JPH05280890A - 伝熱管自動クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 伝熱管内にゴムボール等の洗浄体を水流によ
り定期的に通すことにより、自動的に伝熱管内をクリー
ニングする。 【構成】 水供給通路４２に設けられた切替弁５２、及
び操作用配管４６に設けられた切替弁５４を切替操作す
ることによって、水室内の逆止弁５６、５８を動かし、
水流によって水室内のゴムボール３０を熱交換器１０の
入口ヘッダー１８に移送し、ゴムボール３０が伝熱管１
２内を通過する際に、伝熱管１２内の洗浄を行ない、管
内洗浄を行なったゴムボール３０は、出口ヘッダー１４
を経て水室に回収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝熱管内に洗浄体を水
流により定期的に通すことにより、自動的に伝熱管内を
クリーニングする装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱交換器の伝熱管内をクリーニン
グする装置として、つぎのようなものが知られている。 （１） 伝熱管内にブラシを挿入し、四方切換弁を用い
て水流方向を逆転させ、ブラシが水流により回転しなが
ら移動し、伝熱管内壁に付着した汚れを自動的に除去す
るようにした装置。 （２） 冷凍機凝縮器の冷却水の中にスポンジボールを
注入し、冷却水流を利用してボールを伝熱管内に押し込
み、運転しながら常時、自動的に伝熱管内面に付着した
スケールを洗浄するようにした装置。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（２）の
方式においては、複数の自動切替弁及びボールベッセル
内隔壁弁が必要で構造が複雑となり、設置のための広い
スペースを必要とする、すなわち、高価で大型の装置を
必要とするという問題点がある。また、上記（１）の方
式においては、大型の四方切換弁を必要とする上に、洗
浄中は冷温水機を停止しなければならないという問題点
がある。本発明は、上記の諸点に鑑みなされたもので、
簡単な構成で自動クリーニングができ、かつ、熱交換器
等の伝熱管を有する機器に組み込むことも可能で、特別
な周辺スペースや操作装置を必要としない伝熱管自動ク
リーニング装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の伝熱管自動クリーニング装置は、図１及
び図２に示すように、シェルアンドチューブ型熱交換器
１０の伝熱管１２の管内を、洗浄体３０を用いて洗浄す
る伝熱管クリーニング装置において、伝熱管１２の出口
ヘッダー１４下部に接続された第１水室６２と、この第
１水室６２の下部に逆止弁５６を介して接続された第２
水室６４と、この第２水室６４の下部に逆止弁５８を介
して接続された第３水室６６と、この第３水室６６の下
部に、逆止弁５８を開閉させるためのダイヤフラム６０
を介して接続された第４水室６８と、第２水室６４にお
いて逆止弁５６の下方と入口ヘッダー１８の水入口２６
とを接続する、切替弁５２を備えた水供給通路４２と、
第３水室６６と入口ヘッダー１８とを接続する洗浄体移
送通路４４と、水供給通路４２の切替弁５２上流側と第
４水室６８とを接続する、切替弁５４を備えた操作用配
管４６と、第１水室６２及び第２水室６４と出口ヘッダ
ー１４の水出口２２近傍とを接続する均圧管５０と、出
口ヘッダー１４の水出口２２近傍に設けられた洗浄体回
収用の多孔体３２と、水入口２６と入口ヘッダー１８と
の接続部近傍に設けられたオリフィスプレート３４と、
からなることを特徴としている。また、この装置におい
て、図３及び図４に示すように、水供給通路４２の切替
弁５２の上流側と出口ヘッダー１４とを接続する、切替
弁７４を備えた洗浄体回収用の水通路７２と、この水通
路７２に接続された、洗浄体回収用の多孔体３２に沿っ
て水を流すためのノズル７６と、を備える場合もある。

【０００５】本発明の他の装置は、図５及び図６に示す
ように、シェルアンドチューブ型熱交換器１０の伝熱管
１２の管内を、洗浄体３０を用いて洗浄する伝熱管クリ
ーニング装置において、伝熱管１２の出口ヘッダー１４
下部に接続された第１水室６２と、この第１水室６２の
下部に逆止弁５６を介して接続された第２水室６４と、
第２水室６４において逆止弁５６の下方と入口ヘッダー
１８の水入口２６とを接続する、切替弁５２を備えた水
供給通路４２と、第２水室６４と入口ヘッダー１８とを
接続する、逆止弁７８を備えた洗浄体移送通路８０と、
第１水室６２及び第２水室６４と出口ヘッダー１４の水
出口２２近傍とを接続する均圧管５０と、出口ヘッダー
１４の水出口２２近傍に設けられた洗浄体回収用の多孔
体３２と、水入口２６と入口ヘッダー１８との接続部近
傍に設けられたオリフィスプレート３４と、からなるこ
とを特徴としている。また、この装置において、図７及
び図８に示すように、水供給通路４２の切替弁５２の上
流側と出口ヘッダー１４とを接続する、切替弁７４を備
えた洗浄体回収用の水通路７２と、この水通路７２に接
続された、洗浄体回収用の多孔体３２に沿って水を流す
ためのノズル７６と、を備える場合もある。

【０００６】洗浄体３０としては、比重が１より大きい
球、三角形体、多角形体、らせん体等が用いられる。球
を用いる場合は、とくに、伝熱管の内径よりやや大きい
直径のスポンジボール、ゴムボール等を用いるのが望ま
しい。また、洗浄体３０の移送を容易にするために、洗
浄体移送通路４４及び洗浄体移送通路８０の内径が、伝
熱管１２の内径よりも大きくなるようにする。

【０００７】

【作用】図１及び図２において、切替弁５２、切替弁５
４の切替操作によって逆止弁５６、逆止弁５８を動か
し、水流によって第２水室６４、第３水室６６内のゴム
ボール等の洗浄体（以下、ゴムボールという）を入口ヘ
ッダー１８に移送し、引き続きゴムボール３０が伝熱管
（以下、チューブという）１２の中を通過する際にチュ
ーブ１２の管内洗浄を行い、チューブ管内洗浄を行った
ゴムボール３０は出口ヘッダー１４、通路４８を経て第
１水室６２に回収される。図５及び図６において、切替
弁５２の切替操作によって、第２水室６４内のゴムボー
ル３０を入口ヘッダー１８に移送し、引き続きゴムボー
ル３０がチューブ１２の中を通過する際にチューブ１２
の管内洗浄を行い、チューブ管内洗浄を行ったゴムボー
ル３０は、出口ヘッダー１４、通路４８を経て第１水室
６２に回収される。また、図３、図４、図７及び図８に
おいては、熱交換器の水入口２６の水流を利用して、ボ
ール回収用多孔体３２に付着したゴムボールを、水流で
下方へ移動させ、第１水室６２、第２水室６４へゴムボ
ールを容易に回収する。なお、いずれの場合も、ゴムボ
ール等の洗浄体３０の比重を、１より若干大き目にして
おく。上記の操作を必要に応じて、日に数回程度繰り返
す。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を詳細に説明する。ただし、この実施例に記載されてい
る構成機器の材質、形状、その相対配置などは、とくに
特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみ
に限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎな
い。 実施例１ 図１及び図２は、本実施例の装置を示している。図１に
おいて、熱交換器１０の水入口２６と入口ヘッダー１８
との途中にオリフィスプレート３４を設け、圧力差を生
じさせることによりオリフィスプレート３４の上流側の
水供給通路４２から第２水室６４、第３水室６６を経て
洗浄体移送通路４４および入口ヘッダー１８へ水の流れ
が起きるよう管路抵抗、流量を調整したうえで、熱交換
器の水入口２６より流される冷却水の一部を、水供給通
路４２に導き切替弁５２を開けると、冷却水が第２水室
６４に流れ込み、逆止弁５６を押し上げ第１水室６２と
第２水室６４とが仕切られ、第２水室６４より第１水室
６２の方が圧力が低く、この圧力差により逆止弁５６は
閉じる。この時、切替弁５４は閉じ、逆止弁５８は開い
ている。そこで、第２水室６４および第３水室６６に溜
められていたゴムボール３０は水の流れに乗って移送通
路４４を通り、入口ヘッダー１８に移り、分散され別々
のチューブ１２に入っていく。ゴムボール１つがチュー
ブ１２に入ると一時的に流れが阻害されてしまうため、
残りのゴムボール３０は次々に流れの阻害されていな
い、他のチューブ１２へ水の流れに乗って入っていくた
め、ゴムボール３０はチューブ１本、１本に自然に分散
して入っていく。ゴムボール３０がチューブ１２内を通
過する際にチューブ内側のスケールを除去し、機外へ持
ち去るため、チューブ内面の洗浄が自動的、連続的に行
われる。チューブ内を通過したゴムボール３０は、出口
ヘッダー１４、通路４８を経て、第１水室６２に溜る。
第２水室６４、第３水室６６のゴムボール３０がすべて
第１水室６２に回収されると、洗浄のサイクルが終わ
る。３８は熱交換器１０の伝熱管１２の管外を流れる流
体の入口、４０は同様に伝熱管１２の管外を流れる流体
の出口、７０は第３水室６６と第４水室６８をつなぐ連
通細管で、切替弁５４を閉め逆止弁５８を開ける際に、
第４水室６８の圧力を抜く配管である。そして、切替弁
５４を開け逆止弁５８を閉める際に、第４水室６８に流
れた水の圧力を減圧して第３水室６６に水を流す。

【０００９】次に、図２のごとく切替弁５２を閉め、切
替弁５４を開けると、切替弁５４を通って第４水室６８
に流れた水の圧力（水圧）でダイヤフラム６０が押し上
げられ、逆止弁５８が閉まる。逆止弁５８が閉まると、
第２水室６４内の水が均圧管５０を通って抜けることに
より圧力が下がる。そのため、第１水室６２と第２水室
６４との圧力差がなくなり、逆止弁５６は自重で下がり
開くことになる。第１水室６２に溜ったゴムボール３０
は第２水室６４に落ち第２水室６４に溜る。次に、切替
弁５２が開き、切替弁５４が閉まるまで、ゴムボール３
０は第２水室６４に溜ったままになり、ゴムボール洗浄
サイクルの１サイクルが完了する。次に、切替弁５２が
開き、切替弁５４が閉まると、ゴムボール３０は第２水
室６４から第３水室６６を経て、前記同様の洗浄サイク
ルをとる。また、運転停止その他の理由で、切替弁５
２、切替弁５４が共に閉じた場合には、逆止弁５８、逆
止弁５６共に開き、ゴムボール３０は第３水室６６に溜
まることになる。ゴムボール３０は、洗浄サイクル、回
収サイクル、停止のいずれかの運転条件により熱交換器
および洗浄装置内を循環した後、第１水室６２、第２水
室６４、第３水室６６のいずれかに溜るため、熱交換器
の性能その他で悪影響を与えることはない。

【００１０】実施例２ 本実施例は、図３及び図４に示すように、図１及び図２
の装置において、洗浄体回収用の多孔体（フィルター）
３２に付着した洗浄体を水流で移動させて、より確実に
回収するようにしたものである。熱交換器の水入口２６
より冷却水の一部を通路７２に導き切替弁７４を開ける
と、ノズル７６より冷却水が流れ出し、その流れによっ
てボール回収用多孔体３２に付着したゴムボールが下方
へ押し流され、第１水室６２、第２水室６４へ容易にボ
ールが回収される。他の構成、作用は、図１及び図２に
示す場合と同様である。

【００１１】実施例３ 図５及び図６は、本実施例の装置を示している。図５に
おいて、熱交換器１０の水入口２６と入口ヘッダー１８
との途中にオリフィスプレート３４を設け、圧力差を生
じさせることによりオリフィスプレート３４の上流側の
水供給通路４２から第２水室６４、逆止弁７８を経て洗
浄体移送通路８０および入口ヘッダー１８へ水の流れが
起きるよう管路抵抗、流量を調整したうえで、熱交換器
の水入口２６より流される冷却水の一部を水供給通路４
２に導き切替弁５２を開けると、冷却水が第２水室６４
に流れ込み逆止弁５６を押し上げ第１水室６２と第２水
室６４とが仕切られ、第２水室６４より第１水室６２の
方が圧力が低く、この圧力差により逆止弁５６は閉じ
る。この時、逆止弁７８は水の流れる力により開いてい
る。そこで、第２水室６４に溜められていたゴムボール
３０は水の流れに乗って移送通路８０を通り、入口ヘッ
ダー１８に移り、分散され別々のチューブ１２に入って
いく。ゴムボール１つがチューブ１２に入ると一時的に
流れが阻害されてしまうため、残りのゴムボール３０は
次々に流れの阻害されていない、他のチューブ１２へ水
の流れに乗って入っていくため、ゴムボール３０はチュ
ーブ１本、１本に自然に分散して入っていく。ゴムボー
ル３０がチューブ１２内を通過する際にチューブ内側の
スケールを除去し、機外へ持ち去るため、チューブ内面
の洗浄が自動的、連続的に行われる。チューブ内を通過
したゴムボール３０は、出口ヘッダー１４、通路４８を
経て、第１水室６２に溜る。第２水室６４のゴムボール
３０がすべて第１水室６２に回収されると、洗浄のサイ
クルが終わる。

【００１２】次に、図６のごとく切替弁５２を閉める
と、第２水室６４内の水が均圧管５０を通って抜けるこ
とにより圧力が下がる。そのため、逆止弁７８下流側の
移送通路８０内の圧力より第２水室６４内の圧力が下が
り、水が逆流しようとして逆止弁７８が閉まる。また、
同様な理由で第１水室６２と第２水室６４との圧力差が
なくなり、逆止弁５６は自重で下がり開くことになる。
第１水室６２に溜ったゴムボール３０は第２水室６４に
落ち第２水室６４内に溜る。次に、切替弁５２が開き、
逆止弁５６が閉まるまで、ゴムボール３０は第２水室６
４に溜ったままになり、ゴムボール洗浄サイクルの１サ
イクルが完了する。次に、切替弁５２が開くと、ゴムボ
ール３０は第２水室６４から逆止弁７８を経て、前記同
様の洗浄サイクルをとる。ゴムボール３０は、洗浄サイ
クル、回収サイクル、停止のいずれかの運転条件により
熱交換器および洗浄装置内を循環した後、第１水室６
２、第２水室６４のいずれかに溜るため、熱交換器の性
能その他で悪影響を与えることはない。

【００１３】実施例４ 本実施例は、図７及び図８に示すように、図５及び図６
の装置において、洗浄体回収用の多孔体（フィルター）
３２に付着した洗浄体を水流で移動させて回収するよう
にしたものである。熱交換器の水入口２６より冷却水の
一部を通路７２に導き切替弁７４を開けると、ノズル７
６より冷却水が流れ出し、その流れによってボール回収
用多孔体３２に付着したゴムボールが下方へ押し流さ
れ、第１水室６２、第２水室６４へ容易にボールが回収
される。他の構成、作用は、図５及び図６に示す場合と
同様である。

【００１４】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 簡単な構成で、装置の運転を停止することな
く、伝熱管内の自動クリーニングを行うことができる。 （２） コンパクトに構成できるので、設置スペースが
小さくてよく、装置内に容易に組み込むことができ、操
作も簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の伝熱管自動クリーニング装置の一実施
例を示し、チューブ内を洗浄している状態の説明図であ
る。

【図２】図１の状態を切り替えて、ゴムボールを回収し
ている状態を示す説明図である。

【図３】本発明の装置の他の実施例を示し、ゴムボール
を回収している状態の説明図である。

【図４】図３の状態を切り替えて、チューブ内を洗浄し
ている状態を示す説明図である。

【図５】本発明の装置の他の実施例を示し、チューブ内
を洗浄している状態の説明図である。

【図６】図５の状態を切り替えて、ゴムボールを回収し
ている状態を示す説明図である。

【図７】本発明の装置のさらに他の実施例を示し、ゴム
ボールを回収している状態の説明図である。

【図８】図７の状態を切り替えて、チューブ内を洗浄し
ている状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１０ 熱交換器 １２ 伝熱管 １４ 出口ヘッダー １８ 入口ヘッダー ２２ 水出口 ２６ 水入口 ３０ 洗浄体 ３２ 洗浄体回収用の多孔体 ３４ オリフィスプレート ３８ 流体の入口 ４０ 流体の出口 ４２ 水供給通路 ４４ 洗浄体移送通路 ４６ 操作用配管 ４８ 通路 ５０ 均圧管 ５２ 切替弁 ５４ 切替弁 ５６ 逆止弁 ５８ 逆止弁 ６２ 第１水室 ６４ 第２水室 ６６ 第３水室 ６８ 第４水室 ７０ 連通細管 ７２ 洗浄体回収用の水通路 ７４ 切替弁 ７６ ノズル ７８ 逆止弁 ８０ 洗浄体移送通路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シェルアンドチューブ型熱交換器（１
   ０）の伝熱管（１２）の管内を、洗浄体（３０）を用い
   て洗浄する伝熱管クリーニング装置において、 伝熱管（１２）の出口ヘッダー（１４）下部に接続され
   た第１水室（６２）と、 この第１水室（６２）の下部に逆止弁（５６）を介して
   接続された第２水室（６４）と、 この第２水室（６４）の下部に逆止弁（５８）を介して
   接続された第３水室（６６）と、 この第３水室（６６）の下部に、逆止弁（５８）を開閉
   させるためのダイヤフラム（６０）を介して接続された
   第４水室（６８）と、 第２水室（６４）において逆止弁（５６）の下方と入口
   ヘッダー（１８）の水入口（２６）とを接続する、切替
   弁（５２）を備えた水供給通路（４２）と、 第３水室（６６）と入口ヘッダー（１８）とを接続する
   洗浄体移送通路（４４）と、 水供給通路（４２）の切替弁（５２）上流側と第４水室
   （６８）とを接続する、切替弁（５４）を備えた操作用
   配管（４６）と、 第１水室（６２）及び第２水室（６４）と出口ヘッダー
   （１４）の水出口（２２）近傍とを接続する均圧管（５
   ０）と、 出口ヘッダー（１４）の水出口（２２）近傍に設けられ
   た洗浄体回収用の多孔体（３２）と、 水入口（２６）と入口ヘッダー（１８）との接続部近傍
   に設けられたオリフィスプレート（３４）と、 からなることを特徴とする伝熱管自動クリーニング装
   置。
2. 【請求項２】 水供給通路（４２）の切替弁（５２）の
   上流側と出口ヘッダー（１４）とを接続する、切替弁
   （７４）を備えた洗浄体回収用の水通路（７２）と、 この水通路（７２）に接続された、洗浄体回収用の多孔
   体（３２）に沿って水を流すためのノズル（７６）と、 を備えたことを特徴とする請求項１記載の伝熱管自動ク
   リーニング装置。
3. 【請求項３】 シェルアンドチューブ型熱交換器（１
   ０）の伝熱管（１２）の管内を、洗浄体（３０）を用い
   て洗浄する伝熱管クリーニング装置において、 伝熱管（１２）の出口ヘッダー（１４）下部に接続され
   た第１水室（６２）と、 この第１水室（６２）の下部に逆止弁（５６）を介して
   接続された第２水室（６４）と、 第２水室（６４）において逆止弁（５６）の下方と入口
   ヘッダー（１８）の水入口（２６）とを接続する、切替
   弁（５２）を備えた水供給通路（４２）と、 第２水室（６４）と入口ヘッダー（１８）とを接続す
   る、逆止弁（７８）を備えた洗浄体移送通路（８０）
   と、 第１水室（６２）及び第２水室（６４）と出口ヘッダー
   （１４）の水出口（２２）近傍とを接続する均圧管（５
   ０）と、 出口ヘッダー（１４）の水出口（２２）近傍に設けられ
   た洗浄体回収用の多孔体（３２）と、 水入口（２６）と入口ヘッダー（１８）との接続部近傍
   に設けられたオリフィスプレート（３４）と、からなる
   ことを特徴とする伝熱管自動クリーニング装置。
4. 【請求項４】 水供給通路（４２）の切替弁（５２）の
   上流側と出口ヘッダー（１４）とを接続する、切替弁
   （７４）を備えた洗浄体回収用の水通路（７２）と、 この水通路（７２）に接続された、洗浄体回収用の多孔
   体（３２）に沿って水を流すためのノズル（７６）と、
   を備えたことを特徴とする請求項３記載の伝熱管自動ク
   リーニング装置。