(57)【要約】【課題】  プレート式熱交換器の洗浄を容易に行うことができる熱交換器洗浄装置および熱交換器の洗浄方法を提供する。【解決手段】  内部に液体が流れるようにプレート１５を積層させたプレート式熱交換器３を洗浄する熱交換器洗浄装置１であって、洗浄液体をプレート式熱交換器３に供給するポンプ３と、プレート式熱交換器３に供給される洗浄液体に気体を混合させる気体供給部７と、プレート式熱交換器３に洗浄液体を流入させる流入配管１７と、が設けられ、流入配管１７は、中心軸線がプレート１５の積層方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に液体が流れるようにプレートを積層させたプレート式熱交換器を洗浄する熱交換器洗浄装置であって、
洗浄液体をプレート式熱交換器に供給するポンプと、
プレート式熱交換器に供給される洗浄液体に気体を混合させる気体供給部と、
前記プレート式熱交換器に前記洗浄液体を流入させる流入配管と、が設けられ、
該流入配管は、中心軸線が前記プレートの積層方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする熱交換器洗浄装置。
【請求項２】
前記ポンプと前記プレート式熱交換器との間には、前記洗浄液体の流量を制御する流量制御部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の熱交換器洗浄装置。
【請求項３】
前記ポンプは、前記洗浄液体の流量を脈動させることを特徴とする請求項１記載の熱交換器洗浄装置。
【請求項４】
前記流入配管が、前記プレートにおける一方の端部から前記洗浄液体を流入させ、
前記プレートにおける他方の端部から、前記洗浄液体を流入させるバイパス配管と、
前記ポンプから送り出された前記洗浄液体を、前記流入配管および前記バイパス配管の一方に流入させる流入制御部と、
が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の熱交換器洗浄装置。
【請求項５】
前記プレート式熱交換器に流入する前記洗浄液体の温度を上げる加熱部が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の熱交換器洗浄装置。
【請求項６】
前記気体供給部には、前記洗浄液体に混入される前記気体の気泡の大きさを制御する気泡制御部が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の熱交換器洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄液体は、水よりも密度の高い高密度液体であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の熱交換器洗浄装置。
【請求項８】
内部に液体が流れるプレートを積層させたプレート式熱交換器の洗浄方法であって、
前記プレート式熱交換器に流入させる洗浄液体に気体を混入させ、
前記気体が混入された洗浄液体を、前記プレートの積層方向に対して交差する方向に流入させることを特徴とする熱交換器の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器、特にプレート式熱交換器の洗浄装置およびその洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プレート式熱交換器は、液体と液体との間で熱交換を行う際に用いられることが多い。プレート式熱交換器を用いる場合には、プレート式熱交換器内の流路は狭いため、液体の流入側にストレーナを配置して流路詰まりの発生を防止している。上記流路詰まりの原因としては、配管の鉄さび等を挙げることができる。
【０００３】
しかしながら、上記ストレーナの選定を誤る等して、プレート式熱交換器の流路が詰まることがある。この場合には、プレート式熱交換器を洗浄して、上記流路に詰まった鉄さび等を取り除く必要がある。一方、上記流路詰まりを防止するため、定期的にプレート式熱交換器の洗浄を行うこともある。
プレート式熱交換器は構造が簡単で安価な利点を有する反面、上記流路の洗浄が難しいという問題点も有している。そのため、プレート式熱交換器の洗浄を容易に行うための種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１および２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−２４４９１号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
相変化物質（Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ：以下、ＰＣＭと表記する。）を用いた蓄熱システムにおけるプレート式熱交換器の場合には、熱交換器のサイズが大きいため、上述の特許文献１および２に記載の技術では、熱交換器の洗浄が困難であるという問題があった。
つまり、熱交換器のサイズが大きい場合には、熱交換器の全体を洗浄することが困難であるという問題があった。具体的には、一本の管路から熱交換器内に洗浄用の液体を流入させても、上記流体が熱交換器の内部全体に行き渡りにくく、熱交換器の全体を洗浄することが困難であった。言い換えると、熱交換器の内部における上記液体の流速分布が不均一となり、熱交換器における上記管路から離れた流速が遅い領域では、熱交換器の洗浄が不十分になるという問題があった。
【０００５】
上記の問題を解決する方法として、プレート式熱交換器に複数の管路を接続し、複数の管路から洗浄用の液体を流入させる方法が知られている。しかしながら、熱交換器の洗浄のために複数の管路を設ける方法は、洗浄装置の構成が複雑になるという問題があった。
上記の問題を解決する別の方法として、プレート式熱交換器における洗浄用の液体の流入部に、上記液体の流れる方向を規定するガイドを設ける方法も知られている。しかしながら、上記ガイドを設ける方法は、熱交換器の構成が複雑になり、熱交換器の製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
また、プレート式熱交換器の洗浄方法としては、熱交換器を分解して洗浄する方法も一般的に知られている。しかしながら、上述のＰＣＭを用いた蓄熱システム用の熱交換器はサイズが大きいため、分解して洗浄することは困難であり、費用がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、プレート式熱交換器の洗浄を容易に行うことができる熱交換器洗浄装置および熱交換器の洗浄方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の熱交換器洗浄装置は、内部に液体が流れるようにプレートを積層させたプレート式熱交換器を洗浄する熱交換器洗浄装置であって、洗浄液体をプレート式熱交換器に供給するポンプと、プレート式熱交換器に供給される洗浄液体に気体を混合させる気体供給部と、前記プレート式熱交換器に前記洗浄液体を流入させる流入配管と、が設けられ、該流入配管は、中心軸線が前記プレートの積層方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ポンプと気体供給部と流入配管とが設けられ、流入配管は、中心軸線がプレートの積層方向に対して交差するように配置されているため、プレート式熱交換器の洗浄を容易かつ確実に行うことができる。
ポンプは、洗浄液体をプレート式熱交換器に供給することができる。そのため、プレート式熱交換器は、供給された洗浄用液体により洗浄される。
気体供給部は、プレート式熱交換器に供給される洗浄液体に気体を混入させることができる。そのため、洗浄液体のみでプレート式熱交換器を洗浄する場合と比較して、プレート式熱交換器の洗浄を容易かつ確実にすることができる。
流入配管は、プレート式熱交換器に気体が混合された洗浄液体を流入させるものであり、流入配管の中心軸線がプレートの積層方向に対して交差するように配置されている。そのため、洗浄液体のみをプレート式熱交換器に流入させる場合と比較して、気体が混合された洗浄液体を全てのプレートに対して均等に流入させることができる。つまり、気体が混合された洗浄液体の場合には、洗浄液体が流入しやすいプレートである流入配管に対向する位置に配置されたプレートを流れる洗浄液体の圧損が高くなるため、洗浄液体はプレート式熱交換器における端部に設けられたプレートにまで迂回して流入する。言い換えると、全てのプレートに対して洗浄液体を比較的均等に流入させることができる。その結果、プレート式熱交換器の全てのプレートを確実に洗浄することができる、特に、流入配管の本数が少ない場合（例えば一本の場合）においても、プレート式熱交換器の全てのプレートを確実に洗浄することができる。また、プレート式熱交換器を分解して洗浄する方法と比較して、容易に洗浄を行うことができる。
【００１０】
上記発明においては、前記ポンプと前記プレート式熱交換器との間には、前記洗浄液体の流量を制御する流量制御部が設けられていることが望ましい。
【００１１】
本発明によれば、流量制御部が設けられているため、プレート式熱交換器の洗浄を確実に行うことができる。
流量制御部は、ポンプとプレート式熱交換器との間に設けられ、洗浄液体の流量を制御するものである。具体的には、流量制御部は、洗浄液体の流量を時間の経過とともに増減させるものである。洗浄液体の流量が時間の経過とともに増減すると、プレート内に存在する異物などに対する上流側圧力と下流側圧力との差も時間とともに変動する。上記圧力差を時間とともに変動させることにより、異物は取り除きやすくなるため、プレート式熱交換器をより確実に洗浄することができる。
【００１２】
上記発明においては、前記ポンプは、前記洗浄液体の流量を脈動させることが望ましい。
【００１３】
本発明によれば、ポンプは、洗浄液体の流量を脈動させることができるため、プレート式熱交換器の洗浄を確実に行うことができる。
ポンプは洗浄液体の流量を脈動させることができる。具体的には、ポンプは、洗浄液体の流量を時間の経過とともに増減させることができる。洗浄液体の流量が時間の経過とともに増減すると、プレート内に存在する異物などに対する上流側圧力と下流側圧力との差も時間とともに変動する。上記圧力差を時間とともに変動させることにより、異物は取り除きやすくなるため、プレート式熱交換器をより確実に洗浄することができる。
【００１４】
上記発明においては、前記流入配管が、前記プレートにおける一方の端部から前記洗浄液体を流入させ、前記プレートにおける他方の端部から、前記洗浄液体を流入させるバイパス配管と、前記ポンプから送り出された前記洗浄液体を、前記流入配管および前記バイパス配管の一方に流入させる流入制御部と、が設けられているが望ましい。
【００１５】
本発明によれば、バイパス配管と流入制御部とが設けられているため、プレート式熱交換器の洗浄を確実に行うことができる。
バイパス配管は、プレートにおける他方の端部から洗浄液体を流入させることができる。そのため、バイパス配管に洗浄液体が流入した場合には、流入配管から洗浄液体が流入した場合と比較して、洗浄液体を逆の方向からプレートに流入させることができる。
流入制御部は、ポンプから送り出された洗浄液体を、流入配管およびバイパス配管の一方に流入させることができる。つまり、流入制御部は、洗浄液体の流入先を流入配管およびバイパス配管の一方に選択することができる。その結果、流入制御部は、洗浄液体の流入先を、プレートの一方および他方の端部から選択することができる。
例えば、プレートの一方の端部から洗浄液体を流入さると、洗浄液体の流れた澱む領域が発生する場合がある。上記澱み領域は十分に洗浄されない恐れがあった。ここで、プレートの他方の端部から洗浄液体を流入させると、上記澱み領域においても洗浄液体が十分に流れ、上記澱み領域を十分に洗浄することができる。
【００１６】
上記発明においては、前記プレート式熱交換器に流入する前記洗浄液体の温度を上げる加熱部が設けられていることが望ましい。
【００１７】
本発明によれば、加熱部が設けられているため、プレート式熱交換器の洗浄を確実に行うことができる。
加熱部は、プレート式熱交換器に流入する洗浄液体の温度を上げることができる。温度の高い洗浄液体は、温度の低い洗浄液体と比較して、プレート内の異物を取り除く能力が高いため、プレート式熱交換器を確実に洗浄することができる。
【００１８】
上記発明においては、前記気体供給部には、前記洗浄液体に混入される前記気体の気泡の大きさを制御する気泡制御部が設けられていることが望ましい。
【００１９】
本発明によれば、気泡制御部が設けられているため、プレート式熱交換器の洗浄を確実に行うことができる。
気泡制御部は、気体供給部に設けられ、洗浄液体に混入される気体の気泡の大きさを制御することができる。具体的には、気泡制御部は、上記気泡の大きさを、プレート式熱交換器の構造、および、取り除く異物の種類に対して適した大きさに制御することができる。そのため、上記気泡の大きさを制御しない場合と比較して、プレート式熱交換器を確実に洗浄することができる。
【００２０】
上記発明においては、前記洗浄液体は、水よりも密度の高い高密度液体であることが望ましい。
【００２１】
本発明によれば、洗浄液体は、水よりも密度の高い高密度液体であるため、プレート式熱交換器の洗浄を確実に行うことができる。
洗浄液体は、水よりも密度の高い高密度液体である。そのため、洗浄液体が流れることにより、プレート内に存在する異物に対して作用する力は、密度の低い液体（例えば水）と比較して、大きくなる。つまり、異物を取り除く作用が高くなるため、プレート式熱交換器を確実に洗浄することができる。
【００２２】
本発明の熱交換器の洗浄方法は、内部に液体が流れるプレートを積層させたプレート式熱交換器の洗浄方法であって、前記プレート式熱交換器に流入させる洗浄液体に気体を混入させ、前記気体が混入された洗浄液体を、前記プレートの積層方向に対して交差する方向に流入させることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、プレート式熱交換器に流入させる洗浄液体に気体を混入させ、気体が混入された洗浄液体を、プレートの積層方向に対して交差する方向に流入させるため、プレート式熱交換器の洗浄を容易かつ確実に行うことができる。
プレート式熱交換器に流入させる洗浄液体に気体を混入させることにより、洗浄液体のみで洗浄する場合と比較して、プレート式熱交換器を容易かつ確実に洗浄することができる。
気体が混入された洗浄液体は、プレートの積層方向に対して交差する方向に流入されるため、洗浄液体のみをプレート式熱交換器に流入させる場合と比較して、気体が混合された洗浄液体を全てのプレートに対して均等に流入させることができる。つまり、気体が混合された洗浄液体の場合には、プレートを流れる洗浄液体の圧損が高くなり、全てのプレートに対して洗浄液体が均等に流入する。その結果、プレート式熱交換器の全てのプレートを確実に洗浄することができる。また、プレート式熱交換器を分解して洗浄する方法と比較して、容易に洗浄を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の熱交換器洗浄装置によれば、ポンプと気体供給部と流入配管とが設けられ、流入配管は、中心軸線がプレートの積層方向に対して交差するように配置されているため、プレート式熱交換器の洗浄を容易に行うことができるという効果を奏する。
本発明の熱交換器の洗浄方法によれば、プレート式熱交換器に流入させる洗浄液体に気体を混入させ、気体が混入された洗浄液体を、プレートの積層方向に対して交差する方向に流入させるため、プレート式熱交換器の洗浄を容易に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る熱交換器洗浄装置について図１および図２を参照して説明する。
図１は、本実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
熱交換器洗浄装置１は、図１に示すように、洗浄対象であるプレート式熱交換器３（以下、熱交換器３と標記する。）と、ポンプ５と、エア供給部（気体供給部）７と、ストレーナ９と、気液分離タンク１１と、を備えている。熱交換器洗浄装置１は、熱交換器３に対して水などの洗浄液体を循環させることにより、熱交換器３内に溜まった鉄さび等のスラッジを取り除くものである。
なお、熱交換器洗浄装置１は、熱交換器３を含む熱交換システム、例えば、蓄熱システムに、必要に応じて取り付け取り外しされる装置であってもよいし、蓄熱システムに予め組み込まれた装置であってもよく、特に限定するものではない。具体的には、熱交換器洗浄装置１は、蓄熱システムに備えられた配管等を、熱交換器洗浄装置１の配管として流用する方式で取付け、または、組込みされていてもよい。
【００２６】
熱交換器３はプレート式の熱交換器であって、本実施形態においては、ＰＣＭを用いた蓄熱システムの熱交換器に使用される熱交換器に適用して説明する。
ここで、ＰＣＭは、相変化物質（Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）のことであり、熱を繰り返し吸収および放出することができるものである。具体的には、ＰＣＭは、芯物質と、芯物質の周囲を覆う壁剤とから構成される粘調ゲルや粉末状の物質である。芯物質は、潜熱量の大きな物質、例えばパラフィンなどから形成されるものである。この芯物質の相変化の際に吸収される融解熱や放出される凝固熱を利用することにより、蓄熱蓄冷作用が発揮される。
本実施形態において熱交換器３が使用される蓄熱システムは、上述のＰＣＭを水などの媒体とともに内部を循環させることにより、蓄熱蓄冷作用を発揮するものである。蓄熱システムに用いられる熱交換器としては、例えば、幅方向（図１の左右方向）の長さが３ｍ、高さ方向（図１の上下方向）の長さが４ｍの大きさの熱交換器を挙げることができる。
【００２７】
図２は、図１の熱交換器の構成を説明する断面図である。
熱交換器３は、図２に示すように、筐体１３と、複数のプレート１５と、を備えている。
筐体１３は、内部に複数のプレート１５を備え、後述する第１配管（流入配管）１７および第２配管１９が接続されたものである。複数のプレート１５は筐体１３内部の略中央に配置され、筐体１３とプレート１５との間には、第１空間２１および第２空間２３が形成されている。第１配管１７は、筐体１３の第１空間２１に対して開口する位置であって、筐体１３の中心軸線上に配置されている。第２配管１９は、筐体１３の第２空間２３に対して開口する位置であって、筐体１３の中心軸線上に配置されている。
プレート１５は、筐体１３の内部に配置された中空な平板状の部材である。プレート１５は、厚さ方向（図２の左右方向）に間隔をあけて並んで配置され、内部を水が長さ方向（図２の上下方向）に流れるように配置されている。具体的には、プレート１５は、プレート１５の一方の端部２５が第１空間２１に対して開口するとともに、他方の端部２７が第２空間２３に対して開口するように配置されている。また、プレート１５は、プレート１５内部の水が流れる方向が、第１配管１７の中心軸線と略平行になるように配置されている。言い換えると、第１配管１７は、中心軸線がプレート１５の積層方向に対して略垂直となるように配置されている。一方、プレート１５は、複数のプレート１５の間には、プレート１５の面に沿う方向（図２の紙面に対して垂直方向）に他の流体が流れるように配置されている。ここで、他の流体とは、上述の蓄熱システムにおいて、ＰＣＭを含む水との間で熱交換を行う流体である。
【００２８】
第１配管１７は、洗浄用の水を熱交換器３に流入させる一本の配管である。第１配管１７の一方の端部はポンプ５の吐出部に接続され、他方の端部は熱交換器３の第１空間２１に接続されている。第１配管１７には、エア供給部７が配置されている。蓄熱システムに用いられる第１配管１７としては、例えば、直径が３０ｃｍの配管を挙げることができる。
第２配管１９は、熱交換器３から洗浄用の水を流出させる配管である。第２配管１９の一方の端部は、熱交換器３の第２空間２３に接続され、他方の端部はポンプ５の吸入部に接続されている。第２配管１９には、熱交換器３側から順に、ストレーナ９と気液分離タンク１１とが配置されている。
【００２９】
ポンプ５は、熱交換器３を洗浄する水を圧送するものであって、水を熱交換器洗浄装置１内で循環させるものである。ポンプ５には、図１に示すように、水を吐出する吐出部に第１配管１７が接続され、水を吸入する吸入部に第２配管１９が接続されている。
【００３０】
エア供給部７は、熱交換器３に流入する水に気体である空気（エア）を混入させるものである。エア供給部７は、図１に示すように、エアを送り込むエア圧送部２９とエアの供給を制御するエア供給弁３１と、を備えている。エア圧送部２９は、エアを加圧して第１配管１７内に送り込むものである。エア圧送部２９と第１配管１７との間には、加圧されたエアを第１配管１７内に送り込むエア配管３３が配置されている。エア配管３３には、弁を開閉することにより、第１配管１７内へのエアの供給を制御するエア供給弁３１が配置されている。
なお、エア圧送部２９およびエア供給弁３１としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００３１】
ストレーナ９は、熱交換器３から水とともに流出した鉄さび等のスラッジを捕集するものである。ストレーナ９は、図１に示すように、第２配管１９の熱交換器３と気液分離タンク１１との間に配置されている。
なお、ストレーナ９としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００３２】
気液分離タンク１１は、熱交換器３から流出した水からエアを分離して、水のみをポンプ５に送るものである。気液分離タンク１１は、図１に示すように、第２配管１９のストレーナ９とポンプ５との間に配置されている。
なお、気液分離タンク１１としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。
【００３３】
次に、上記の構成からなる熱交換器洗浄装置１における洗浄方法について説明する。
熱交換器洗浄装置１を用いた熱交換器３の洗浄は、図１に示すように、水を熱交換器洗浄装置１内で循環させるとともに、エアが混入された水を熱交換器３に流入させることにより行われる。
具体的には、ポンプ５を駆動することにより、第１配管１７を介して水を熱交換器３に流入させる。同時に、エア圧送部２９からエアが第１配管１７を流れる水に供給される。このとき、エア供給弁３１は開かれている。供給されるエアの量は、ボイド率（気相体積率）が約１０％以上となる量とすることが、鉄さび等のスラッジ除去率が高くなるため好ましい。ここでボイド率とは、気液二相流の基本パラメータであって、気液二相流（エアが混入された水の流れ）の所定体積における気相の占める割合のことである。言い換えると、流路断面積のうち、気相の断面積が占める割合のことである。
【００３４】
第１配管１７から熱交換器３に流入したエアが混入された水は、図２に示すように、最初に第１空間２１に流入する。第１空間２１に流入したエアが混入された水の大半は、第１配管１７（筐体１３）の中心軸線に沿って流れ、プレート１５の一方の端部に流入する。残りのエアが混入された水は、筐体１３の端部に配置されたプレート１５の一方の端部に流入する。
ここで、エアが混入された水がプレート１５内を流れる際の圧損は、水のみがプレート１５内を流れる際の圧損より高いため、筐体１３の中心軸線に沿って流れるエアが混入された水の一部は、筐体１３の端部に配置されたプレート１５の一方の端部に流入する。言い換えると、筐体１３内の水の流速分布が均一となり、全てのプレート１５に対して水が均等に流入する。
【００３５】
プレート１５に流入した水はプレート１５内の鉄さび等のスラッジを取り除き、スラッジとともに第２空間２３を介して、熱交換器３から流出する。熱交換器３を流出した水は、第２配管１９を介してストレーナ９に流入する。水に含まれるスラッジは、ストレーナ９において捕集される。スラッジが取り除かれた水は、第２配管１９を介して気液分離タンク１１に流入する。エアが混入された水は、気液分離タンク１１においてエアと水とに分離され、水は第２配管１９を介してポンプ５に供給される。
ポンプ５に供給された水は吸入部から吸入され、吐出部から熱交換器しに向けて送り出される。以下、上述の過程を繰り返すことにより、熱交換器３の洗浄が継続される。
【００３６】
上記の構成によれば、ポンプ５とエア供給部７と第１配管１７とが設けられ、第１配管１７は、中心軸線がプレート１５の積層方向に対して交差するように配置されているため、熱交換器３の洗浄を容易かつ確実に行うことができる。
ポンプ５は、水（洗浄液体）を熱交換器３に供給することができる。そのため、熱交換器３は、供給された水により洗浄される。
エア供給部７は、熱交換器３に供給される水にエア（気体）を混入させることができる。そのため、水のみで熱交換器３を洗浄する場合と比較して、熱交換器３の洗浄を容易かつ確実にすることができる。
第１配管１７は、熱交換器３にエアが混合された水を流入させるものであり、第１配管１７の中心軸線がプレート１５の積層方向に対して交差するように配置されている。そのため、水のみを熱交換器３に流入させる場合と比較して、エアが混合された水を全てのプレート１５に対して均等に流入させることができる。つまり、エアが混合された水の場合には、水が流入しやすいプレート１５である第１配管１７に対向する位置に配置されたプレート１５を流れる水の圧損が高くなるため、水は熱交換器３における端部に設けられたプレート１５にまで迂回して流入する。言い換えると、全てのプレート１５に対して水を比較的均等に流入させることができる。その結果、熱交換器３の全てのプレート１５を確実に洗浄することができる、特に、第１配管１７の本数が少ない場合（例えば一本の場合）においても、熱交換器３の全てのプレート１５を確実に洗浄することができる。また、熱交換器３を分解して洗浄する方法と比較して、容易に洗浄を行うことができる。
【００３７】
なお、上述の実施形態のように、熱交換器３を洗浄する洗浄液体として水を用いてもよいし、水よりも密度の高い高密度液体である重水などの液体を用いてもよく、特に限定するものではない。
このように重水を用いることで、熱交換器３の洗浄を確実に行うことができる。具体的には、密度の高い重水が流れることにより、プレート１５内に存在する鉄さび等のスラッジ（異物）に対して作用する力は、密度の低い水と比較して大きくなる。つまり、スラッジを取り除く作用が高くなるため、熱交換器３を確実に洗浄することができる。
【００３８】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図３を参照して説明する。
本実施形態の洗浄装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、プレート式熱交換器への水の供給方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図３を用いてプレート式熱交換器への水の供給方法に係る構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図３は、本実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
熱交換器洗浄装置１０１は、図３に示すように、洗浄対象である熱交換器３と、ポンプ５と、エア供給部７と、ストレーナ９と、気液分離タンク１１と、第１配管（流入配管）１１７と、第２配管１９と、を備えている。
第１配管１１７は、洗浄用の水を熱交換器３に流入させる一本の配管である。第１配管１１７の一方の端部はポンプ５の吐出部に接続され、他方の端部は熱交換器３に接続されている。第１配管１１７には、ポンプ５側から順に、エア供給部７と、流量制御弁（流量制御部）１１９と、が配置されている。
流量制御弁１１９は、熱交換器３に流入するエアが混入された水の流量を制御するものである。具体的には、弁を開閉させることにより、熱交換器３に流入するエアが混入された水の流量を制御するものである。
なお、流量制御弁１１９としては、公知の制御弁を用いることができ、特に限定するものではない。
【００４０】
次に、上記の構成からなる熱交換器洗浄装置１０１における洗浄方法について説明する。
エア供給部７からエアを第１配管１１７に供給するまでは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
エアが混入された水は、流量制御弁１１９により流量が制御される。具体的には、流量制御弁１１９は、流量制御弁１１９を開閉させることにより、エアが混入された水の流量を時間とともに変動させる。
流量が変動する水は、第１配管１１７から熱交換器３に流入して鉄さび等のスラッジを取り除く。以降の作用については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００４１】
上記の構成によれば、流量制御弁１１９が設けられているため、熱交換器３の洗浄を確実に行うことができる。
流量制御弁１１９は、ポンプ５と熱交換器３との間に設けられ、水の流量を制御するものである。具体的には、流量制御弁１１９は、水の流量を時間の経過とともに増減させるものである。水の流量が時間の経過とともに増減すると、プレート１５内に存在する鉄さび等のスラッジ（異物）に対する上流側圧力と下流側圧力との差も時間とともに変動する。上記圧力差を時間とともに変動させることにより、スラッジは取り除きやすくなるため、熱交換器３をより確実に洗浄することができる。また、水の流量を時間の経過とともに変動させることでスラッジを振動させて、スラッジを取り除きやすくでき、熱交換器３をより確実に洗浄することができる。
【００４２】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図４および図５を参照して説明する。
本実施形態の洗浄装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、プレート式熱交換器への水の供給方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図４および図５を用いてプレート式熱交換器への水の供給方法に係る構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図４は、本実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
熱交換器洗浄装置２０１は、図４に示すように、洗浄対象である熱交換器３と、ポンプ５と、エア供給部７と、ストレーナ９と、気液分離タンク１１と、第１配管（流入配管）２１７と、第２配管２１９と、を備えている。
第１配管２１７は、洗浄用の水を熱交換器３に流入させる一本の配管である。第１配管２１７の一方の端部はポンプ５の吐出部に接続され、他方の端部は熱交換器３に接続されている。第１配管２１７には、ポンプ５側から順に、エア供給部７と、流入制御弁（流入制御部）２１７Ｃと、が配置されている。更に、第１配管２１７には、流入バイパス配管（流量制御部）２１７Ｂが配置されている。流入バイパス配管２１７Ｂは、エアが混入された水を熱交換器３の第２空間２３に流入させるものである（図２参照）。流入バイパス配管２１７Ｂの一方の端部は、第１配管のエア供給部７と流入制御弁２１７Ｃとの間に接続され、他方の端部は、第２配管２１９の熱交換器３と流出制御弁２１９Ｃとの間に接続されている。流入バイパス配管２１７Ｂには、流入バイパス制御弁（流入制御部）２１７Ｖが配置されている。流入制御弁２１７Ｃおよび流入バイパス制御弁２１７Ｖは、同時に開閉することで、エアが混入された水を熱交換器３の第１空間２１および第２空間２３の一方に流入させるものである。
【００４４】
第２配管２１９は、熱交換器３から洗浄用の水を流出させる配管である。第２配管１９の一方の端部は、熱交換器３の第２空間２３に接続され、他方の端部はポンプ５の吸入部に接続されている。第２配管１９には、熱交換器３側から順に、流出制御弁２１９Ｃと、ストレーナ９と、気液分離タンク１１と、が配置されている。更に、第２配管２１９には、流出バイパス配管２１９Ｂが配置されている。流出バイパス配管２１９Ｂは、熱交換器３の第１空間２１からエアが混入された水を流出させるものである（図２参照）。流出バイパス配管２１９Ｂの一方の端部は、第１配管の流入制御弁２１７Ｃと熱交換器３との間に接続され、他方の端部は、第２配管２１９の流出制御弁２１９Ｃとストレーナ９との間に接続されている。流出バイパス配管２１９Ｂには、流出バイパス制御弁２１９Ｖが配置されている。流出制御弁２１９Ｃおよび流出バイパス制御弁２１９Ｖは、同時に開閉することで、熱交換器３の第１空間２１および第２空間２３の一方からエアが混入された水を流出させるものである。
【００４５】
次に、上記の構成からなる熱交換器洗浄装置２０１における洗浄方法について説明する。
まず、第１の実施形態と同様に、エアが混入された水を熱交換器３の第１空間２１側から流入させ、熱交換器３を洗浄する方法について説明する。
エアが混入された水を熱交換器３の第１空間２１に流入させる場合には、図４に示すように、流入制御弁２１７Ｃを開くとともに、流入バイパス制御弁２１７Ｖを閉じる。同時に、熱交換器３の第２空間２３からエアが混入された水を流出させるために、流出制御弁２１９Ｃを開くとともに、流出バイパス制御弁２１９Ｖを閉じる。なお、図４における黒く塗りつぶされた制御弁は閉じられた制御弁を示し、白抜きで描かれた制御弁は開かれた制御弁を示す。
【００４６】
この状態で、ポンプ５は、水を吐出部から第１配管２１７に向けて吐出する。同時に、エア圧送部２９からエアが第１配管２１７を流れる水に供給される。エアが混入された水は、第１配管２１７から熱交換器３の第１空間２１に流入する。
供給されるエアの量、および、スラッジの除去方法は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
熱交換器３の第２空間２３から流出した水は、第２配管２１９を介してストレーナ９に流入する。以降の作用については、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００４７】
図５は、図４の熱交換器洗浄装置における別の水の流し方を説明する模式図である。
次に、エアが混入された水を熱交換器３の第２空間２３側から流入させ、熱交換器３を洗浄する方法について説明する。
エアが混入された水を熱交換器３の第２空間２３に流入させる場合には、図５に示すように、流入制御弁２１７Ｃを閉じるとともに、流入バイパス制御弁２１７Ｖを開く。同時に、熱交換器３の第１空間２１からエアが混入された水を流出させるために、流出制御弁２１９Ｃを閉じるとともに、流出バイパス制御弁２１９Ｖを開く。なお、図５における黒く塗りつぶされた制御弁は閉じられた制御弁を示し、白抜きで描かれた制御弁は開かれた制御弁を示す。
【００４８】
この状態で、ポンプ５は、水を吐出部から第１配管２１７に向けて吐出する。同時に、エア圧送部２９からエアが第１配管２１７を流れる水に供給される。エアが混入された水は、第１配管２１７から流入バイパス配管２１７Ｂを介して熱交換器３の第２空間２３に流入する。
供給されるエアの量、および、スラッジの除去方法は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
熱交換器３の第１空間２１から流出した水は、流出バイパス配管２１９Ｂを介して第２配管２１９からストレーナ９に流入する。以降の作用については、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【００４９】
上記の構成によれば、流入バイパス配管２１７Ｂと流入制御弁２１７Ｃおよび流入バイパス制御弁２１７Ｖとが設けられているため、熱交換器３の洗浄を確実に行うことができる。
流入バイパス配管２１７Ｂは、プレート１５における他方の端部２７から洗浄液体を流入させることができる。そのため、流入バイパス配管２１７Ｂに水が流入した場合には、第１配管２１７から洗浄液体が流入した場合と比較して、水を逆の方向からプレート１５に流入させることができる。
流入制御弁２１７Ｃおよび流入バイパス制御弁２１７Ｖは、ポンプ５から送り出された水を、第１配管２１７および流入バイパス配管２１７Ｂの一方に流入させることができる。つまり、流入制御弁２１７Ｃおよび流入バイパス制御弁２１７Ｖは、水の流入先を第１配管２１７および流入バイパス配管２１７Ｂの一方に選択することができる。その結果、流入制御弁２１７Ｃおよび流入バイパス制御弁２１７Ｖは、水の流入先を、プレート１５の一方および他方の端部２５，２７から選択することができる。
例えば、プレート１５の一方の端部２５から水を流入さると、水の流れた澱む領域が発生する場合がある。上記澱み領域は十分に洗浄されない恐れがあった。ここで、プレート１５の他方の端部２７から水を流入させると、上記澱み領域においても水が十分に流れ、上記澱み領域を十分に洗浄することができる。
【００５０】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図６を参照して説明する。
本実施形態の洗浄装置の基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、水をポンプに戻す第２配管の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図６を用いて第２配管の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図６は、本実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
なお、第３の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
熱交換器洗浄装置３０１は、図６に示すように、洗浄対象である熱交換器３と、ポンプ５と、エア供給部７と、ストレーナ９と、気液分離タンク１１と、第１配管２１７と、第２配管３１９と、を備えている。
第２配管３１９は、熱交換器３から洗浄用の水を流出させる配管である。第２配管１９の一方の端部は、熱交換器３の第２空間２３に接続され、他方の端部はポンプ５の吸入部に接続されている。第２配管１９には、熱交換器３側から順に、流出制御弁２１９Ｃと、ストレーナ９と、気液分離タンク１１と、ヒータ（加熱部）３２１と、が配置されている。
ヒータ３２１は、気液分離タンク１１からポンプ５に流入する水を加熱するものである。ヒータ３２１としては、公知のヒータを用いることができ、特に限定するものではない。
【００５２】
次に、上記の構成からなる熱交換器洗浄装置３０１における洗浄方法について説明する。
なお、水がポンプ５から気液分離タンク１１に流入するまでの作用は、第３の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
気液分離タンク１１においてエアを分離された水は、第２配管３１９を通ってポンプ５の吸入部に流入する。第２配管３１９を流れる水は、ヒータ３２１により加熱され、その温度が高くなる。加熱された水は、ポンプ５により、再び熱交換器３に向けて吐出され、熱交換器３内の鉄さび等のスラッジを取り除く。以下、上述の過程を繰り返すことにより、温度の高い水を用いて熱交換器３の洗浄を行うことができる。
【００５３】
上記の構成によれば、ヒータ３２１が設けられているため、熱交換器３の洗浄を確実に行うことができる。
ヒータ３２１は、熱交換器３に流入する水の温度を上げることができる。温度の高い水は、温度の低い水と比較して、プレート１５内の異物を取り除く能力が高いため、熱交換器３を確実に洗浄することができる。
【００５４】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図７および図８を参照して説明する。
本実施形態の洗浄装置の基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、第１配管へのエアの供給方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図７および図８を用いて第１配管へのエアの供給方法に係る構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図７は、本実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
なお、第３の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５５】
熱交換器洗浄装置４０１は、図７に示すように、洗浄対象である熱交換器３と、ポンプ５と、エア供給部（気体供給部）４０７と、ストレーナ９と、気液分離タンク１１と、第１配管２１７と、第２配管２１９と、を備えている。
【００５６】
図８は、図７のエア供給部の気泡制御部の構成を説明する模式図である。
エア供給部４０７は、熱交換器３に流入する水に気体である空気（エア）を混入させるものである。エア供給部４０７は、図７に示すように、エアを送り込むエア圧送部２９とエアの供給を制御するエア供給弁３１と、エアの気泡の大きさを制御する気泡制御部４３３と、を備えている。
気泡制御部４３３は、第１配管２１７にエアを供給する際に、エアの気泡サイズを制御するものである。気泡制御部４３３は、図８に示すように、エア配管３３の先端部に設けられたものである。気泡制御部４３３には、メッシュや焼結金属などが設けられており、メッシュ等を選択することにより、エアの気泡サイズを制御するものである。なお、エアの気泡サイズは、熱交換器３の構造や、取り除くスラッジの種類に対して適切な大きさとなるように制御される。適切な大きさとは、スラッジの除去率が最も高くなる大きさのことである。
【００５７】
次に、上記の構成からなる熱交換器洗浄装置４０１における洗浄方法について説明する。
ポンプ５は、水を吐出部から第１配管２１７に向けて吐出する。同時に、エア圧送部２９からエアが第１配管２１７を流れる水に供給される。エアはエア配管３３を通って気泡制御部４３３から第１配管２１７内に供給される。エアは、気泡制御部４３３を通過することにより、適切な大きさの気泡として第１配管２１７内に供給される。
以降の作用については、第３の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５８】
上記の構成によれば、気泡制御部４３３が設けられているため、熱交換器３の洗浄を確実に行うことができる。
気泡制御部４３３は、エア供給部４０７に設けられ、水に混入されるエアの気泡の大きさを制御することができる。具体的には、気泡制御部４３３は、上記気泡の大きさを、熱交換器３の構造、および、取り除くスラッジの種類に対して適した大きさに制御することができる。そのため、上記気泡の大きさを制御しない場合と比較して、熱交換器３を確実に洗浄することができる。
【００５９】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図９を参照して説明する。
本実施形態の洗浄装置の基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、プレート式熱交換器への水の供給方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図９を用いてプレート式熱交換器への水の供給方法に係る構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図９は、本実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
なお、第３の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
熱交換器洗浄装置５０１は、図９に示すように、洗浄対象である熱交換器３と、ポンプ５０５と、エア供給部７と、ストレーナ９と、気液分離タンク１１と、第１配管２１７と、第２配管２１９と、を備えている。
ポンプ５０５は、熱交換器３を洗浄する水を圧送するものであって、水を熱交換器洗浄装置５０１内で脈動させながら循環させるものである。ポンプ５０５には、図９に示すように、水を吐出する吐出部に第１配管２１７が接続され、水を吸入する吸入部に第２配管２１９が接続されている。水を脈動させながら循環させるポンプ５０５としては、ダイヤフラムポンプを例示することができる。
【００６１】
次に、上記の構成からなる熱交換器洗浄装置５０１における洗浄方法について説明する。
ポンプ５０５は、水を吐出部から第１配管２１７に向けて脈動させながら吐出する。同時に、エア圧送部２９からエアが第１配管２１７を流れる水に供給される。
以降の作用は第３の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００６２】
上記の構成によれば、ポンプ５０５は、水の流量を脈動させることができるため、熱交換器３の洗浄を確実に行うことができる。
ポンプ５０５は水の流量を脈動させることができる。具体的には、ポンプ５０５は、水の流量を時間の経過とともに増減させることができる。水の流量が時間の経過とともに増減すると、プレート１５内に存在するスラッジなどに対する上流側圧力と下流側圧力との差も時間とともに変動する。上記圧力差を時間とともに変動させることにより、スラッジは取り除きやすくなるため、熱交換器３をより確実に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１の実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
【図２】図１の熱交換器の構成を説明する断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
【図４】本発明の第３の実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
【図５】図４の熱交換器洗浄装置における別の水の流し方を説明する模式図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
【図７】本発明の第５の実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
【図８】図７のエア供給部の気泡制御部の構成を説明する模式図である。
【図９】本発明の第６の実施形態における熱交換器洗浄装置の全体構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１  熱交換器洗浄装置
３  熱交換器（プレート式熱交換器）
５，５０５  ポンプ
７，４０７  エア供給部（気体供給部）
１５  プレート
１７，１１７，２１７  第１配管（流入配管）
１１９  流量制御弁（流量制御部）
２１７Ｃ  流入制御弁（流入制御部）
２１７Ｂ  流入バイパス配管（流量制御部）
２１７Ｖ  流入バイパス制御弁（流入制御部）
３２１  ヒータ（加熱部）
４３３  気泡制御部
【図１】
2008008538.tif 000003
【図２】
2008008538.tif 000004
【図３】
2008008538.tif 000005
【図４】
2008008538.tif 000006
【図５】
2008008538.tif 000007
【図６】
2008008538.tif 000008
【図７】
2008008538.tif 000009
【図８】
2008008538.tif 000010
【図９】
2008008538.tif 000011