(57)【要約】【課題】２重外部サイクロンが、管状熱交換システムについてのボールを使用する非電力式洗浄システムに組み込まれる。【解決手段】２重外郭サイクロンは、所定の直径より小さいボールの廃棄、交換が可能となるよう、それらを分離する。２重外郭サイクロンは、管状熱交換システムの流体からの残滓、またボール上に堆積した残滓を分離するようにも作用する。本発明による洗浄システムは、熱交換システムの流体において循環する複数のボール、ボール入口、ボール出口、および２重外郭サイクロンを備える。流体におけるボールは、熱交換ユニットの管を洗浄するのに適切な所定の直径を有する。ボールは、様々なエラストマ材料で製造可能であるが、ほとんどすべての弾性材料が使用可能である。さらに、本発明において使用されるボールは、ボールの比重を増大させるために非対称加重コアを使用する。【選択図】図２
2008506921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口端部および排出端部を有する熱交換システムにおいて複数の管を洗浄する非電力式洗浄システムであって、流体が、熱交換媒体として使用され、前記流体が、前記入口から前記複数の管の中、さらに前記排出端部へ流れ、
前記流体における複数のボールと、
前記流体および前記複数のボールを洗浄システムに導入するために、前記排出端部に連結されたボール入口と、
前記複数のボールおよび流体を前記ボール入口に方向付けるために、前記ボール入口に連結されたボール・ダイバータ装置と、
所定の直径より小さい複数のボールを前記複数のボールから分離し、さらに残滓を前記流体から分離するために、前記ボール入口に連結された２重外郭サイクロンと、
分離後の前記複数のボールおよび流体を前記熱交換システムの前記入口端部の中に導入するために、前記２重外郭サイクロンに連結されたボール出口とを備え、
前記２重外郭サイクロンが、１次サイクロンおよび２次サイクロンを備え、前記２次サイクロンが、所定の帽状およびサイズの複数のアパーチャを有するように構成され、前記２次サイクロンが前記１次サイクロンの内部に配置される、洗浄システム。
【請求項２】
前記出目と前記排出端部との間の圧力差を増大させるために、前記入口端部において装備されたベンチュリをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数のボールのそれぞれが、非対称加重コアを備えるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記非対称加重コアが、金属で製造される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数のボールが、様々な相対密度をもたらす様々な質量およびサイズの非対称加重コアを有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
システム内の前記複数のボールの数を追跡するために、ボール・カウンタをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
システム内の前記複数のボールの速度を監視するために、ボール速度追跡装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ボール・カウンタが、非対称加重金属コアを有するボールと共に動作する磁気装置である、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記ボール速度追跡装置が、非対称加重金属コアを有するボールと共に動作する磁気装置である、請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の管の状態を検査するために、前記複数の管の開放端部において検査手段をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
ボールを除去して前記熱交換システム内に注入する工程を改善するための補助ポンプを前記熱交換システム内の有為な位置にさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項１２】
流体が熱交換媒体として使用される熱交換システムの複数の管を洗浄する洗浄システムにおいて、所定の直径より小さいボールを複数のボールから分離するための２重外郭サイクロンであって、
１次サイクロンと、
前記１次サイクロンの内部に配置され、所定の形状および所定のサイズの複数のアパーチャを有する２次サイクロンと、
流体を接線方向において前記１次サイクロンの中に方向付けるための１次入口と、
前記複数のボールを含む流体を接線方向において前記２次サイクロンの中に方向付けるための２次入口とを備え、
前記２次サイクロンが、前記所定の直径より小さいボールが前記複数のアパーチャを経て前記１次サイクロンの中に進入可能とすることによって、所定の直径より小さいボールを前記複数のボールから分離する、２重外郭サイクロン。
【請求項１３】
前記２次サイクロンが、第１円筒部および円錐部をさらに備える、請求項１２に記載の２重外郭サイクロン。
【請求項１４】
前記第１円筒部の前記複数のアパーチャが、複数のスロットをさらに備える、請求項１３に記載の２重外郭サイクロン。
【請求項１５】
前記複数のスロットが、水平面から約３０°から６０°の角度に配置される、請求項１４に記載の２重外郭サイクロン。
【請求項１６】
前記円錐部の前記複数のアパーチャが、複数のほぼ円形の孔を備える、請求項１２に記載の２重外郭サイクロン。
【請求項１７】
前記２次サイクロンが、前記第１円筒部内に位置する前記第１円筒部とほぼ同様の第２円筒部をさらに備え、前記第２円筒部を変位させることにより、前記第１円筒部の前記複数のアパーチャのサイズを変更することが可能になる、請求項１２に記載の２重外郭サイクロン。
【請求項１８】
前記２次サイクロンが、前記第１円筒部内に位置する前記第１円筒部とほぼ同様の第２円筒セクションをさらに備え、前記第１円筒部を変位させることにより、前記第１円筒部の前記複数のアパーチャのサイズを変更することが可能になる、請求項１２に記載の２重外郭サイクロン。
【請求項１９】
前記１次入口が、前記１次サイクロンの対向側面に位置する２つの１次入口をさらに備える、請求項１２に記載の２重外郭サイクロン。
【請求項２０】
前記１次入口が、前記１次サイクロンに入る流体の速度を変更可能に構成される、請求項１２に記載の２重外郭サイクロン。
【請求項２１】
前記１次入口および前記２次入口が、流体を周方向において前記１次サイクロンおよび前記２次サイクロンのそれぞれの中に方向付けるよう構成される、請求項１２に記載の２重外郭サイクロン。
【請求項２２】
１次サイクロン、前記１次サイクロンの内部に配置され、所定の形状および所定のサイズの複数のアパーチャを有する２次サイクロンとを有する２重外郭サイクロンを使用して、管洗浄システムにおいて所定の直径より小さい複数のボールを複数のボールから分離する方法であって、前記２次サイクロンにより、前記所定の直径より小さい前記複数のボールの、前記複数のアパーチャを経て前記１次サイクロンの中への進入が可能になり、
ａ）流体を前記１次サイクロンの中に導入し、前記複数のボールを含む流体を前記２次サイクロンの中に導入するステップと、
ｂ）前記１次サイクロンにおいて１次流体渦を形成し、前記２次サイクロンにおいて２次流体渦を形成するステップと、
ｃ）前記所定の直径より小さい前記複数のボールを前記２次サイクロンから前記第１サイクロンの中に分離するステップとを含み、
前記１次流体渦が、前記２次流体渦より高速であり、前記１次流体渦と前記２次流体渦との圧力差が、前記所定の直径より小さい前記複数のボールの分離を促進する、方法。
【請求項２３】
ｄ）分離後の前記複数のボールを前記管洗浄システムの中に再導入するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
ステップｃ）が、
ｃ1）前記複数のボールから残滓を除去するステップと、
ｃ２）前記複数のボールから前記１次サイクロンの中に残滓を分離するステップとをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、管状熱交換システムの洗浄システムに関する。具体的には、本発明は、管状熱交換システムを洗浄するために球体を循環させる非電力式のシステムおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
管状熱交換システムは、様々な産業にわたって使用され、その例に、タービンのコンデンサ、冷却ユニット、気体冷却システムおよび洗浄システムの熱交換器がある。また、電力プラント、脱塩モジュール、および石油化学製品産業においても使用されている。これらの管状熱交換システムは、通常、熱交換のために集約された複数の管を通って循環する流体を使用する。そのような熱交換システムの動作は、当技術分野では周知であり、詳細には述べない。
【０００３】
効率的な熱交換のためにはこれらの管の定常的なメンテナンスが必要である。管状熱交換システム内の沈殿、腐食、結晶化、および化学反応の結果として、残滓および汚損付着物が管を閉塞させる場合がある。これらの管を洗浄する従来の方法は、熱交換システムを停止して、それをオフラインとし、個々の管を物理的に洗い流すことを必要とする。
【０００４】
熱交換システムの管を循環する流体内にエラストマ・ボールを使用する新しい洗浄方法が開発されている。熱交換システムを循環する複数のボールが、少なくとも特定数の管内を通過することとなる。ボールが管内を通過する際、多くの場合管のあらゆる汚損付着物または残滓が、押し出される。この新しい洗浄方法は、メンテナンスのために熱交換システムを停止する頻度を低減するのに比較的有効であることが実証されている。そのようなシステムが周知であり、一例が、米国特許第５５９２９９０号において開示されている。
【０００５】
循環ボールを使用するそのような管洗浄システムでは、ボールを熱交換システムから分離する手段が必須である。エラストマ・ボールは、ある期間の後に磨耗し、洗浄効率は、ボールが小さくなり過ぎて管から汚損付着物を有効に除去できなくなるので、低下する可能性がある。磨耗したボールは、新しいボールの導入を可能とするために、回収されて熱交換システムから分離される必要がある。米国特許第５５９２９９０号では、ボールを回収して、流体からボールを分離するために、ボール回収装置ハウジングが使用され、ボールをシステムに導入するための別体の貯留槽は設けられない。しかし、磨耗していないボールも一様に回収されて廃棄されるので、全か無かを選ぶ必要のある手法である。
【０００６】
米国特許第４９７４６６２号では、ボール分離装置が、平行レールの頂部によって境界を画定された開口を使用して、様々な所定のサイズに従ってボールが分類される。次いで、分離された磨耗ボールは、除去のためにバスケットに回収される。磨耗ボールのみが流体から分離されるが、ボールが強制的にボール分離装置を通るように十分な圧力を付与するために、駆動ポンプの使用が必要となる。
【０００７】
現在、流体から磨耗ボールを分離するための効率的で有効な手段を有する熱交換システムにおいて管を洗浄するためにボールを使用する非電力式洗浄システムは依然として存在していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、管状熱交換システムを洗浄するために球体を循環させる非電力式システムおよび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】
【０００９】
したがって、一態様において、本発明は、入口端部および排出端部を有する熱交換システムにおいて複数の管を洗浄する非電力式洗浄システムを提供し、流体が、熱交換媒体として使用され、流体は、入口端部から複数の管の中、さらに排出端部に流動し、洗浄システムは、流体における複数のボールと、流体および複数のボールを洗浄システムの中に導入するために排出端部に連結されたボール入口と、複数のボールおよび流体をボール入口の中に方向付けるためにボール入口に連結されたボール・ダイバータ装置と、所定の直径より小さい複数のボールを複数のボールから分離するためにボール入口に連結された２重外郭サイクロンと、分離後の複数のボールおよび流体を熱交換システムの入口端部の中に導入するために２重外郭サイクロンに連結されたボール出口とを備え、
２重外郭サイクロンは、１次サイクロンおよび２次サイクロンを備え、２次サイクロンは、所定の形状およびサイズの複数のアパーチャを有するように構成され、２次サイクロンは、１次サイクロンの内部に配置される。
【００１０】
他の態様において、本発明は、熱交換システムの複数の管を洗浄する洗浄システムにおいて、所定の直径より小さいボールを複数のボールから分離するための２重外郭サイクロンを提供し、流体が、熱交換媒体として使用され、２重外郭サイクロンは、１次サイクロンと、１次サイクロン内に配置され、所定の形状および所定のサイズの複数のアパーチャを有する２次サイクロンと、流体を接線方向において１次サイクロンの中に方向付けるための１次入口と、複数のボールを含む流体を接線方向において２次サイクロンの中に方向付けるための２次入口とを備え、２次サイクロンは、所定の直径より小さいボールが複数のアパーチャを経て１次サイクロンの中に進入することを可能にすることによって、所定の直径より小さいボールを複数のボールから分離するためのものである。
【００１１】
他の態様において、本発明は、１次サイクロンと、１次サイクロン内に配置され、所定の形状および所定のサイズの複数のアパーチャを有する２次サイクロンとを有する２重外郭サイクロンを使用して、管洗浄システムにおいて所定の直径より小さい複数のボールを複数のボールから分離する方法を提供し、２次サイクロンにより、所定の直径より小さい複数のボールの、複数のアパーチャを経て１次サイクロンの中に進入が可能になり、この方法は、
ａ）流体を１次サイクロンの中に導入し、複数のボールを含む流体を２次サイクロンの中に導入するステップと、
ｂ）１次サイクロンにおいて１次流体渦を形成し、２次サイクロンにおいて２次流体渦を形成するステップと、
ｃ）所定の直径より小さい複数のボールを２次サイクロンから１次サイクロンの中に分離するステップとを含み、
１次流体渦は、２次流体渦より高速であり、１次流体渦と２次流体渦との圧力差が、所定の直径より小さい複数のボールの分離を促進する。
【００１２】
ここで、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して補完的に記述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明では、２重外郭サイクロンが、管状熱交換システムを洗浄するためにボールを使用する非電力式洗浄システムに組み込まれている。２重外郭サイクロンは、所定の直径より小さい磨耗ボールを廃棄、交換可能に、それらを分離する。２重外郭サイクロンは、管状熱交換システムにおいて流体から残滓、およびボールの上に堆積した可能性がある残滓をも分離するように作用する。
【００１４】
図１のとおり、熱交換システム１０は、入口端部２３および排出端部２５を有する熱交換ユニット２１に集約にされた複数の管１７を備える。流体が、入口端部２３から熱交換ユニット２１の管１７に流入し、管１７と熱交換ユニット２１との壁の間にある空間２７において他の流体媒体と熱エネルギーを交換する。次いで、流体は、管１７から流出し、熱交換器システム１０の排出端部２５に流入する。熱交換システム１０において流体を循環させるために必要な圧力差を生成するために、循環ポンプ（図示せず）が一般に使用される。この圧力差は、本発明の洗浄システムを駆動するためにも使用される。
【００１５】
本発明による洗浄システム５０は、熱交換システムの流体を循環する複数のボール５３と、ボール入口５５と、ボール出口５７と、２重外郭サイクロン１００とを備える。流体におけるボール５３は、一般に、熱交換ユニット２１において管１７を洗浄するのに適切な所定の直径を有する。ボール５３は、様々なエラストマ材料で製造可能であるが、概ねすべての弾性材料を使用することが可能である。さらに、本発明において使用されるボール５３のそれぞれは、ボール５３のそれぞれの重心を調整および修正するために、非対称加重コアを使用する。
【００１６】
排出端部２５において装着されるボール・ダイバータ装置６３は、ボール５３が管１７を通過した後、ボール５３を回収する。次いで、ボール５３は、流体と共に、ボール・ダイバータ装置６３に集約されたボール入口５５を経て２重外郭サイクロン１００の中に入る。ボール・ダイバータ装置６３は、単にメッシュまたはバスケットとすることが可能であり、流体の流動性を維持したまま、ボールをボール入口５５に方向付けるものである。
【００１７】
２重外郭サイクロン１００は、所定の直径より小さいボール５３を所定の直径より大きいボール５３から分離するように有為に作用する。２重外郭サイクロン１００は、ボール５３の上に堆積した残滓を取り除き流体の中に流し、また同時にこの残滓を流体から分離するように作用する。
【００１８】
所定の直径より大きいボール５３は、ボール出口５７を経て熱交換システム１０の入口端部２３の中に送られる。次いで、この段階において堆積した残滓のないこれらのボール５３は、再循環され、管１７を洗浄するために管１７を再び通過する。
【００１９】
所定の直径より小さいボール５３は、２重外郭サイクロン１００の内部に保持され、後に、洗浄システム５０から排出され廃棄することが可能である。
【００２０】
２重外郭サイクロン１００は、所定の直径より大きいボール５３から磨耗ボール５３を分離することに加えて、残滓をボール５３から取り除き、残滓を流体から分離するように有為に作用する。２重外郭サイクロン１００により、さらに、２重外郭サイクロン１００に流入する流体は速度が増大し、はるかにより高速において２重外郭サイクロン１００から排出される。これにより、２重外郭サイクロン１００を出る流体の領域において低圧となり、２重外郭サイクロン１００の両端に圧力差が生じる。
【００２１】
ボール入口５５は、一般にボール入口５５が２重外郭サイクロン１００より高い位置となるよう配置される。これにより、ボール入口５５と２重外郭サイクロン１００との問において付加的な圧力ヘッドが得られる。この圧力ヘッドは、２重外郭サイクロン１００を出る流体の領域の低圧と共に、大きな圧力差をもたらす。次いで、この圧力差は、２重外郭サイクロン１００内においてボール５３を駆動して押し、ボール出口５７を経て押し出す力となる。圧力差が不十分なある環境下では、ボール５３の回収および熱交換システム１０への注入プロセスを改善するために、補助ポンプ（図示せず）が熱交換システム１０内の有為な位置に設けられる。
【００２２】
ボール出口５７は、熱交換システム１０の入口端部２３に集約される。ボール出ロ５７が集約される入口端部２３においてベンチュリ６５を装備することにより、さらに付加的に圧力差が生じる。ベンチュリ６５により、ベンチュリ６５において流体の流れは狭窄される。ベンチュリ６５は、流体の速度を増大させ、低圧の領域を作り出す。これにより、「吸引」効果が生成され、これにより、ボール出口５７を出る流体およびボール５３の、熱交換システム１０の入口端部２３への流入をさらに促進する。ベンチュリ６５におけるこの圧力低下は、ボール入口５５とボール出口５７との間の圧力差全体にさらに寄与する。
【００２３】
洗浄システム５０は、ボール・カウンタ６７およびボール速度追跡装置６９を装備することによって、さらに向上することが可能である。ボール・カウンタ６７は、最適な数のボール５３が、最適な洗浄性能のために洗浄システム５０内において循環するように維持されるようにする。ボール５３が磨耗し、所定の直径より小さくなり２重外郭サイクロン１００によって除去される際、ボール・カウンタ６７は、過度に多くのボール５３が除去されると、警報を発して作業員に通知する、または完全に自動化されたシステムの場合であれば、新しいボール５３が洗浄システム５０に自動的に追加されるようにする。
【００２４】
ボール速度追跡装置６９は、洗浄システム内のボール５３の速度を追跡する。速度は、洗浄システム５０内の循環率および性能の表示として使用可能である。
【００２５】
ボール・カウンタ６７およびボール速度追跡装置６９は、磁気デバイスとしてもよい。そのために、追跡されるボール５３は、特定の金属構成要素を備えることが必要となる。本発明において使用されるボール５３は、それぞれ、非対称加重コアを備えてもよい。この加重コアは、ボール５３を追跡および監視するために、ボール・カウンタ６７およびボール速度追跡装置６９に適している金属で製造してもよい。
【００２６】
ボール５３の非対称加重コアにより、ボール５３の相対密度がさらに有為に調整可能となる。異なる質量およびサイズの非対称加重コアを備えることにより、ボール５３は、異なる相対密度を有し、したがって無作為動的洗浄効率向上が可能になる。ボール５３は、熱交換ユニット２１および管１７が水平配向にあるとき、異なる相対密度を有為に有することができる。そのため、異なる相対密度を有するボール５３は、異なる高さにおいて異なる管１７に流入する傾向があるが、その理由は、異なる相対密度は、流体において異なる深さの位置にボール５３を維持する傾向があるためである。これにより、より多くの管１７が、異なる相対密度を有するボール５３によって洗浄される確率が増大する。管１７の内径より小さい直径の非対称加重コア・ボール５３は、管１７内において無作為動的衝突を生じ、したがって、洗浄効率をより良好にし、ボール５３の有用な寿命スパンが延長される。
【００２７】
さらに、検査手段７０ａ、７０ｂを、熱交換ユニット２１の管１７の開放端部を監視するために装備してもよい。検査手段７０ａ、７０ｂは主に、管１７が可視的に閉塞しているかどうかを確認するため、管１７の開放端部を監視するものである。検査手段は、使用されるボール５３が熱交換ユニット２１内において十分な数の管１７を有効かつ確実に洗浄するためにも使用してもよい。
【００２８】
図２を参照すると、２重外郭サイクロン１００は、１次サイクロン１１０および２次サイクロン１２０を備え、２次サイクロン１２０は、１次サイクロン１１０の内部に配置される。１次入口１１１が流体を１次サイクロン１１０の中に方向付けを行い、２次入口１２１が流体を２次サイクロン１２０の中に方向付けする。１次入口１１１および２次入口１２１の両方とも、ボール入口５５に集約される。２次入口１２１は、ボール５３の２次サイクロン１２０への流入を可能にするようにも構成される。１次入口１１１および２次入口１２１は、両方とも、流体を接線方向において１次サイクロン１１０および２次サイクロン１２０の中にそれぞれ方向付けるように構成される。
【００２９】
１次サイクロン１１０はさらに、１次出口１１２を有し、これは１次サイクロン１１０から排出される流体が通過するボール出口５７に集約される。１次出口１１２はさらに、所定の直径より小さいボール５３が１次サイクロン１１０から排出されることを可能にする。２次サイクロン１２０は同様に、２次サイクロン１２０から排出される流体が通過する２次出口１２２を有する。２次出口１２２は、２次サイクロン１２０から所定の直径より大きいボールを除去して、ボール出口５７を介し、洗浄システム５０において再び循環するようにそれらのボールを方向付ける。
【００３０】
１次サイクロン１１０は、所定の直径より小さいボール５３を貯留する貯留手段として使用することが可能であり、除去されたボール５３は、次いで洗浄システム５０から排出される。
【００３１】
２次サイクロン１２０はさらに、円錐部１２０ｂに連通可能に結合された第１円筒部１２０ａを備える。１次円筒部１２０ａおよび円錐部１２０ｂの両方とも、さらに複数のアパーチャ１２３ａ、１２３ｂを有するよう構成される。複数のアパーチャ１２３ａ、１２３ｂは、所定の形状およびサイズであり、所定の直径より小さいボール５３の、１次サイクロン１１０への進入を可能にする。これにより、２次サイクロン１２０は、所定の直径よりも小さいボール５３を１次サイクロン１１０のに向け誘導する。同時に、所定の直径より大きいボール５３は、２次サイクロン１２０の中に保持され、２次出口１２２によってボール出口５７を介して洗浄システム５０の中に再び入ることになる。
【００３２】
第１円筒セクション１２０ａのアパーチャ１２３ａは、スロットの形状をなし、第１円筒セクション１２０ａの回り全体に配置される。スロットは、図２の矢印５によって示される２重外郭サイクロン１００の水平面から約３０°から６０°の角度に配置される。スロットの幅により、通過可能なボール５３の直径が決定され、スロットの角度により、ボールがスロットと無作為に接触し、それによりボール５３の直径が所定の直径より小さい場合にボール５３が通過することを可能にする。
【００３３】
２次サイクロン１２０の円錐部１２０ｂのアパーチャ１２３ｂは、略円形の孔である。円形孔は、円錐部１２０ｂの周囲全体に所定の方法で配置される。同様に、円形孔のサイズにより、通過可能なボール５３の直径が決定される。
【００３４】
図３を参照すると、第１円筒部１２０ａはさらに、アパーチャ１２３ａの幅を変更可能に構成される。これにより、スロットを通過可能なボール５３の所定の直径を変更可能になる。第１円筒部１２０ａはさらに、円筒部１２０ａ内にはめ込まれる第２円筒部１２０ｃを備える。第２円筒部１２０ｃは、第１円筒部１２０ａと略同様のアパーチャ１２３ｃを有するように構成される。第２円筒部１２０ｃはさらに、調整可能に構成される。第２円筒部１２０ｃを調整することにより、第１円筒部１２０ａのアパーチャ１２３ａの幅が変化する。これが生じるのは、アパーチャ１２３ｃを有さない第２円筒部１２０ｃの壁の一部が、第１円筒部１２０ａの開口１２３ａの中に重なるように構成され、それによりアパーチャ１２３ａの幅が狭くなるためである。
【００３５】
代替的に、２次円筒部１２０ｃは、固定してもよく、一方、第１円筒部１０２ａは、調整可能に構成される。さらに代替的に、第１円筒部１２０ａおよび第２円筒部１０２ｂの両方を調節可能に構成してもよい。主たる意図としては、第１円筒部１２０ａのアパーチャ１２３ａの幅を変更するために、選択可能とすることにある。
【００３６】
図４および図５を参照し、２重外郭サイクロン１００を操作する方法が開始されると、ボール５３を含む流体を２重外郭サイクロン１００の中へ２次入口１２１を介して２次サイクロン１２０の中に導入し、流体のみを１次入口１１１を介して２重外郭サイクロン１００の中、１次サイクロン１１０の中に導入するステップ２１０が行われる。
【００３７】
続いて、１次流体渦１３１および２次流体渦１３３が、それぞれ１次サイクロン１１０および２次サイクロン１２０において同時に形成される２１５。
【００３８】
１次流体渦１３１および２次流体渦１３３の流体は、両方とも、異なる相対密度を有する塊または物体を分離させる遠心力を受ける。サイクロンにおけるこの分離能力は、当技術分野では周知であり、詳細にはこれ以上述べない。
【００３９】
２次流体渦１３３のボール５３を含む流体からは、ボール５３が分離される。遠心力が流体およびボール５３に作用する際、流体より密度の高いボール５３は、２次サイクロン１２０の壁方向に泳動し、壁と接触する。２次サイクロン１２０とボール５３との接触により、ボール５３の上に堆積した残滓が分解して流体の中に遊離する。２次流体渦１３３のスピン作用により、ボール５３の残滓の除去がさらに促進される。ボール５３は、２次サイクロン１２０内においてスピンしながら、互いにさらに接触して衝突し、ボール５３からの残滓の除去を促進する。ボール５３から除去された残滓は、次いで、アパーチャ１２３ａ、１２３ｂを経て１次サイクロン１１０中を泳動し、１次出口１１２を経て排出され、廃棄が可能になる。
【００４０】
ボール５３が２次サイクロン１２０の壁に泳動する際、所定の直径より小さいボール５３を２次サイクロン１２０から分離するステップ２２０が行われる。所定の直径より小さいボール５３は、２次サイクロン１２０の複数のアパーチャ１２３ａ、１２３ｂを経て１次サイクロン１１０の中に進み、洗浄システム５０から除去される。次いで、所定の直径より小さいボール５３は、１次出口１１２を介して１次サイクロン１１０を出る。次いで、除去されたボール５３は、廃棄のために回収手段の中に沈着し、一方、流体は、洗浄システム５０の中に再導入される。
【００４１】
所定の直径より大きいボール５３は、２次サイクロン１２０の中に保持され、２次出口１２２を介して２次サイクロン１２０を出て、ボール出口５７を介して洗浄システム５０の中に再導入２２５される。
【００４２】
図６を参照すると、１次入口１１１および２次入口１２１は、本発明による２重外郭サイクロン１２０の性能をさらに向上させるように構成してもよい。１次入口１１１は、図２の矢印５に示されるように、水平面から１５°未満の小さい角度だけ１次サイクロン１１０の中に傾斜するように構成してもよい。１次入口１１１は、１次入口１１１のサイズを変更し、それにより１次サイクロン１１０に入る流体の速度を変更するために、さらにチョークを含むよう構成してもよい。
【００４３】
１次入口１１１はさらに、１次サイクロン１１０内の対向側面に位置する２つの１次入口１１１ａ、１１１ｂを備えるよう構成してもよい。さらに１次入口１１１ａ、１１１ｂは、１次サイクロン１１０に入る流体の速度を変更するよう構成してもよい。本発明によれば、１次サイクロン１１０の流体速度は、２次サイクロン１２０の流体速度より大きい。これにより、１次サイクロン１１０と２次サイクロン１２０との間に差分圧力が生じる。したがって、圧力差によって生じる力が２次サイクロン１２０から１次サイクロン１１０に向けられるので、２次サイクロン１２０内のより高い流体圧力は、２重外郭サイクロン１００の分離能力を補助する。
【００４４】
１次入口１１１ａ、１１１ｂおよび２次入口１２１は、サイクロンの湾曲表面に実質的に従い、それにより、流体を周方向において２重外郭サイクロン１００の中に方向付けるよう構成される。
【００４５】
本発明の範囲から逸脱せずに、当業者によって様々な修正および改良を行うことができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による流体熱交換システムの非電力式洗浄システムを示す図である。
【図２】図１の２重外郭サイクロンの破断図である。
【図３】図２の第１円筒部および第２円筒部を示す図である。
【図４】図２の断面動作図である。
【図５】本発明による動作方法のフローチャートを示す図である。
【図６】図２の上部の破断図を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
５０・・洗浄システム、  ５３・・ボール、  ５５・・ボール入口、  ５７・・ボール出口、  １００・・２重外郭サイクロン、
【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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【国際調査報告】
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