(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水通路としての円筒形胴体と、該円筒形胴体の上部および下部に外向きに突出するように設けられ、かつ円筒形胴体に接する内側が開口している箱形突出部と、前記円筒形胴体内に傾斜するように備えられ、上端側が前記上部の箱形突出部の内壁面に、下端側が前記下部の箱形突出部の内壁面にほぼ直線で接するように設置される捕集格子と、前記下部の箱形突出部に設けられ、かつ前記捕集格子の上流側面で捕集される洗浄体を抽出する洗浄体抽出管とを有する管式熱交換器用洗浄体捕集装置において、
前記下部の箱形突出部の上流側近傍には、前記円筒形胴体内を流れる冷却水の流れに対して直交方向に延び、かつ円筒形胴体内に突出する渦流板を設け、
前記渦流板が、前記下部の箱形突出部の上流側壁面に固着保持されたものであることを特徴とする管式熱交換器用洗浄体捕集装置。
【請求項２】
前記渦流板は突出する先端が、直線状に形成された請求項１記載の管式熱交換器用洗浄体捕集装置。
以上
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管式熱交換器用洗浄体捕集装置の改良に係わり、特に冷却水通路内に、熱交換器の伝熱管内を通過洗浄した洗浄体を捕集する捕集格子と、この捕集格子によって捕集された洗浄体を冷却水通路外へ抽出する箱形突出部および洗浄体抽出管とを備えている管式熱交換器用洗浄体捕集装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に知られているこの種の管式熱交換器用洗浄体捕集装置に関連するものとしては、例えば特開昭６０−６４１９７号公報、特開昭６１−１６５５９６号公報、あるいは特開昭６３−２９２９８号公報などがある。すなわち、これらの公報には（ａ）Ｖ型格子と渦流発生板の一例、（ｂ）Ｖ型格子と渦流発生板の他の一例、（ｃ）箱形突出部とＩ型格子の一例について記載されている。
【０００３】
図１６および図１７には、前記特開昭６０−６４１９７号公報に記載されている洗浄体捕集装置の概念が示されている。この洗浄体捕集装置は、円筒形胴体６５の内部に、Ｖ型主格子６１、副格子６２、洗浄体抽出管６４、渦流発生板６７、被い板６９が配置され、構成されている。
【０００４】
また図１８および図１９には、前記特開昭６１−１６５５９６号公報記載の伝熱管洗浄体捕集装置の概念が示されている。この洗浄体捕集装置は、円筒形胴体７５の中に、Ｖ型格子主格子７１、副格子７２、洗浄体抽出管７４、渦流発生板７７、上部平板７９が設けられ、構成されている。
【０００５】
また、図１２〜図１４には、前記特開昭６３−２９２９８号公報記載の管式熱交換器用洗浄体捕集装置が示されている。すなわち、円筒形胴体１の上部および下部に箱形突出部（冷却水路壁からみれば凹部となる）１２、２が円筒形胴体１と接する面において開口するように設けられ、円筒形胴体１内部には洗浄体２０を捕集するための傾斜して設置された捕集格子３が箱形突出部１２、２の面内に接するように設置されている。
【０００６】
この捕集格子３には回転軸４が備えられており、減速機５を介したハンドル６により揺動可能な構造となっている。捕集した洗浄体２０を冷却水通路外へ抽出するための洗浄体抽出管７は下部箱形突出部２に設けられている。管式熱交操器の伝熱管内を通過洗浄したスポンジボール等の洗浄体２０は冷却水通路を通り、洗浄体捕集装置１０に達する。この洗浄体２０は傾斜して設置された捕集格子３面に衝突し、傾斜に沿って転動し、下部箱形突出部２に設けられた洗浄体抽出管７により抽出されるように形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように形成されている管式熱交換器用洗浄体捕集装置については、例えば、特開昭６０−６４１９７号公報のものでは格子部の構造が複雑となるという問題がある。すなわち、図１６、１７に示されているように、Ｖ型主格子６１、副格子６２、洗浄体抽出管６４、渦流発生板６７および上部平板６９が、円筒形胴体６５の内部に設けられているため、その構成が複雑となりがちであった。
【０００８】
また特開昭６１−１６５５９６号公報のものでは格子部の構造が若干簡単化されてはいるが、まだ複雑な構成であった。すなわち、図１８、１９に示されているように、Ｖ型格子主格子７１、副格子７２、洗浄体抽出管７４、渦流発生板７７、上部平板７９が、円筒形胴体７５の中に設けられているため、やはり上述したものと同様に、構造複雑であり一層の簡単化が望まれていた。
【０００９】
また、特開昭６３−２９２９８号公報のものでは格子部の構造は簡単ではあるものの、洗浄体が格子面に停滞し洗浄体の循環が円滑に行われない問題があった。すなわち、この構成では、捕集格子３面に衝突したスポンジボール等の洗浄体２０が傾斜に沿って転動し、下部箱形突出部２に設けられた洗浄体抽出管７により抽出されるが、洗浄体２０が捕集格子３面に停滞することが多く、洗浄体２０を効率的に抽出できない場合があるということである。
【００１０】
図１４に、洗浄体２０を効率的に抽出できない場合の状況の一例が示されている。洗浄体２０の付近の流れは矢印１４のように下部箱型突出部２の両側壁に向かう流れとなっており、洗浄体２０は捕集格子３に衝突後、下側に転動せず、両側方向に流れ、下部箱形突出部２の中央部に設けられた洗浄体抽出管７から離れるように流れている。
【００１１】
図２０および図２１は、従来の流れ状態図が示されている。流れは主として８１、８２、８３に示されているように流れ、中心部の流れ８１は速度が速く、格子３に衝突後、速度の遅い流れ８２、８３の方向に流れ、洗浄体は格子３面に停滞し、抽出管７の方向には流れ難くなる。このため、捕集格子３面に停滞する洗浄体２０を洗浄体抽出管７の方向に流れるようにし、効率的に洗浄体２０を抽出し、洗浄系統内を循環させることが望まれていた。
【００１２】
本発明はこれに鑑みなされたもので、その目的とするところは、構成簡単にして捕集格子面に停滞する洗浄体を効率良く箱形の突出部から抽出でき、熱交換器の伝熱管の洗浄を効率的に行なうことが可能なこの種の管式熱交換器用洗浄体捕集装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、冷却水通路内に設けられ、熱交換器の伝熱管内を通過洗浄した洗浄体を捕集する捕集格子と、この捕集格子の上流側の冷却水通路壁部に設けられ、前記捕集格子によって捕集された洗浄体を冷却水通路外へ抽出する箱形突出部および洗浄体抽出管とを備えた管式熱交換器用洗浄体捕集装置において、前記箱形突出部の上流側近傍の冷却水通路内に、冷却水の流れに渦流を発生させる渦流発生手段を設け所期の目的を達成するようにしたものである。
【００１４】
また本発明は、冷却水通路内に設けられ、熱交換器の伝熱管内を通過洗浄した洗浄体を捕集する捕集格子と、この捕集格子の上流側の冷却水通路壁部に設けられ、前記捕集格子によって捕集された洗浄体を冷却水通路外へ抽出する箱形突出部および洗浄体抽出管とを備えた管式熱交換器用洗浄体捕集装置において、前記箱形突出部の上流側近傍の冷却水通路内に、冷却水の流れに対して直交方向に延び、かつ冷却水通路内に突出した渦流板を設けるようにしたものである。
【００１５】
またこの場合、前記冷却水通路内に突出した渦流板の突出先端を、直線状または凹面状または凸面状またはこれらの組合せに形成するようにしたものである。また、前記渦流板を、前記箱形突出部の上流側壁面に固着保持させるようにしたものである。
【００１６】
すなわち、このように形成された管式熱交換器用洗浄体捕集装置であると、箱形突出部の上流側近傍の冷却水通路内に、冷却水の流れに渦流を発生させる渦流発生手段，例えば冷却水の流れに対して直交方向に延び、かつ冷却水通路内に突出した渦流板が設けられていることから、箱形突出部の上流側に渦流板が設けられることから、冷却水流は局部的に減圧させられることにより、洗浄体抽出管の近傍には外側から内側に流れる強い渦流が発生し、かつ洗浄体は、捕集格子面に停滞することなく、この外側から内側に流れる渦に乗せられ、すなわち洗浄体抽出管の方向に流され、効率的に洗浄体を抽出でき、洗浄系統内を循環させることが可能となるのである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図示した実施例に基づいて本発明を説明するが、その前に、この洗浄体捕集装置を備えた洗浄システムについて説明する。図１５はその洗浄システムの全体を示したフロー図である。図中１０が洗浄体捕集装置であり、３２が管式熱交換器、３３が冷却塔、４１が洗浄ユニットである。
【００１８】
まず、冷却水は、冷却水ポンプ３１により昇圧され、冷却水入口配管３４から管式熱交換器３２へ入り、管式熱交換器の上半部では伝熱管内を左方向に流れ、下半分では右方向に流れて伝熱管外の流体と熱交換を行ない、冷却水出口管３５から洗浄体捕集装置１０を通過して冷却塔３３へ流入する。そして冷却塔３３で冷却された後、再び冷却水ポンプ３１により管式熱交換器３２へと送られる循環フローとなっている。
【００１９】
洗浄ユニット４１は、モ一タ４２により駆動される循環ポンプ４３を有し、吸込側は洗浄体抽出弁３６を介して洗浄体捕集装置１０の洗浄体抽出管７に接続され、吐出側は導管４９により洗浄体回収器入口弁４４を介して洗浄体回収器４５に接続されており、この洗浄体回収器４５からの導管５０は３方弁４６、導管５２、洗浄体投入弁３７を経て管式熱交換器３２の上流側の冷却水入口配管３４に接続されている。
【００２０】
前述した洗浄体回収器４５は、本実施例においては縦形筒状の容器本体と、この容器本体の上部を開閉可能とする蓋と、容器本体の内部底に収納されるバスケットからなり、容器本体の中間部に上記導管４９および母管５０が接続されている。
【００２１】
また、容器本体の底部からは前記３方弁４６に至る導管５１が接続されていて、３方弁４６の切り換えにより導管４９から洗浄体回収器４５を介して導管５０に通水をさせるか、導管５１に通水させるかが選択できるようになっている。なお、逆止弁４７は、導管５１中に設置され、逆流を防止し、サイトグラス４８は、導管５２の途中に設置され、洗浄体２０の通過を目視確認する。
【００２２】
次に、この洗浄ユニット４１の動作について説明する。図１５に示したシステムにおいて、洗浄体投入弁３７、洗浄体抽出弁３６および洗浄体回収器入口弁４４を開路とし、３方弁４６は導管６０、５２に通水が行なわれるようにしておく。この状態で、モ一タ４２を駆動し、循環ポンプ４３によって洗浄体捕集装置１０の洗浄体抽出管７から冷却水の一部を導入し、導管４９から洗浄体回収器４５を介し、さらに導管５０、５２を介して管式熱交換器３２の上流側の冷却水入口配管３４に流す。そして、この際、洗浄体回収器４５のバスケット内に洗浄体２０を所定数入れておけば、通水に伴って洗浄体２０が導管５２から冷却水入口配管３４に投入され、管式熱交換器３２の伝熱管内部を通って目的とする伝熱管内面付着物の除去が行なわれる。
【００２３】
管式熱交換器３２を通過した洗浄体２０は、冷却水出口配管３５を通り洗浄体捕集装置１０により捕集され、洗浄体抽出管７から洗浄体抽出弁３６を通って循環ポンプ４３に至り、導管４９を通して循環される。従って、この状態では洗浄体２０は連続的に洗浄ユニット４１と管式熱交換器３２の間を流れ、迅速かつ効率のよい伝熱管洗浄が行われる。
【００２４】
洗浄終了後は、３方弁４６を導管５１と５２とを接続する位置に切換え、冷却水が導管４９−洗浄体回収器４５−導管５１−３方弁４６−導管５２と流れるようにする。これにより冷却水中に含まれている洗浄体２０は洗浄体回収器４５のバスケットに留まり、冷却水は前記経路で管式熱交換器３２との間を流れることになる。従って、循環していた洗浄体２０は、全てバスケット内に回収されることになり、この操作を所定時間継続させた後、循環ポンプ４３を停止し洗浄完了となる。
【００２５】
次に、本発明の洗浄体捕集装置１０について説明する。図１〜図３には本発明の渦流板を冷却水通路の内側に溶接し、渦流板の上端面を直線状とした場合（直線状、円筒形胴体内面に溶接）の洗浄体捕集装置の縦断側面の概念図、およびＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面が示されている。
【００２６】
これらの図において、円筒形胴体１の上部および下部に箱形突出部１２および２が円筒形胴体１と接する面において開口するように設けられ、胴体１の内部には洗浄体２０を捕集するため傾斜して設置された捕集格子３が箱形突出部１２、２の内壁面で直線で接するように設置されている。
【００２７】
捕集格子３には回転軸４が備えられており、減速機５を介しハンドル６により揺動可能な構造となっている。ここでは、手動により捕集格子３を揺動させる構造となっているが、電動駆動あるいは油圧や空圧の駆動としてもよい。また、胴体１が小口径のものについては減速機５を省略してもよい。捕集した洗浄体２０を冷却水通路外へ抽出するための洗浄体抽出管７は、下部箱形突出部２に設けられている。なお、この洗浄体抽出管７は二つ以上あってもよい。
【００２８】
渦流板１６は上端面が直線状とされ、冷却水の流れに対して直角に配置され、下部箱形突出部２の上流側において、円筒形胴体１の内面に溶接などにより固着される。このように渦流板１６が下部箱形突出部２の上流側に設けられていることにより、渦流板１６の下流側には、図３に矢印で示されているように外側から内側に流れるように作用する渦流１８が生じ、このため、捕集格子３に衝突した後の洗浄体２０は、この渦流１８により捕集格子３に停滞することなく、効率よく洗浄体抽出管７により抽出される。
【００２９】
すなわち、図２２および図２３にその冷却水の流れが示されているように、流れは主として９１、９２、９３の矢印のように流れ、中心部の流れ９１は渦流板１６の影響を受け、負圧のため速度が遅くなり、外側の流れ９２、９３は速度が速く、格子３に衝突後、速度の遅い流れ９１の方向に流れ、洗浄体は格子３面に停滞せず、抽出管７の方向に流れ易くなるのである。
【００３０】
ここで、全体的な流れを前述した図１５を参照し説明すると、管式熱交換器３２の伝熱管内を通過洗浄したスポンジボール等の洗浄体２０は、冷却水出口配管３５を通り、洗浄体捕集装置１０に達する。この洗浄体２０は傾斜して設置された捕集格子３面に衝突し、傾斜に沿って転動し、前記渦流板１６により発生する渦流１８に乗り、下部箱形突出部２に設けられた洗浄体抽出管７の方向に流れ、冷却水通路から洗浄体循環系に抽出されるのである。
【００３１】
図４および図５は、本発明の渦流板の他の例（直線状、箱形突出部の上流側壁面に取り付け）を示すもので、箱形突出部の正面およびその断面が示されている。渦流板２２は、前述実施例と同じく上端面が直線状に形成され、かつ冷却水の流れに対して直角に配置されている。またこの場合、特に下部箱形突出部２の上流側において、下部箱形突出部２の上流側の壁面を利用して取り付けられるようにしたものである。このように渦流板２２を箱形突出部の上流側の壁面を利用して取り付けるようにしたものは、位置設定の容易さなど製作容易である。
【００３２】
図６および図７は、本発明の渦流板の第３の例（凹面状、箱形突出部の上流側壁面に取り付け）を示すもので、箱形突出部の正面およびその断面が示されている。この場合は、渦流板２４の上端面が凹面状に形成され、冷却水の流れに対して直角に配置され、下部箱形突出部２の上流側において、下部箱形突出部２の上流側壁面を利用して取り付けられる。このように、凹面状の渦流板２４を箱形突出部の上流側壁面に取り付けるものであっても、製作は容易である。
【００３３】
また、図８および図９は、本発明の渦流板の第４の例（凸面状、箱形突出部の上流側壁面に取り付け）を示すもので、箱形突出部の正面およびその断面が示されている。この場合の渦流板２６は、上端面が凸面状に形成されるとともに、冷却水の流れに対して直角に配置される。この渦流板は、下部箱形突出部２の上流側において、下部箱形突出部２の上流側壁面を利用して取り付けられる。このように、凸面状の渦流板２６を箱形突出部の上流側壁面に取り付けるものは、製作容易であることは勿論、渦流を中心部でより大きくできる。
【００３４】
また、図１０および図１１は、本発明の渦流板の第５の例（直線状、箱形突出部の上流側壁自体を用いる）を示すもので、前述の実施例同様、箱形突出部の正面およびその断面が示されている。この場合の渦流板２８は、上端面が直線状とされ、かつ冷却水の流れに対して直角に配置される。この渦流板は、下部箱形突出部２の上流側において、下部箱形突出部２の上流側壁自体を利用して形成される。このように直線状の渦流板２８を箱形突出部の上流側壁自体を用いるものは、製作容易である。
【００３５】
以上説明してきたようにこのように形成された洗浄体捕集装置であると、箱形突出部の上流側に渦流板が設けられることから、局部的に減圧させられることにより、洗浄体抽出管の近傍には外側から内側に流れる強い渦流が発生し、かつスポンジボール等の洗浄体は、捕集格子面に停滞することなく、この外側から内側に流れる渦に乗せられ、すなわち洗浄体抽出管の方向に流され、効率的に洗浄体を抽出でき、洗浄系統内を循環させることが可能となるのである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、構成簡単にして捕集格子面に停滞する洗浄体を効率良く箱形突出部に集合させて抽出することができ、伝熱管の洗浄を効率的に行なうことが可能なこの種の管式熱交換器用洗浄体捕集装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の管式熱交換器用洗浄体捕集装置の一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の管式熱交換器用洗浄体捕集装置の一実施例を示す正面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の管式熱交換器用洗浄体捕集装置の他の実施例を示す正面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図８】本発明の管式熱交換器用洗浄体捕集装置の他の実施例を示す正面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の管式熱交換器用洗浄体捕集装置の他の実施例を示す正面図である。
【図１１】図１０のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。
【図１２】従来の管式熱交換器用洗浄体捕集装置の縦断側面図である。
【図１３】図１２のＧ−Ｇ線に沿う断面図である。
【図１４】図１２のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図１５】本発明の管式熱交換器用洗浄体捕集装置を適用した洗浄システムの系統図である。
【図１６】従来の洗浄体捕集装置の一例を示す縦断側面図である。
【図１７】従来の洗浄体捕集装置の一例を示す縦断側面図である。
【図１８】従来の洗浄体捕集装置の一例を示す縦断側面図である。
【図１９】従来の洗浄体捕集装置の一例を示す縦断側面図である。
【図２０】従来の洗浄体捕集装置の流れ状態図である。
【図２１】従来の洗浄体捕集装置の流れ状態図である。
【図２２】本発明の洗浄体捕集装置の流れ状態図である。
【図２３】本発明の洗浄体捕集装置の流れ状態図である。
【符号の説明】
１…円筒形胴体、２…下側箱形突出部、３…捕集格子、４…回転軸、５…減速機、６…ハンドル、７…洗浄体抽出管、１０…洗浄体捕集装置、１２…上側箱形突出部、１４…渦流板がない場合の渦、１６…渦流板、１８…渦流板がある場合の渦、２０…洗浄体、２２…直線状・箱形突出部上流側壁面取付け渦流板、２４…凹面状・箱形突出部上流側壁面取付け渦流板、２６…凸面状・箱形突出部上流側壁面取付け渦流板、２８…直線状・箱形突出部の上流側壁自体を用いる渦流板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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