(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ（１）の外周にらせん状のフィン（１１）を設けたフィンチューブ式の熱交換器においてフィン（１１）に付着したダストを清掃するフィンチューブ式熱交換器の清掃装置であって、フィン（１１）の設けられていない外側位置でチューブ（１）に回転自在に嵌装され、一端を半径方向に張り出させてディスク状とした回転スリーブ（４１）と、一端がこのディスク状部分を介して前記回転スリーブ（４１）に接合され、長手方向に延びて切り欠いた複数の窓を有し、前記フィンの外面をおおうようにチューブにかぶせられる孔あき鋼管（４）と、この孔あき鋼管（４）の他端の位置でこれを回転自在に支持する円周方向等間隔に配置された３個のサポートローラ（２３）と、前記孔あき鋼管（４）の隣接する２つの窓の中間部分をガイド部（４２）として、これに沿って長手方向に移動自在に、かつ先端が前記フィンの谷間に接触するように取り付けられたブラシ（３）とからなることを特徴とするフィンチューブ式熱交換器の清掃装置。
【請求項２】
前記ブラシ（３）に、内側のフィンと反対向きの外側ブラシ（３３）を備えた請求項１に記載のフィンチューブ式熱交換器の清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チューブの外周にらせん状のフィンを設けて伝熱面積を大きくしたフィンチューブ式の熱交換器において、フィンに付着したダストを清掃するフィンチューブ式熱交換器の清掃装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チューブの外周にらせん状のフィンを設けて伝熱面積を大きくしたフィンチューブ式の熱交換器において、チューブ内には液体または気体が流れ、チューブの外側は気体が流れ、フィンを通してチューブ内の流体と外側の気体との熱交換が行われる。外側の気体には粉塵が多く含まれることが普通であり、この粉塵はフィンに付着して次第に熱効率を低下させる。そこでフィンがらせん状であることを利用し、チューブの外周に沿ってブラシを転動させ、フィンに付着したダストを清掃するフィンチューブ式熱交換器の清掃装置が一般に使用されている。その１例を図面により説明する。図６は従来の清掃装置を備えるフィンチューブ式熱交換器の一部を示す平面図で、１は中を液体または気体の流れるＵ字形のチューブ、１１はその外周に設けられたらせん状のフィン、２はＵ字形のチューブ１の端部を取り付けた管板、２１はチューブ１の他の端部を支持するチューブサポート、３はフィン１１に付着したダストを清掃する円盤状のブラシ、４はブラシ３をフィン１１に沿って移動させるブラシガイドで、４１はチューブ１にフィン１１の両側の位置で回転自在に嵌装された回転スリーブ、４３は同じくフィン１１の両外側の位置で回転スリーブ４１と一体に嵌装されたディスク、４４はフィン１１をかこむように長手方向を向いて配置され、両側のディスク４３を一体になって回転するようにナットを締めつけて連結するとともにブラシ３を長手方向に摺動自在に支持する複数のロッド、４５は回転スリーブ４１の適当な位置に回転スリーブ４１と一体に嵌装されたチェーンスプロケット、５はチェーンスプロケット４５にかけられたチェーン、６はモータである。
【０００３】
図７は、図６に示した清掃装置におけるブラシ３を１本のロッド４４に取り付けたブラシガイド４を示す斜視図である。ブラシガイド４は両側の回転スリーブ４１、ディスク４３およびこれらを連結するロッド４４から構成され、回転スリーブ４１に嵌装されたチェーンスプロケット４５を回転させることによりＵ字形のチューブ１の直線部分を中心として自由に回転する。ロッド４４のうち少なくとも１本にはブラシ３が取り付けてあり、ロッドがチューブ１の回りを回ると、ブラシ３はフィン１１の谷間を転動しながららせん状に移動して、フィン１１の全域にわたってその谷間を清掃することになる。したがってダストの付着状況に応じて適宜モータ６を回してブラシガイド４を動かしてやることによりフィン１１のダストが除去され、熱交換器における良好な熱交換が維持できるのである。
【０００４】
ところで、ブラシガイド４は、フィンのダストを清掃するタイミングにおいてのみ必要であり、通常の操業時に熱交換器に対して何ら寄与するものではない。したがってフィン１１の周囲にあるロッド４４は、極力フィン１１の周囲におけるガス流を阻害しないよう、スリムな構造であることが必要である。このため、従来のブラシガイドにおいては、前記のとおり体積の小さいロッドが使用されているが、構造上剛性が不足しがちで回そうとする度にねじれが発生し、軽快に回転しないため大きな回転トルクを必要とし、かつブラシガイド部分のメンテナンスに手間がかかるという問題点があった。またこのねじれのためにフィンを損傷するおそれもあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来のブラシガイドにおける問題点を解消し、ガス流を阻害することなく十分な剛性を有するブラシガイドを備えたフィンチューブ式熱交換器の清掃装置を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、チューブの外周にらせん状のフィンを設けたフィンチューブ式の熱交換器においてフィンに付着したダストを清掃するフィンチューブ式熱交換器の清掃装置であって、フィンの設けられていない外側位置でチューブに回転自在に嵌装され、一端を半径方向に張り出させてディスク状とした回転スリーブと、一端がこのディスク状部分を介して前記回転スリーブに接合され、長手方向に延びて切り欠いた複数の窓を有し、前記フィンの外面をおおうようにチューブにかぶせられる孔あき鋼管と、この孔あき鋼管の他端の位置でこれを回転自在に支持する円周方向等間隔に配置された３個のサポートローラと、前記孔あき鋼管の隣接する２つの窓の中間部分をガイド部として、これに沿って長手方向に移動自在に、かつ先端が前記フィンの谷間に接触するように取り付けられたブラシとからなることを特徴とするフィンチューブ式熱交換器の清掃装置であり、望ましくは前記ブラシに、内側のフィンと反対向きの外側ブラシを備えた前記のフィンチューブ式熱交換器の清掃装置である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、ブラシガイドとして孔あき鋼管を使用し、かつ回転スリーブのディスク状の部分と直接接合することにより、ブラシガイドが一体化されて剛性が向上し、少ないトルクで軽快に回転し、メンテナンスの手間も少ない。
【０００８】
【実施例】
本発明の一実施例を図面により説明する。図１は実施例の清掃装置を備えるフィンチューブ式熱交換器の一部を示す部分断面図で、さきの図６における上または下半分に相当するチューブ１本分を示している。図２は図１に示す清掃装置におけるブラシ３を取り付けた孔あき鋼管４のブラシガイドを示す斜視図である。さきに図６で説明した各部分については同一符号を使用している他、２２はチューブサポート２１に取り付けたサポートプレート、２３はサポートプレート２２に取り付けた３個のサポートローラ、４２は孔あき鋼管４におけるガイド部である。
【０００９】
このブラシガイドでは、フィンの外面をおおうようにかぶせられてブラシ移動のためのガイド部材となる部分に、長手方向に延びる複数の窓を切り欠いた孔あき鋼管４を使用している。長手方向の窓はこの鋼管の両端を除くほぼ全長にわたっている。なお鋼管の長さが長い場合、この窓を全長の半分で分割し、長手方向ほぼ中央に全周にわたり連続する部分を設け、長手方向にブラシを２か所に取り付けるようにすることは任意である。
【００１０】
図１において右側の回転スリーブ４１の端部を半径方向に張り出させてディスク状とし、これに前記孔あき鋼管４の一端を接合するとともに、孔あき鋼管４の他端の位置で、チューブサポート２１に取り付けたサポートプレート２２に３個のサポートローラ２３を配置して孔あき鋼管４２の他端の内面を回転自在に支持している。回転スリーブ４１にチェーンスプロケット４５を嵌装し、これをチェーンで駆動することはさきに説明した図６のものと同様である。
【００１１】
孔あき鋼管４２は、極度に大きな孔をあけない限り鋼管の剛性を維持するから、ロッドをナットでディスクに締めつけた従来の構造と比較して、ナットのゆるみやロッドのたわみによって回転の際にねじれを生じることがなく、また孔あき鋼管とディスクとを直接接合しているから全体構造が一体化されており、ゆるみ等の問題が発生することがなく少ないトルクで軽快に回転させることができる。
【００１２】
図３は図１におけるＡＡ矢視による部分断面図で、孔あき鋼管４の端部が３個のサポートローラ２３により回転自在に支持される状況を示している。孔あき鋼管４の窓は端部には到達していないので、サポートローラ２３に支持される端部の孔あき鋼管４には窓がなく、全周にわたって連続して支持される。
図４は同じく図１におけるＢＢ矢視による部分断面図である。孔あき鋼管４の隣接する２つの窓の中間部分が従来のロッドに相当するガイド部４２であり、ブラシ３はこの部分に取り付けられる。ガイド部４２が鋼管の一部で偏平形状であることからブラシ３は回転せず、同じ姿勢のままフィン１１に案内されて長手方向に往復移動する。ブラシ３は前記の中間部分に嵌合する移動体３１と、フィン内のダストを清掃する内側ブラシ３２と、この内側ブラシ３１と反対側を向いた外側ブラシ３３と、内側ブラシ３２と同じく内側のフィン１１と嵌合してブラシ３全体をらせんに従って移動させるガイドバー３４とで構成される。内側ブラシ３２の毛の剛性が高い場合、ガイドバー３４を省略することもできる。
【００１３】
内側ブラシ３２は従来のものと同様に孔あき鋼管４の内側にあるチューブ１のフィン１１のダストを清掃するものであるが、外側ブラシ３３はこのチューブ１と平行して隣接する他のチューブの清掃を行うためのものである。チューブ１の中心から外側ブラシ３３の先端までの距離をＲとする。
図５は熱交換器のチューブの配置の一例を示す側面図である。各チューブは左右の間隔Ｐ、上下には間隔１／２  Ｐで千鳥状に配置されている。、今清掃装置を取り付ける対象とするチューブ１の中心から、その直上の段のチューブ１ａおよび１ｂのチューブ外径までの距離をさきのＲあるいはそれ以下の値とすることにより、ブラシ３がチューブ１の周囲を回転するとき、外側ブラシ３３が隣接するチューブ１ａおよび１ｂのフィン内を清掃できることがこの図により理解できる。したがってブラシ３に外側ブラシ３３を設けるようにすれば、本発明の清掃装置は熱交換器のすべてのチューブに備える必要はなく、例えば１段おきに設置すればよいことになる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス流を阻害することなく十分な剛性を有するブラシガイドを備えたフィンチューブ式熱交換器の清掃装置が実現し、少ないトルクで軽快に作動し、メンテナンスの手間もかからないなどのすぐれた効果を奏する。
さらに上部ブラシを備えることにより清掃装置の設置台数を半減できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の清掃装置を備えるフィンチューブ式熱交換器の一部を示す部分断面図である。
【図２】図１の清掃装置におけるブラシガイドを示す斜視図である。
【図３】図１におけるＡＡ矢視による部分断面図である。
【図４】図１におけるＢＢ矢視による部分断面図である。
【図５】本発明に係わる熱交換器のチューブの配置の一例を示す側面図である。
【図６】従来の清掃装置を備えるフィンチューブ式熱交換器の一部を示す平面図である。
【図７】図６の清掃装置におけるブラシガイドを示す斜視図である。
【符号の説明】
１    チューブ
２    管板
３    ブラシ
４    孔あき鋼管（ブラシガイド）
５    チェーン
６    モータ
１１      フィン
２１    チューブサポート
２２    サポートプレート
２３    サポートローラ
２４    固定スリーブ
３１    移動体
３２    内側ブラシ
３３    外側ブラシ
３４    ガイドバー
４１    回転スリーブ
４２    ガイド部
４３    ディスク
４４    ロッド
【図１】
0003614345.tif 000002
【図２】
0003614345.tif 000003
【図３】
0003614345.tif 000004
【図４】
0003614345.tif 000005
【図５】
0003614345.tif 000006
【図６】
0003614345.tif 000007
【図７】
0003614345.tif 000008