(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器、コンデンサーなどの管を清掃するボール（Ｂ）を冷却液管（７）から取り除くための装置であって、
冷却液管（７）は側壁（７ａ）を有し
スクリーン（２）が冷却液管（７）の側壁（７ａ）に固定され、熱交換器の出口部分に配されており、
スクリーン（２）はボール（６）を捕獲するために冷却液管（７）の自由断面を覆うことができ、且つ
冷却媒体の流動方向に沿って冷却液の自由断面を徐々に狭めてボール（６）を捕獲し、
排出管（３）が冷却媒体の流動方向に沿ってスクリーン（７）の後方に配されており、
スクリーン（２）で捕獲されたボール（６）は排出管（３）に通され、この排出管（３）を介して冷却液管（７）から取り去られ、
スクリーン（２）は冷却液管（７）の側壁（７ａ）から排出管（３）の入口まで漏斗のような形で通っており、
冷却液管（７）内で冷却媒体の出口となる開口（４）を排出管（３）に設けた構成であって、
排出管（３）に設けた開口（４）は冷却媒体の流動方向に沿ってスクリーン（２）から排出管（３）への移行点の直後に置かれており、
開口（４）は排出管（３）の入口端の円形側壁に形成されており、
開口（４）は排出管（３）の軸方向に延在していることを特徴とする装置。
【請求項２】
スクリーン（２）は冷却液管（７）の軸に対して対称であることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
排出管（３）に形成された開口（４）はスロット状であることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
排出管（３）に形成した開口（４）は長方形、正方形又は卵形、あるいは丸型の形状を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
排出管（３）に設けた開口（４）はその合計表面積が排出管（３）の断面積の２０％よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は熱交換器やコンデンサーなどの管の清掃を行なうボールを冷却液管から取り除く装置に関し、以下の構成を有する。
冷却液管が側壁を有し
スクリーンが冷却液管の側壁に固定され、熱交換器の出口部分に配されており、
スクリーンはボールを捕獲するために冷却液管の自由断面を覆うことができ、且つ
冷却媒体の流動方向に沿って冷却液の自由断面を徐々に狭めてボールを捕獲し、
排出管が冷却媒体の流動方向に沿ってスクリーンの後方に配されており、
スクリーンで捕獲されたボールは排出管に通され、この排出管を介して冷却液管から取り去られ、
スクリーンは冷却液管の側壁から排出管の入口まで漏斗のような形で通っており、
冷却液管内で冷却媒体の出口となる開口を排出管に設けた構成である。
このタイプの公知の装置では（ＤＤ  ２１８  １６８  Ａ１）、排出管は排出管の閉じた第一セクションにより漏斗形状のスクリーンに接続している。排出管のこのセクションの下流には、冷却媒体の流動方向に対してある角度で斜めの開口端があり、これは開口を囲む排出管の側壁の縁に接続されたグリッドで覆われている。排出管の終端にある開口の楔状をした部分には吸入管が接続されており、これは小さな直径を有し、グリッドから出口にボールを運ぶ役目をする。従って、漏斗形のスクリーンで捕獲されたボールと冷却液管の中央部分を流れる冷却媒体はグリッドに到達するまで閉じた第一セクションを通過しなければならず、グリッドで冷却媒体の大部分は流動方向に沿って通過する一方、吸入管を介して取り除かれるべきボールは、グリッドの開口を通る冷却媒体の圧力によってグリッドに押し付けられる。
熱交換器等の冷却液管からボールを取り除くこの種の他の公知の装置は、回転可能に搭載されたスクリーンからなり、作用位置ではスクリーン面は流動方向に対して傾いており、ボールはスクリーン面を介して冷却液管の出口に導かれる。ここからボールは排出管とポンプにより運び出され、そして熱交換器の入口部分に戻される。スクリーンが休止位置に回動すると、冷却液はスクリーンを妨害されずに流れ、スクリーンは洗浄され付着した汚れが取り除かれる。
より小型の熱交換器では、分別器を構成する公知の装置はその複雑な構造、可動スクリーン部品の制御や操作、さらにその密閉のために、プラントの価格がより高くなる。
したがって、分別器となる装置のより安価な構造を得るという課題が存在する。
本発明によれば、この課題を解決するため、
排出管に設けた開口は冷却媒体の流動方向に沿ってスクリーンから排出管への移行点の直後に置かれており、
開口は排出管の入口端の円形側壁に形成されており、
開口は排出管の軸方向に延在している。
本発明にかかる装置は、公知の装置と同様に、排出管とスクリーンを備えている。スクリーンは冷却液管の自由断面を覆い、冷却液管側壁から排出管の入口に伸びている。提案した装置のスクリーンは冷却液管の側壁に固定され、従って閉じた冷却回路の中で永続的に作動する部品である。
清浄処理は少なくとも定期的に行われ、熱交換器の管にある腐食物や付着物、また非常に小さな堆積物を剥離する。ボールは付着物を剥離し、これらは分別器内を容易に通過するので、放出される粒子や装置の永続的な動作によってスクリーンの機能が害されることはない。
冷却液管の中にスクリーンを固定することで、この装置の技術的な冗長性は可動式のスクリーンに比べて少ない。同時に、本構造の安定性は非常に増したので、スクリーンを支え保持するフレームは安直なものでよい。これにより製造コストを下げ、製造工程を大きく単純化できる。
そもそも可動式のスクリーンは構造的な可能性を大きく制限し、可動部品を組み込む必要性と良好な捕獲動作に対する要求との間で妥協を図らねばならない。
出口にあるスクリーンから排出管までの移送に関する問題は、構造上簡単に解決できる。なぜならば、スクリーンを固定して排出管に接続することができるからである。従って、冷却媒体に含まれているボールはすべてスクリーンから排出管に導かれる。
冷却液管のの自由断面の全部をスクリーンは利用できる。これにより、固定式では無い分別器に比べ流動抵抗を減少できる。なぜならば、可動式のスクリーンでは、自由断面がスクリーン用のシールド又はフレームのような安定化部材によって制限されるからである。
スクリーンは冷却液管の側壁から排出管の入口まで漏斗のような形で通っている。スクリーンが漏斗の形になっているので、強力な捕獲動作ができる。従って、漏斗型のスクリーンの捕獲動作により、装置の構造を限られた長さ寸法に収められる。従って、可動式のスクリーンに比較し、本提案の分別器はより小さな全長を有し、加えて単純化された構造となっている。
本発明に係る装置のスクリーンは、冷却液管内における排出管の配置に応じて、真っ直ぐな円錐形又は傾いた円錐形に加工できる。しかしながら、好ましくは、漏斗形のスクリーンは冷却液管の軸に対して対称である。即ち、スクリーンは回転対称である。これにより、冷却液管の中心軸に垂直な平面上で且つスクリーンの表面上では、ボールの速度に関し全ての点が等しい条件となっている。加えて、円錐又は円筒部品を展開した状態では直線又は円弧のみが含まれる。これにより製造工程で材料の切断加工が簡単になり、従ってコストを下げることができる。
スクリーンと排出管の間の移行部分では、幾何学的な変形の結果、冷却液の流動条件が顕著に変化する。熱力学的な損失を最小にするため、排出管内の流動速度は一般に冷却液管よりもかなり小さい。加えて、前述した移行部分では、スクリーンの表面に対して垂直なボールの速度成分は、速度の接線成分と等しいか大きい。これでは、ボールはスクリーンと排出管の間の移行部分に溜まってしまう恐れが有る。この結果は、ボールはもはや清浄用の流路に供給できず、極端な場合分別器が詰まってしまう。
プラントの効率を高めるため、循環するボールの量が少ない場合でも、急所となる移行点でボールが堆積したり詰まったりしてはならない。本発明のさらなる特徴によれば、この目的のため、排出管の入り口端の円形側壁に、開口が設けてある。これらの開口は、冷却液管に連通する排出管の部分に設けてある。冷却液の流動方向を考慮して、これらの開口はスクリーンと排出管との間にある移行点部分の直後に位置している。この部分では、排出管の直径が小さいので高い吸入速度で流れる流体に比較的高い流体圧が作用する。
本発明によれば、スクリーンの表面に平行な接線方向のボール速度成分は吸入断面即ち排出管の入口に入るときに高くなっており、安定したボールの運び出しを可能にしている。これは、排出管に向かう移行部分に入る比較的大量の流体によって達成できる。本発明によれば、排出管に急速に流れ込む流体を利用している。なぜならこの流体の大部分が移行点部分の後ろ側で、開口を介して排出管から冷却液管に流れ出て戻るからである。一方、残りの部分はより低速な流れとなって、排出管に入り込むボールのさらなる移送を行う。しかして、分別器内で流速の低下が生じない。また、スクリーンと排出管との間の移行部分で、安定的にクリーニングボールを運ぶことができる。
以上に概括したように、開口は漏斗形のスクリーンが排出管に向かう移行部分の直後に配されており、且つ管壁に沿って排出管の軸方向に延設されているいる。ここの部分で、管内自由断面積が冷却液管の直径からより小さな吸込管又は排出管の直径に応じて収縮する。しかしながら、この部分では、増大した流動抵抗が未だ完全に冷却液に作用していない。従って、排出管内でボールの移送のための流体残量を最適に最少化できる。
ボールは排出管の開口を通って外に出ることは無く、排出管内に留まる。ここで、ボールはポンプを使って減速された流体の流によって運び出される。好ましくは、排出管の開口はこの目的のためにスロット状である。これは又、排出管の機械的な摩耗を防ぐことになる
これらの開口は長方形、正方形、卵形あるいは丸い形状を有し、従って特に高い加工精度を要求しない。幅寸法を決める際、ボールの直径のみ考慮すればよい。なぜならば、極限まで摩耗が進んだ場合で且流体の影響を受けた状態で、ボールが排出管から冷却液管に開口を通って出なければ良い。
しかして、これらの開口は上述した様に排出管の側壁に作られ、好ましくは排出管の断面積の少なくとも20％相当よりも大きな合計の表面積を有している。
本発明に係る装置は全体的に簡単な構造と非常にコンパクトなサイズとなっている。この構造は、冷却液管の曲がった部分でも容易に収納できる。スクリーンと排出管との間の急所である移行部分で高い流量を利用するため、本発明に係る分別器は戻るボールの量が少ない場合の利用に適している。なぜならば、これらのクリーニングボールは比較的に高い速度でこの閾部分を通過できるからである。排出管の開口を通る流量を最小化するため、このコンパクトな分別器は、特に冷却液の流量が少ないプラント、従って熱的な処理レベルが小さなプラントに使うことが良い。なぜなら、この装置による熱力学的な損失は、ボールを取り除くために必要な冷却液の流量を制限することで低く出来る。
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。図面は分別器１の縦断面図である。本分別器は漏斗型のスクリーン２と排出管３とからなる。排出管にはスロット状の開口４が形成されている。これらの開口は漏斗型のスクリーン２の端部につながっている。
Ａ点で漏斗型のスクリーンの表面における速度ｖH1は、ベクトル分解して法線成分ｖN（スクリーン２の表面５と垂直）と接線成分ｖT（表面５に平行）で表されている。明らかに、法線成分ｖNは接線成分ｖTよりかなり小さいため、ボール６は点Ａ留まらない。同様の状況が点Ｂでも起こる。速度が法線成分ｖNと接線成分ｖTに分かれる点Ｂは漏斗型のスクリーン２が排出管３に移る直前に位置する。ここでも、速度ｖH1の接線成分ｖTが高いので、ボール６が溜まるのを防ぐことができる。
流線Ｓは本分別器１の冷却媒体の流れを示す。流線はまた、排出管３で速度が高い値ｖH1から低い値ｖH2に変化する場合、移送される流量の相当部分が開口４を通って排出管３から冷却液管７に戻ることを示している。
安定化のため、中心軸に対して対称に形成された漏斗型のスクリーン２は冷却液管側壁７ａに固定されている、従って分別器１の全体をスクリーン２の終端部で追加のフレームを用いることなしに冷却液流中に置くことができる。スクリーン２と側壁７ａの接続点で、冷却液管７の内周に沿って均等な張力が生じる。
図面は漏斗型のスクリーンを備えたコンパクトで簡単な構成の分別器を表している。
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