
くは同じ直径を有するテスト管を有する。このテ
スト管は当を得た限りでかなりの長さを持たなけ
ればならないが、熱交換器管と同じ長さである必
要はない。熱交換器を通る一次媒質の流れの一部
が、適当な配管によつて、好ましくは熱交換器管
束を通る一次媒質と同じ流量でこのテスト管を通
るように連続的に分路される。圧力室がこのテス
ト管の外面を囲んでおり、外部の制御不能な影響
からテスト管を隔離している。圧力室はテスト管
を囲む空間を形成しており、テスト管の外面で液
体に凝縮する蒸気をこの空間に満たす手段を有
し、テスト管のまわりの蒸気は外部の影響から隔
離される。

熱交換器の連続稼働中、一次媒質の分流が本装
置を通つて連続的に流れるので、蒸気の凝縮、し
たがつて、圧力室内の圧力は蒸気と本装置のテス
ト管を流れる一次媒質との間の熱交換率にのみ依
存する。したがつて、圧力室内の蒸気圧力を連続
的に測定することによつて、テスト管内面の付着
率を連続的に測定することができる。テスト管が
熱交換器管とほぼ正確に一致しているので、熱交
換器内の付着程度、付着率が測定される。

本発明の装置をコンパクトにするため、そのテ
スト管は熱交換器の管と同じ長さにする必要はな
く、テスト管の外面にフインを設けて蒸気とテス
ト管を流れる一次媒質との間の熱交換率を高め、
テスト管と熱交換器の長さの差を補正することが
できる。

この装置の圧力室は、テスト管の方向において
細長くなつていて、テスト管を密封状態で囲んで
いなければならない。好ましくは、この装置は水
平に位置しており、圧力室はテスト管を囲む蒸気
空間を形成する上方部と、蒸発可能な液体、たと
えば水を入れた下方部とを形成するに充分な大き
さとなつている。この配置によれば、水を加熱し
て蒸気空間に蒸気を形成し、熱交換器を通る一次
媒質が冷却剤であるとすれば、この蒸気はテスト
管の外面に凝縮する。

上記の配置では、使用する水は蒸留水か、ある
いは少なくとも、テスト管の外面と化学的にある
いは他の方法で反応することのない水でなければ
ならない。換言すれば、テスト管の内面のみが熱
交換器管内に存在する付着傾向を受けなければな
らない。この点を留意して、圧力室はその底を外
部加熱し、液体およびその下方部を加熱し、テス
ト管を囲む蒸気を発生させ、この蒸気が、多かれ
少なかれ、熱交換器の内部を流れる冷却剤と同じ
冷却剤をへて熱を蒸気から抽出する率に依存し
て、テスト管の外面に凝縮するようにする。

本発明装置の圧力室内の蒸気圧力を測定すると
きに最高の測定精度を得るためには、蒸発可能な
液体に与えられる熱およびテスト管内の流量は一
定値に保持されなければならない。これは、蒸気
を形成するのに用いる液体を電気的に加熱制御
し、熱交換器の一次媒質をテスト管を通して送る
のに一定吐出量ポンプを用いることによつて容易
にかつ信頼性をもつて行うことがきる。圧力室の
外面を断熱処理するとによつて外部熱損失を減ら
すことができるが、正しく設計した外部フイン付
きのテスト管を用いてテスト管の長さを短かく
し、したがつて、圧力室の長さを短かくし、通常
満足できる測定精度を得ることができる。

以下、本発明を添付図面に示した特殊な実施例
に基づいて詳しく説明する。

図面を参照して、第２図はケーシングを有する
管型熱交換器１を概略的に示している。このケー
シングは二次媒質のための空間を形成しており、
連絡は普通の入口、出口連結部（図示せず）をへ
て行なわれる。第２図は普通の管束の管２の１つ
をも示しており、これらの管は通常、管シート２
２内に装着してある。一次媒質、すなわち冷却剤
の流れは第２図に矢印で示してある。

本発明の装置の水平な細長い圧力室を第１図に
３で示してあり、この圧力室３はフイン４を外面
に設けたテスト管２ａを囲んでいる。これらのフ
インはテスト管２ａの表面積を増やし、管２に比
べて短いテスト管を用いることができるようにし
ている。さもなければ、テスト管２ａは熱交換器
管２と同じ冶金学的な組成を有し、かつ同じ処理
を施こされる。圧力室３は５，６で示す位置にお
いてテスト管２ａに密封状態で溶接されていて、
テスト管およびフインが圧力室３内に密封されて
いる。

図示実施例において、圧力室３の下部３ａには
１６で示すように凝縮性の蒸発性液体、例えば水
が入つており、この水の水面１６ａよりも上方に
圧力室３がテスト管２ａおよびフイン４を囲む蒸
気空間を形成している。図示水面の位置は水１６
が加熱されていないときのものであり、このと
き、水面１６ａから上の蒸気空間には実際に蒸気
はない、圧力室のケーシング３ａの底は電気ヒー
タ７と衝合しており、このヒータの電源線は７ａ
で示してある。このようにして、水１６が加熱さ
れ、圧力室内のテスト管２ａおよびフイン４を囲
む空間を水蒸気で満たすことができる。

第２図に示すように、第１図の本発明の装置
（ここでは１４で示す）は熱交換器とは分路した
状態で用いられる。一次媒質は管路Ｌ１によつて
管板２２の上流側の１つから取出され、管板２２
の下流側の１つを越えたところで管路Ｌ２を経て
もどされる。これらの管路には弁Ｖ１，Ｖ２が設
けてある。管路Ｌ１にはポンプ９が設けてあり、
このポンプは流量計１０および温度測定装置１１
によつて監視される調節弁９の作用の下に装置１
４に一定流量を与える。電気ヒータ７は温度表示
器１３を備えている。このようにして、装置１４
への流れ入力および熱入力を一定にすることがで きる。

装置１４の圧力室３内の蒸気圧力の測定は蒸気
圧力表示器１２によつて行うことができる。

使用にあたつて、熱交換器が連続的に作動し、
一次媒質、すなわち冷却剤が図示管２を含む管の
すべてを流れているとすれば、一次媒質は管路Ｌ
１、Ｌ２をへて、開いている弁Ｖ１，Ｖ２を通
り、装置１４に、すなわちテスト管２ａに連続的
に分路される。温度表示器１３を用いて、電気ヒ
ータ７の熱を一定に保ち、水１６を加熱し、テス
ト管２ａおよびフイン４を囲む水蒸気を発生させ
る。この水蒸気は、もちろん、チユーブ２，２ａ
を流れる一次媒質、すなわち冷却剤によつて水蒸
気から取出される熱の割合に応じて凝縮する。管
２，２ａが新品かあるいは清掃されたばかりのも
のとすれば、圧力表示器１２をへて圧力値が得ら
れる。弁９ａの助けを受けるポンプ９（共に流量
計１０によつて監視されている）はテスト管２ａ
を通る流量を一定に保つ。この制御は、熱交換器
まわりの一次媒質を分路するに際して、テスト管
２ａを通る流量が熱交換器２を通る流量と違つて
しまう可能性があるため、当を得たものと考え
る。

作業が続き、時間がたつにつれて、熱交換器チ
ユーブ２に付着物が生じ始め、先に述べた条件下
でテスト管２ａにもそれ相応に付着物が生じる。
このとき、テストチユーブ２ａおよびそのフイン
４上への蒸発液体１６の凝縮が減じ、熱勘定を保
つために圧力室３内の圧力が上昇する。この圧力
は表示器１２で知ることができる。流量および熱
入力が一定と仮定すれば、圧力室内の流体圧力は
付着物発生を正しく示す。熱交換器を流れる一次
媒質の温度が変化した場合には、この温度変化は
それ相当に、装置１４が有する分路回路に接続し
た温度測定装置１３に反映する。したがつて、温
度変化があつた場合でも、圧力測定装置１２の読
みについて温度変化の補正を行うことによつて付
着状態を正しく判断することができる。図には詳
しく示していないが、これらの測定装置は可動ス
ケールを持つ市販のものであり、温度を温度測定
装置１１を経て知つたときに、それに合わせてス
ケールを調節し、常に付着状態の正しい測定を行
うことができる。

図示していないが、本発明装置を自動化するた
めに、現在手に入る自動制御器、補正機器などを
用いることができる。１６で示す水の代りに、テ
スト管の熱伝達を反映し、ケーシングによつて形
成された圧力室３内の圧力変化を生じさせるよう
に凝縮する蒸気でテスト管を囲すことのできる他
の任意の液体を用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の垂直断面図、第２
図は第１図の装置の使用状態を示す流れダイアグ
ラムである。 １……熱交換器、２……熱交換器の管、２ａ…
…テスト管、３……圧力室、４……フイン、７…
…電気ヒータ、９……ポンプ、１０……流量計、
１１……温度測定装置、１２……圧力表示器、１
３……温度表示器、１４……本発明の装置、１６
……水。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱交換器の管を囲むケーシングと、これらの
   管がその内面に付着する可能性のある媒質の流れ
   を移送するようになつている稼働中の熱交換器の
   管の内面への付着状態を測定する装置であつて、
   該装置が前記熱交換器から離れ、かつ前記熱交換
   器を停止させることなく作動し、前記熱交換器の
   管とほぼ同じ組成を有するテスト管と、前記流れ
   の一部を前記テスト管を通すようにした導管装置
   と、前記テスト管の外面の少くとも一部を囲んで
   外部の制御できない影響から隔離された空間を形
   成している圧力室と、凝縮性蒸気と非凝縮性蒸気
   の総量が一定となるように前記圧力室の前記空間
   に入れられた凝縮性蒸気と、前記圧力室の空間内
   でのこの蒸気の凝縮状態によつて決定される蒸気
   圧力を測定する装置を有する熱交換器の管内面の
   汚れ測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置においてテ
   スト管の前記一部に前記圧力室の内側で前記空間
   内において外部フインが取付けてあり、この部分
   での熱交換率を高め、同じ作動効果を得るのにフ
   インがない場合に必要とする長さに比べて装置全
   体を短縮できるようにしたことを特徴とする熱交
   換器の管内面の汚れ測定装置。