(57)【要約】【課題】外径が異なるチューブバンドルであっても、チューブバンドル全体を万遍なく十分に洗浄することができるチューブバンドル洗浄装置を提供する。【解決手段】ベース９をチューブバンドル１の長手方向一端側に位置させ、ノズル１３をチューブバンドル１の直上高さに位置させる。ノズル１３から高圧水を噴射させながら、ベース９を長手ガイドレール４に沿ってＸ軸方向移動させる。その後、サブベース１５を１ピッチ分だけＹ軸方向にシフトさせると共に、ロッド１０をＺ軸方向に上下移動させてノズル１３とチューブバンドル１との間隔を調整した後、ベース９を移動させて洗浄を行う。以下この洗浄動作を繰り返すことにより、チューブバンドル１の全体を万遍なく十分に洗浄する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブバンドルに対しノズルから水を噴射して洗浄するチューブバンドル洗浄装置において、
該チューブバンドルの上方に配置され、チューブバンドル長手方向に延在する長手ガイドレールと、
該長手ガイドレールに沿って移動可能なベースと、
該ベースを前記長手ガイドレールに沿って走行させるための第１の駆動手段と、
該ベースに設けられており、該チューブバンドル長手方向と交差する水平方向に移動可能なサブベースと、
該サブベースを移動させるための第２の駆動手段と、
該サブベースに上下方向移動可能に支持された上下移動体と、
該上下移動体を上下移動させるための第３の駆動手段と、
該上下移動体の下部に設けられた前記ノズルと
を備えたことを特徴とするチューブバンドル洗浄装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ノズルは、鉛直上下方向に延在する基管部と、該基管部から二股に分岐し、鉛直下方に向って高圧水を噴射するノズル部とを備え、該基管部の軸心回りに回転駆動されることを特徴とするチューブバンドル洗浄装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ノズルが前記チューブバンドルの直上所定距離に位置した状態にてチューブバンドル長手方向に移動するように制御する制御手段を備えたことを特徴とするチューブバンドル洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器から取り外したチューブバンドルに対し、ノズルから高圧水を噴射して洗浄するチューブバンドル洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱交換器のチューブバンドルは多数のチューブの集合体を略々円柱状に取りまとめた構造物として構成されている。
【０００３】
多数のチューブの集合体であるチューブバンドルは、使用に伴いそれぞれのチューブの外周面に多くの汚れが付着してその機能を損なうため定期的に洗浄して汚れを除去する必要がある。
【０００４】
熱交換器から取り外したチューブバンドルを洗浄する装置として、特開平８−１１０１９４（特許文献１）には、チューブバンドルを跨ぐように設置され、且つチューブバンドル長手方向に移動可能な枠体にノズルを設置し、該ノズルから高圧水を噴射しながら枠体を移動させるものが記載されている。この特許文献１では、枠体の内側に、チューブバンドルを取り巻くＣ字形状のレールが設置され、該Ｃ字形レールに沿って移動するように摺動体が設置されている。この摺動体から杵体が延設され、該杵体の先端にノズルが取り付けられている。
【０００５】
特開２０１３−２９２３２（特許文献２）には、チューブバンドルの上方に配置され、チューブバンドル長手方向に延在するガイドレールと、該ガイドレールに沿って移動可能なアーム支持体と、該アーム支持体からチューブバンドルの一側面側へ斜め下方に延設された第１のアーム及びチューブバンドルの他側面側へ斜め下方に延設された第２のアームと、該第１のアームに沿って移動可能な第１のベース及び第２のアームに沿って移動可能な第２のベースとを備えており、該第１及び第２のベースにそれぞれ高圧水噴射用洗浄ノズルが取り付けられているチューブバンドル洗浄装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−１１０１９４
【特許文献２】特開２０１３−２９２３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のチューブバンドル洗浄装置では、チューブバンドルを取り巻くようにＣ字形状のレールを設置しているため、チューブバンドルの外径がこのＣ字形レールの直径よりも大きいときにはチューブバンドルを洗浄することができない。
【０００８】
特許文献２のチューブバンドル洗浄装置にあっては、ベースがアームの下端側又は上端側に位置した場合、該ベースに取り付けられたノズルとチューブバンドルとの間に大きな（最大でチューブバンドルの半径長さ程度）の距離があくため、ノズルからの噴射水が広がったりしてチューブバンドルの洗浄効率が低下するおそれがある。
【０００９】
本発明は、外径が異なるチューブバンドルであっても、チューブバンドル全体を万遍なく十分に洗浄することができるチューブバンドル洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のチューブバンドル洗浄装置は、チューブバンドルに対しノズルから水を噴射して洗浄するチューブバンドル洗浄装置において、該チューブバンドルの上方に配置され、チューブバンドル長手方向に延在する長手ガイドレールと、該長手ガイドレールに沿って移動可能なベースと、該ベースを前記長手ガイドレールに沿って走行させるための第１の駆動手段と、該ベースに設けられており、該チューブバンドル長手方向と交差する水平方向に移動可能なサブベースと、該サブベースを移動させるための第２の駆動手段と、該サブベースに上下方向移動可能に支持された上下移動体と、該上下移動体を上下移動させるための第３の駆動手段と、該上下移動体の下部に設けられた前記ノズルとを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の一態様では、前記ノズルは、鉛直上下方向に延在する基管部と、該基管部から二股に分岐し、鉛直下方に向って高圧水を噴射するノズル部とを備え、該基管部の軸心回りに回転駆動される。
【００１２】
本発明では、前記ノズルが前記チューブバンドルの直上所定距離に位置した状態にてチューブバンドル長手方向に移動するように制御する制御手段を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のチューブバンドル洗浄装置によると、ノズルをチューブバンドル長手方向、これと交差する水平方向及び鉛直上下方向の３方向に移動可能としているため、ノズルを常にチューブバンドルの所定距離だけ上方に位置させてチューブバンドルに高圧水を噴射して洗浄することができる。これにより、チューブバンドルの全体を万遍なく十分に洗浄することができる。
【００１４】
本発明において、ノズルは、鉛直上下方向に延在する基管部と、該基管部から二股に分岐し、鉛直下方に向って高圧水を噴射するノズル部とを備えることが好ましい。このノズルを該基管部の軸心回りに回転駆動することにより、チューブピッチの異なるチューブバンドルに対してもチューブ間に高圧水を万遍なく噴射することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態に係るチューブバンドル洗浄装置の斜視図である。
【図２】ベースの斜視図である。
【図３】タイヤ駆動機構の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１〜３を参照して実施の形態について説明する。
【００１７】
チューブバンドル１は、多数のチューブ（細管）を平行に配設して全体として円柱形状としたものであり、各チューブ同士の間には所定の間隙があいている。
【００１８】
チューブバンドル１は、枕木２等を介して地表に横置き状に配置されている。
【００１９】
図１の通り、このチューブバンドル１を跨ぐようにフレーム３が配置されている。フレーム３は、チューブバンドル１の長手方向に延在する１対の水平な長手ガイドレール４，４と、長手ガイドレール４，４の両端同士を連結するタイフレーム５，５と、各長手ガイドレール４の両端を支持するポスト６と、ポスト６，６を支持する下フレーム７と、下フレーム７に設けられた洗浄装置移動用タイヤ８と、短手ガイドレール４に沿ってチューブバンドル１の長手方向に移動可能なベース９と、該ベース９に対し鉛直上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能に支持された上下移動体としてのロッド１０と、該ロッド１０の下端に支持ブラケット１１を介して設けられたノズル支持ボックス１２と、該ノズル支持ボックス１２に支持されたノズル１３等を備えている。
【００２０】
ベース９は、図２の通り、長手ガイドレール４，４と直交方向に延在する１対の短手ガイドレール１４，１４と、該短手ガイドレール１４，１４間に架設され、短手ガイドレール１４，１４に沿ってＹ軸方向に移動可能とされたサブベース１５と、該サブベース１５の水平プレート１６に設けられた、前記ロッド１０を昇降させるためのＺ軸駆動用エアモータ１７及びボールスクリュ機構又はラックアンドピニオン機構等のロッド案内機構と、サブベース１５をＹ軸方向に移動させるためのＹ軸駆動用エアモータ１８等を有する。なお、Ｘ軸は長手ガイドレール１４の長手方向の軸であり、Ｙ軸はＸ軸と直交方向かつ水平方向の軸である。
【００２１】
ベース９は長手ガイドレール４，４に対し転動輪（図示略）を介して懸架されている。長手ガイドレール４の長手方向両端にスプロケットホイールが設けられ、このスプロケットホイールに噛合したチェーンが長手ガイドレール４に沿って無端状に延設されている。このチェーンがベース９に連結されている。Ｘ軸駆動用エアモータ２０によって一方のスプロケットホイールを回転させることにより、チェーンを介してベース９がＸ軸方向に移動する。
【００２２】
サブベース１５は転動輪（図示略）を介して短手ガイドレール１４，１４に懸架されている。サブベース１５はベース９と同様にチェーンを介してＹ軸駆動用エアモータ１８によってＹ軸方向に移動される。即ち、短手ガイドレール１４の両端にスプロケットホイールが設けられ、チェーンは該スプロケットホイールに架け渡され、該チェーンがサブベース１５に連結されている。Ｙ軸駆動用エアモータ１８は、ベース９に設置されており、一方のスプロケットホイールを回転させる。
【００２３】
フレーム３の長手方向の一端側のポスト６にＸ軸駆動用エアモータ２０が設けられている。各Ｘ，Ｙ及びＺ軸駆動用エアモータ１７，１８，２０にはコンプレッサ（図１）から圧縮エアが供給される。コンプレッサ２１は操作盤２２によって操作される。
【００２４】
Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向へのコンプレッサ２１からのエア供給及びノズル１３からの高圧水噴射は制御盤２３に設けられた制御回路によって自動制御される。ノズル１３に対しては、高圧水洗浄車２５に搭載されたポンプから耐圧ホース２６を介して高圧水が供給される。
【００２５】
ノズル１３は、支持ボックス１２から鉛直下方に向う基管部１３ａと、基管部１３ａから二股に分岐した１対の鉛直下向きのノズル部１３ｂ，１３ｂとを有する。ノズル１３は、基管部１３ａの軸心を回動中心として図２のθ方向に回転可能となっている。支持ボックス１２内には、ノズル１３をθ方向に回転させるためのエアモータ又は水圧モータ等よりなる回転駆動機構が設けられている。
【００２６】
図３の通り、洗浄装置移動用タイヤ８を回転させるためのハンドル２８が下フレーム７に設置されており、ハンドル２８を回すことによりチェーン２９を介してタイヤ８を回転させ、フレーム３を横移動させることが可能となっている。
【００２７】
このチューブバンドル洗浄装置によってチューブバンドル１を洗浄するには、ベース９をチューブバンドル１の長手方向一端側に位置させ、ノズル１３をチューブバンドル１の直上の高さに位置させる。そして、高圧水洗浄車２５から高圧水をノズル１３に供給し、ノズル１３から高圧水を噴射させながら、ベース９を長手ガイドレール４に沿ってチューブバンドル１の長手方向他端側に向ってＸ軸方向移動（往動）させる。高圧水の水圧は２０ＭＰａ以上例えば２０〜２８０ＭＰａ程度が好ましい。
【００２８】
ベース９がチューブバンドル１の他端にまで達したならば、サブベース１５を１ピッチ分だけＹ軸方向にシフトさせる。この１ピッチの幅は、ノズル１３のノズル部１３ａの旋回直径と同程度か又はそれよりも若干小さい程度とする。なお、チューブバンドル１の汚れが多いときには、１ピッチシフトさせることなく、ノズル１３から高圧水を噴射させたままベース９を前記一端側まで移動（復動）させる。汚れがきわめて多いときには、１ピッチシフトなしにベース９を複数回往復動させてもよい。
【００２９】
上述のように１箇所においてベース９をＸ軸方向移動させてその移動軌跡下方のチューブの洗浄を行った後、サブベース１５を１ピッチ分だけＹ軸方向にシフトさせると共に、ロッド１０をＺ軸方向に上下移動させてノズル１３とチューブバンドル１との間隔を調整した後、ベース９を往動又は往復動させてその移動軌跡下方のチューブの洗浄を行う。以下同様に、サブベース１５の１ピッチシフトとベース９の往動又は往復動を繰り返すことにより、チューブバンドル１の全体を万遍なく十分に洗浄することができる。なお、必要に応じ、上記一連の洗浄動作が終了した後、再度同様の洗浄動作を１回以上繰り返してもよい。
【００３０】
この実施の形態では、ノズル１３をその基管部１３ａ回りに回転させるようにしているので、配列ピッチの異なるチューブ間にも高圧水を確実に噴射させることができる。
【００３１】
本発明では、制御盤２３の制御装置としてマイクロコンピュータを設け、このマイクロコンピュータに一連の制御プログラムを記憶させておくのが好ましい。操作盤からキーボード操作（又は画面タッチ）によりチューブバンドル１の長さ、直径、チューブ本数、汚れ程度、高圧水の水圧等の各条件を入力し、シーケンス開始操作を行うと、上記の一連の動作が自動的に実行される。
【００３２】
このチューブバンドル洗浄装置によると、石油精製プラント等のシェルアンドチューブ式の熱交換器のバンドル（管束）１を定期修繕の際に抜き出した後、チューブ外面に付着した汚れをＸ，Ｙ，Ｚ方向（３次元）に任意移動可能な高圧水洗浄ノズル１３によって洗浄することができる。このチューブバンドル洗浄装置は、遠隔操作で洗浄動作するので、洗浄安全性および迅速性を兼ね備えている。
【００３３】
この実施の形態に係るチューブバンドル洗浄装置は、大型トラックで運搬可能な寸法で製作されており、洗浄現場の任意の位置に設置可能である。このチューブバンドル洗浄装置は、タイヤ８により、レール等の軌道を介することなく横移動が可能であり、予めシェルから抜出した洗浄対象のバンドルを迅速に洗浄することが可能である。このチューブバンドル洗浄装置は、操作が容易であり、経験の浅い作業者でもチューブバンドル全体を均一に洗浄することができる。
【００３４】
上述の高圧水洗浄ノズル１３は、回転式であるが、固定式に任意に交換可能とすることが好ましい。
【００３５】
なお、このチューブバンドル洗浄装置を用い、φ１，６２０ｍｍ、長さ６，１００ｍｍ、チューブ径１９ｍｍ、チューブ本数２，４００本のチューブバンドルを高圧水圧力８０ＭＰａ、水量１００〜１５０Ｌ／ｍｉｎにて洗浄したところ、操作者２名で約３０分にて洗浄を完了させることができ、洗浄ムラは発生せず均一な仕上がりになった。
【００３６】
ノズルマンが高圧水ノズルを手で持って行う従来の洗浄方法では日中作業で２日間を要し、ノズルマンの体力的負荷が大きかったが、本発明装置では約３時間で全洗浄工程が完了した。遠隔操作のため体力的負荷も大幅に低減できた上、高圧水が人体に当たることもない。
【００３７】
以上より、本洗浄装置を使用することにより、作業安全性が確保でき、洗浄作業の体力的負荷を低減しつつ、高圧水洗浄の経験を問わず熱交換器の均一な洗浄が短時間で可能となることが確認された。
【符号の説明】
【００３８】
１  チューブバンドル
３  フレーム
４  長手ガイドレール
９  ベース
１０  ロッド（上下移動体）
１３  ノズル
１３ａ  基管部
１３ｂ  ノズル部
１４  短手ガイドレール
１５  サブベース
１７  Ｚ軸駆動用エアモータ
１８  Ｙ軸駆動用エアモータ
２０  Ｘ軸駆動用エアモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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