(57)【要約】【課題】  熱交換器のメンテナンス性を向上させて、被処理流体の流路の洗浄において、残留する被処理流体の除去を容易にする構造を有する熱交換器を提供する。【解決手段】  内部に熱交換媒体が流れる第１の管状体と、前記第１の管状体の内部に設けられた、内部に被処理流体が流れる第２の管状体と、前記第２の管状体に挿入された、前記第２の管状体の内部を前記被処理流体が流れることで当該被処理流体が撹拌される構造を有するエレメントと、前記第２の管状体の端部を支持する第１の支持板と、前記第１の支持板と面するように設けられた、前記エレメントを支持し、前記被処理流体が通過する通過孔を有する第２の支持板と、を有する熱交換器であって、前記第１の支持板と前記第２の支持板の間に間隙を形成する支持体を設けたことを特徴とする熱交換器を用いた。【選択図】  図３
2005221196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に熱交換媒体が流れる第１の管状体と、
前記第１の管状体の内部に設けられた、内部に被処理流体が流れる第２の管状体と、
前記第２の管状体に挿入されたエレメントと、
前記第２の管状体の端部を支持する第１の支持板と、
前記第１の支持板と面するように設けられた、前記エレメントを支持し、前記被処理流体が通過する通過孔を有する第２の支持板と、を有する熱交換器であって、
前記第１の支持板と前記第２の支持板の間に間隙を形成する支持体を設けたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記間隙は、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
前記支持体は、前記第２の支持板の、前記第１の支持板に面する側の面上に設置されることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項４】
前記支持体の先端部を略半球状としたことを特徴とする請求項３記載の熱交換器。
【請求項５】
前記支持体は、前記第１の支持板の、前記第２の支持板に面する側の面上に設置されることを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項６】
前記支持体の先端部を略半球状としたことを特徴とする請求項５記載の熱交換器。
【請求項７】
前記通過孔は、前記被処理流体の流れる方向に向かって大きくなる形状であることを特徴とする請求項１〜６のうち、いずれか１項記載の熱交換器。
【請求項８】
複数の前記第２の管状体の内部に連通する、被処理流体が流れる端部配管が前記第１の管状体の端部に設置され、前記端部配管の内壁面には前記第２の支持板を保持する保持部品が設置されて、当該保持部品の突起部により、前記第２の支持板を保持することを特徴とする請求項１〜７うち、いずれか１項記載の熱交換器。
【請求項９】
前記第２の管状体の端部に対向する、前記第２の管状体の別の端部を支持する第３の支持板と、
前記第３の支持板と面するように設けられた、前記被処理流体が通過する通過孔を有する第４の支持板と、
前記第３の支持板と前記第４の支持板の間に間隙を形成する別の支持体と、をさらに設けたことを特徴とする請求項１〜８のうち、いずれか１項記載の熱交換器。
【請求項１０】
前記第２の管状体の内部を洗浄する洗浄液の供給源と、
前記供給源と前記第２の管状体の第１の側を接続する第１の配管と、
前記供給源と前記第２の管状体の前記第１の側に対向する第２の側を接続する第２の配管と、
前記洗浄液が、前記第２の管状体の前記第１の側から前記第２の側へ、および前記第２の側から前記第１の側へ流れるように制御する制御装置と、をさらに設けたことを特徴とする請求項１〜９のうち、いずれか１項記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱交換器に係り、特には粘性が高い被処理流体の熱交換を行う熱交換器に関する。被処理流体を冷却する熱交換器において、例えば被処理流体の粘性が高い場合には、冷却中に被処理媒体の粘性が増大して、熱交換器の中で固着してしまう場合があった。
【０００２】
そのため、被処理流体の流路に、当該被処理流体が流れることで当該被処理流体が撹拌される効果を奏するエレメントを挿入して、当該被処理流体の冷却時の固着を防止する熱交換器が提案されている。
【背景技術】
【０００３】
図１は、被処理流体の流路に、当該被処理流体が撹拌される構造を有するエレメントが挿入された、被処理流体を冷却する熱交換器１００の断面図を模式的に示したものである。
【０００４】
図１を参照するに、熱交換器１００の概略は、内部を熱交換媒体が流れる外部管状体１０１を有し、熱交換媒体が流れる当該外部管状体１０１の内部に、被処理流体がその内部に流れる複数の内部管状体１０３が設置されてなる。
【０００５】
前記被処理流体の粘性が高い場合には、前記内部管状体１０３の内部で当該被処理流体が固着してしまう場合がある。また、被処理流体の粘性が高くない場合にも、前記内部管状体１０３の内部の流路壁付近では、被処理流体が過冷却により凝固してしまう可能性がある。このため、前記内部管状体１０３の内部には、被処理流体の流れる方向に延伸したエレメント１０４が挿入されている。例えば、前記エレメント１０４は前記内部管状体１０３の内部の被処理流体の流れる方向に延伸した螺旋形状を有しており、当該エレメント１０４に沿って被処理流体が流れる場合に、被処理流体の転換作用が生じ、そのせん断力によって被処理流体が撹拌されて被処理流体が凝固することを防止し、またそのために熱交換器の熱交換能力が低下することを防止している。
【０００６】
前記外部管状体１０１には、熱交換媒体導入口１１０Ｂから熱交換媒体が導入され、熱交換媒体排出口１１０Ａから排出されるようにして流れることで、前記内部管状体１０３の内部の被処理流体を冷却することが可能になっている。また、前記熱交換媒体の温度を変更することで被処理流体を加熱することも可能である。
【０００７】
前記内部管状体１０３の第１の端部は、略円盤状の支持板１０５Ａの複数の挿入穴部に、例えば挿入されるようにして支持され、例えば溶接されることで固定されている。前記支持板１０５Ａは、前記外部管状体１０１の第１の端部に、熱交換媒体の流路を覆うようにして設置され、その周囲を例えば溶接、またはネジ止めなどにより、前記外部管状体１０１に固定される。
【０００８】
さらに、前記支持板１０５Ａに接するように、略円盤状の支持板１０６Ａが設置されている。前記支持板１０６Ａには、被処理流体の流路となる通過孔１０７Ａが形成され、当該通過孔１０７Ａは被処理流体の流路に、すなわち前記内部管状体１０３に対応した位置に複数設けられている。
【０００９】
前記通過孔１０７Ａは、前記内部管状体１０３の内径より小さく、さらに前記エレメント１０４が通過できない大きさとされ、そのために前記支持板１０６Ａは、前記エレメント１０４を支持して、当該エレメント１０４が前記内部管状体１０３より抜け落ちることを防止している。
【００１０】
例えば、熱交換器１００は、設置面に対して前記外部管状体１０１および内部管状体１０３を起立させた状態で前記支持板１０５Ａを下にした状態で用いられるため、前記支持板１０６Ａを設けて、当該支持板１０６Ａによって前記エレメント１０４を支持し、当該エレメント１０４が前記内部管状体１０３から抜け落ちることを防止する構造としている。
【００１１】
また、前記外部管状体１０１の第１の端部には、前記通過孔１０７Ａを介して複数の前記内部管状体１０３の被処理流体の流路に連通する、端部配管１０２Ａが、前記第１の端部から前記第１の端部から離れる方向にむかってその断面積を小さくするように形成されている。前記外部管状体１０１と前記端部配管１０２Ａの係合面にはシールリング１０９Ａが挿入されてシールされている。
【００１２】
また、前記支持板１０６Ａは、前記端部配管１０２Ａの内壁に設置された、保持部品１０８Ａによって保持される構造になっている。
【００１３】
さらに、前記外部管状体１０１の、前記第１の端部に対向する第２の端部には、当該第１の端部と同様の構造が形成されている。すなわち、前記第２の端部には、前記支持板１０５Ａ、支持板１０６Ａ、通過孔１０７Ａ、保持部品１０８Ａ、端部配管１０２Ａおよびシールリング１０９Ａと同様の構造を有する、支持板１０５Ｂ、支持板１０６Ｂ、通過孔１０７Ｂ、保持部品１０８Ｂ、端部配管１０２Ｂおよびシールリング１０９Ｂが設けられている。
【００１４】
前記熱交換器１００によって、被処理流体を、例えば冷却する場合には、前記端部配管１０２Ａより導入された被処理流体が、前記通過孔１０７Ａから前記内部管状体１０３の内部に導入され、前記外部管状体１０１の内部を流れる熱交換媒体によって冷却され、前記通過孔１０７Ｂから前記端部配管１０２Ｂに流れるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−３０９４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、前記熱交換器１００のメンテナンスを考えた場合、例えば洗浄を行う場合に、以下に説明するように被処理流体の洗浄が困難となる部分があり、メンテナンス性が充分でない問題があった。
【００１６】
図２は、図１に示した熱交換器１００の、ａ部の拡大図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００１７】
図２を参照するに、例えば前記支持板１０５Ａと前記支持板１０６Ａが接する領域Ｄにおいては、被処理流体の洗浄が不十分となる問題があった。前記支持板１０５Ａと前記支持板１０６Ａは係合するように設置されるが、実際には前記支持板１０５Ａと前記支持板１０６Ａが接する領域Ｄには僅かな隙間が生じてしまい、完全に隙間を無くすことは困難である。そこで前記領域Ｄには、被処理流体が侵入することとなる。
【００１８】
そこで、例えば熱交換器のメンテナンスや、被処理流体の入れ替えなどを行う場合に、被処理流体を洗浄する場合、洗浄液を被処理流体の流路に流した場合に、前記領域Ｄに滞留する被処理流体を完全に除去することが困難となり、洗浄に時間を要する、または洗浄が不十分になるなどのメンテナンス上の問題が生じていた。
【００１９】
そこで、本発明では上記の問題を解決した、新規で有用な熱交換器を提供することを課題としている。
【００２０】
本発明の具体的な課題は、熱交換器のメンテナンス性を向上させることであり、被処理流体の流路の洗浄において、残留する被処理流体の除去を容易にする構造を有する熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、上記の問題を、内部に熱交換媒体が流れる第１の管状体と、前記第１の管状体の内部に設けられた、内部に被処理流体が流れる第２の管状体と、前記第２の管状体に挿入されたエレメントと、前記第２の管状体の端部を支持する第１の支持板と、前記第１の支持板と面するように設けられた、前記エレメントを支持し、前記被処理流体が通過する通過孔を有する第２の支持板と、を有する熱交換器であって、前記第１の支持板と前記第２の支持板の間に間隙を形成する支持体を設けたことを特徴とする熱交換器により、解決する。
【００２２】
本発明によれば、被処理流体が存在する、前記第１の支持板と前記第２の支持板の間に間隙を形成する支持体を設けたことで、被処理流体の洗浄を行った場合に当該間隙を洗浄することが容易となり、洗浄の効率を良好として熱交換器のメンテナンス性が良好となる効果を奏する。
【００２３】
また、前記間隙は、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるようにすると好適であり、当該間隙を５ｍｍ以上とすることで当該間隙に洗浄液が行き渡るようになるために洗浄効率が良好となり、また当該間隙を１０ｍｍ以下とすることで熱交換の効率の低下を防止する。
【００２４】
また、前記支持体は、前記第２の支持板の、前記第１の支持板に面する側の面上に設置される構造とすると当該支持体の設置が容易となり、さらに当該先端部を略半球上とすると、当該支持体と当該第１の支持板の間に前記被処理流体が滞留する部分の面積が最小となって被処理流体の洗浄の効率が良好となり、好適である。
【００２５】
また、前記支持体は、前記第１の支持板の、前記第２の支持板に面する側の面上に設置されると構造とすると当該支持体の設置が容易となり、さらに当該先端部を略半球上とすると、当該支持体と当該第２の支持板の間に前記被処理流体が滞留する部分の面積が最小となって被処理流体の洗浄の効率が良好となり、好適である。
【００２６】
また、前記通過孔は、前記被処理流体の流れる方向に向かって大きくなる形状であると、前記被処理流体が滞留する影響が小さくなり、洗浄時に、被処理流体や当該被処理流体の成分が残留する量が減少して被処理流体の洗浄が容易となって好適である。
【００２７】
また、複数の前記第２の管状体の内部に連通する、被処理流体が流れる端部配管が前記第１の管状体の端部に設置され、前記端部配管の内壁面には前記第２の支持板を保持する保持部品が設置されて、当該保持部品の突起部により、前記第２の支持板を保持するようにすると、当該保持部品と当該第２の支持板の間に前記被処理流体が滞留する部分の面積が最小となって被処理流体の洗浄の効率が良好となり、好適である。
【００２８】
また、さらに、前記第２の管状体の端部に対向する、前記第２の管状体の別の端部を支持する第３の支持板と、前記第３の支持板と面するように設けられた、前記被処理流体が通過する通過孔を有する第４の支持板と、前記第３の支持板と前記第４の支持板の間に間隙を形成する別の支持体と、を設けるようにすると、被処理流体が存在する、前記第３の支持板と前記第４の支持板の間にも間隙が形成されるため、被処理流体の洗浄を行った場合に当該間隙を洗浄することが容易となり、洗浄の効率を良好として熱交換器のメンテナンス性が良好となる効果を奏する。
【００２９】
また、前記第２の管状体の内部を洗浄する洗浄液の供給源と、前記供給源と前記第２の管状体の第１の側を接続する第１の配管と、前記供給源と前記第２の管状体の前記第１の側に対向する第２の側を接続する第２の配管と、前記洗浄液が、前記第２の管状体の前記第１の側から前記第２の側へ、および前記第２の側から前記第１の側へ流れるように制御する制御装置と、をさらに設けると、被処理流体の流れる方向へ、また当該方向と逆方向の双方向に洗浄液を流す洗浄を行う事が可能となり、残留する被処理流体を効率よく洗浄することが可能となって、熱交換器の洗浄の効率が向上する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、熱交換器のメンテナンス性が向上し、被処理流体の流路の洗浄において、残留する被処理流体の除去を容易にすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の実施の形態に関して図面に基づき、以下に説明する。
【実施例１】
【００３２】
図３は、本発明の実施例１による、被処理流体の流路に、当該被処理流体が撹拌される構造を有するエレメントが挿入された、被処理流体を冷却する熱交換器１０の断面図を模式的に示したものである。
【００３３】
図３を参照するに、熱交換器１０の概略は、内部を熱交換媒体が流れる外部管状体１１を有し、熱交換媒体が流れる当該外部管状体１１の内部に、被処理流体がその内部に流れる複数の内部管状体１３が設置されてなる。
【００３４】
前記被処理流体の粘性が高い場合には、前記内部管状体１３の内部で当該被処理流体が固着してしまう場合がある。また、被処理流体の粘性が高くない場合にも、前記内部管状体１３の内部の流路壁付近では、被処理流体が過冷却により凝固してしまう可能性がある。このため、前記内部管状体１３の内部には、被処理流体の流れる方向に延伸したエレメント１４が挿入されている。例えば、前記エレメント１４は前記内部管状体１３の内部の被処理流体の流れる方向に延伸した螺旋形状を有しており、当該エレメント１４に沿って被処理流体が流れる場合に、被処理流体の転換作用が生じ、そのせん断力によって被処理流体が撹拌されて被処理流体が凝固することを防止し、またそのために熱交換器の熱交換能力が低下することを防止している。
【００３５】
前記外部管状体１１には、熱交換媒体導入口２０Ｂから熱交換媒体が導入され、熱交換媒体排出口２０Ａから排出されるようにして流れることで、前記内部管状体１３の内部の被処理流体を冷却することが可能になっている。また、前記熱交換媒体の温度を変更することで被処理流体を加熱することも可能であり、熱交換媒体の導入口と排出口は、その接続を逆にしてもよい。
【００３６】
前記内部管状体１３の第１の端部は、略円盤状の支持板１５Ａの複数の挿入穴部に、例えば挿入されるようにして支持され、例えば溶接されることで固定されている。前記支持板１５Ａは、前記外部管状体１１の第１の端部に、熱交換媒体の流路を覆うようにして設置され、その周囲を例えば溶接、またはネジ止めなどにより、前記外部管状体１１に固定される。
【００３７】
さらに、前記支持板１５Ａに面するように、略円盤状の支持板１６Ａが設置されている。前記支持板１６Ａには、被処理流体の流路となる通過孔１７Ａが形成され、当該通過孔１７Ａは被処理流体の流路に、すなわち前記内部管状体１３に対応した位置に複数設けられている。
【００３８】
前記通過孔１７Ａは、前記外部管状体１３の内径より小さく、さらに前記エレメント１４が通過できない大きさとされ、そのために前記支持板１６Ａは、前記エレメント１４を支持して、当該エレメント１４が前記内部管状体１３より抜け落ちることを防止している。
【００３９】
例えば、熱交換器１０は、設置面に対して前記外部管状体１１および内部管状体１３を起立させた状態で前記支持板１５Ａを下にした状態で用いられるため、前記支持板１６Ａを設けて、当該支持板１６Ａによって前記エレメント１４を支持し、当該エレメント１４が前記内部管状体１３から抜け落ちることを防止する構造としている。
【００４０】
また、前記外部管状体１１の第１の端部には、前記通過孔１７Ａを介して、複数の前記内部管状体１３の被処理流体の流路に連通する、端部配管１２Ａが、前記第１の端部から前記第１の端部から離れる方向にむかってその断面積を小さくするように形成されている。前記外部管状体１１と前記端部配管１２Ａの係合面にはシールリング１９Ａが挿入されてシールされている。
【００４１】
また、前記支持板１６Ａは、前記端部配管１２Ａの内壁に設置された、保持部品１８Ａによって保持される構造になっている。
【００４２】
さらに、前記管状体１１の、前記第１の端部に対向する第２の端部には、当該第１の端部と同様の構造が形成されている。すなわち、前記第２の端部には、前記支持板１５Ａ、支持板１６Ａ、通過孔１７Ａ、保持部品１８Ａ、端部配管１２Ａおよびシールリング１９Ａと同様の構造を有する、支持板１５Ｂ、支持板１６Ｂ、通過孔１７Ｂ、保持部品１８Ｂ、端部配管１２Ｂおよびシールリング１９Ｂが設けられている。
【００４３】
前記熱交換器１０によって、被処理流体を、例えば冷却する場合には、前記端部配管１２Ａより導入された被処理流体が、前記通過孔１７Ａから前記管状体１３の内部に導入され、前記外部管状体１１の内部を流れる熱交換媒体によって冷却され、前記通過孔１７Ｂから前記端部配管１２Ｂに流れるようになっている。
【００４４】
本実施例による熱交換器１０の場合、前記支持板１５Ａと前記支持板１６Ａの間に間隙を形成する支持体２１Ａを設けたことにより、被処理流体の洗浄を行った場合に当該間隙を洗浄することが容易となり、従来の熱交換器と比較して、洗浄の効率を良好として熱交換器のメンテナンス性が良好となる効果を奏する。
【００４５】
図４は、図３に示した熱交換器１０のＡ部を拡大した図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４６】
図４を参照するに、本実施例による熱交換器１０の場合には、前記支持板１５Ａと前記支持板１６Ａの間に、例えば前記支持板１６Ａ上に、支持体２１Ａが設置されている。このため、前記支持板１５Ａと前記支持板１６Ａの間に間隙ＣＬが形成されている。
【００４７】
このため、被処理流体の流路の洗浄を行う場合に、前記支持板１５Ａと前記支持板１６Ａの間に被処理流体が滞留したままとなることがなく、洗浄液によって前記支持板１５Ａと前記支持板１６Ａの間の被処理流体を洗浄することが容易となる。そのために、洗浄の効率が向上し、メンテナンス性が良好となる効果を奏する。
【００４８】
また、前記間隙ＣＬの大きさ、すなわち前記支持板１５Ａと支持板１６Ａの距離は、本実施例の場合、例えば５ｍｍとしているが、５ｍｍ以上とすると、洗浄液が進入しやすくなり、洗浄液によって被処理流体が洗浄される効果が大きくなり、好適である。
【００４９】
また、当該間隙のＣＬの大きさは、１０ｍｍを超えると、熱交換媒体によって被処理流体の熱交換を行う効率が低下するため、熱交換の効率を維持するために、当該間隙ＣＬの大きさは１０ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００５０】
また、本実施例では、例えば前記内部管状体１３の内径は、７５３ｍｍ、前記内部管状体１３の長さは、１５００ｍｍのものを用いており、前記外部管状体の内径は、１５１ｍｍであり、前記通過孔１７Ａは、１０９個設けられている。
【００５１】
また、前記支持体２１Ａは、その先端部、すなわち前記支持板１５Ａに接する部分の面積が、小さくなるような形状、例えば半球状に形成されている。そのため、前記支持板１５Ａと前記支持体２１Ａが接触する面積が小さくなり、被処理流体の流路を洗浄する場合に、前記支持体２１Ａと前記支持板１５Ａの間に被処理流体が残留する量が少なくなるために洗浄の効率が良好となり、好適である。
【００５２】
また、前記支持体２１Ａの先端部の形状は半球状に限定されるものではなく、例えば円錐状など、前記支持体２１Ａと前記支持板１５Ａが接触する面積が小さくなるように形成すれば、当該支持体２１Ａの先端部を半球状に形成した場合と同様の効果を奏する。
【００５３】
また、前記支持体２１Ａは、前記支持板１６Ａ上以外の箇所に形成することも可能であり、必要に応じて前記支持板１５Ａと前記支持板１６Ａの間に挿入されるように形成されればよい。
【００５４】
例えば図５には、支持体２１ａを、前記支持板１５Ａの、前記支持板１６Ａと面する側の面上に形成した例を示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図５に示す場合においても、前記支持体２１ａは、その先端部、すなわち前記支持板１６Ａに接する部分の面積が、小さくなるような形状、例えば半球状に形成されている。そのため、前記支持体１６Ａと前記支持体２１ａが接触する面積が小さくなり、被処理流体の流路を洗浄する場合に、前記支持体２１ａと前記支持板１６Ａの間に被処理流体が残留する量が少なくなるために洗浄の効率が良好となる効果を奏する。
【００５５】
また、前記支持板１５Ａが形成されている、前記内部管状体１３の前記第１の端部に対向する、前記内部管状体１３の第２の端部の側には、前記第１の端部と同様の構造が形成されている。
【００５６】
すなわち、前記内部管状体１３の第２の端部を支持する支持板１５Ｂと、前記支持板１５Ｂと面するように設けられた、前記被処理流体が通過する通過孔１７Ｂを有する支持板１６Ｂと、前記支持板１５Ｂと前記支持板１６Ｂの間に間隙を形成する支持体２１Ｂが形成されている。
【００５７】
そのため、前記第２の端部の側の前記支持体２１Ｂが、前記第１の端部の側の支持体２１Ａと同様の効果を奏する。すなわち、被処理流体の流路の洗浄を行う場合に、前記支持板１５Ｂと前記支持板１６Ｂの間に被処理流体が滞留したままとなることがなく、洗浄液によって前記支持板１５Ｂと前記支持板１６Ｂの間の被処理流体を洗浄することが容易となる。そのために、洗浄の効率が向上し、メンテナンス性が良好となる効果を奏する。
【００５８】
また、前記支持板１６Ａに形成された前記通過孔１７Ａは、次に図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように変形して用いることも可能である。
【００５９】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、前記支持板１６Ａの変形例の一部を拡大した断面図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００６０】
図６（Ａ）を参照するに、本図に示す場合には、被処理流体が通過する流路である通過孔１７Ｃが、被処理流体が流れる方向Ｆに向かって小さくなるように、例えば被処理体の流れの方向Ｆにそって通過孔が小さくなるようなテーパー形状で形成されている。そのため、前記被処理流体の圧力損失を低下させることが可能となり、当該被処理流体が滞留する影響が小さくなり、洗浄時に、被処理流体や当該被処理流体の成分が残留する量が減少して被処理流体の洗浄が容易となる効果を奏する。
【００６１】
例えば隣接する通過孔の間には、被処理流体が滞留しやすい、被処理流体の流速が低下して、流れが渦状となる領域が存在する場合がある。この場合、被処理流体の粘性が増大する、または被処理流体中の成分が析出するなどして、滞留物または残留物となって例えば前記支持板１６Ａなどに付着し、洗浄が困難となってしまう場合があった。
【００６２】
そこで、通過孔の形状を変更し、被処理流体が流れる方向に向かって小さくなるように形成することで、被処理流体が滞留する影響が小さくなり、洗浄時に、被処理流体や当該被処理流体の成分が残留する量が減少して被処理流体の洗浄が容易となる。
【００６３】
また、通過孔の形状は図６（Ａ）に示すテーパー形状に限定されるものではなく、例えば図６（Ｂ）に示すような曲面を有する形状としてもよい。
【００６４】
図６（Ｂ）を参照するに、本図に示す通過孔１７Ｄの場合には、通過孔１７Ｄの、被処理流体の出口付近が、通過孔が小さくなるような緩やかな曲面形状で形成されており、本図に示す場合には、図６（Ａ）に示す場合に比べてさらに被処理流体が滞留する影響が小さくなる効果を奏する。
【００６５】
また、前記支持板１６Ｂの場合にも、前記支持板１６Ａの場合と同様に、被処理流体が通過する流路である通過孔１７Ｂが、被処理流体が流れる方向に向かって小さくなるように形成されると、前記被処理流体の圧力損失を低下させることが可能となり、当該被処理流体が滞留する影響が小さくなり、洗浄時に、被処理流体や当該被処理流体の成分が残留する量が減少して被処理流体の洗浄が容易となる効果を奏する。
【００６６】
図６（Ｃ）および図６（Ｄ）には、前記支持板１６Ｂに形成した通過孔１７Ｅおよび１７Ｆの形状を示すが、それぞれ図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示した場合と同様の効果を奏する。
【００６７】
また、図４に示したように、前記支持板１６Ａは、前記端部配管１２Ａの内壁に設置された前記保持部品１８Ａによって、その周縁部を保持されるようにして設置されている。この場合、前記支持体２１Ａの場合と同様に、前記保持部品１８Ａと、前記支持板１６Ａの接触面積は小さいことが好ましい。
【００６８】
図７には、前記保持部品１８Ａの斜視図を示す。図７を参照するに、前記保持部品１８Ａは、突起部１８ａを有し、当該突起部１８ａにより前記支持板１６Ａを保持する構造になっている。そのため、前記保持部品１８ａは前記突起部１８Ａの先端部１８ｂで前記支持板１６Ａを保持することとなり、前記保持部品１８Ａと前記支持板１６Ａの接触面積を小さくすることができる。
【００６９】
そのため、被処理流体の流路を洗浄する場合に、前記保持部品１８Ａと前記支持板１６Ａの間に被処理流体が残留する量が少なくなるために洗浄の効率が良好となる効果を奏する。
【実施例２】
【００７０】
次に、前記熱交換器１０の、配管や、接続される制御装置を含めた全体図を、図８に模式的に示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、前記外部管状体１１の内部の部品である内部管状体や支持板、エレメントなどは図示を省略している。
【００７１】
図８を参照するに、前記熱交換媒体導入口２０Ｂには、配管３０Ｂが接続され、また前記熱交換媒体排出口２０Ａには、配管３０Ａが接続され、それぞれ前記配管３０Ａ、３０Ｂが熱交換媒体供給器３０に接続されて、当該熱交換供給器３０を介して熱交換媒体が前記外部管状体１１を循環するように流れる構造になっている。
【００７２】
また、前記端部配管１２Ａ、１２Ｂにはそれぞれ配管３２Ａ、３２Ｂが接続されている。前記配管３２Ａには、バルブ３４ａを介して被処理流体供給源３３Ａが接続され、前記配管３２Ａを介して前記端部配管１２Ａに、熱交換が必要な被処理流体を供給する構造になっている。前記配管３２Ｂには、バルブ３４ｂを介して被処理流体保持部３３Ｂが接続され、熱交換、例えば冷却が完了した被処理流体を保持する構造になっている。
【００７３】
本実施例による熱交換器１０の場合、さらに洗浄液供給源３１が、前記端部配管１２Ａおよび１２Ｂに接続された構造になっている。前記洗浄液供給源３１は、バルブ３１ａを付した配管３１Ａによって前記端部配管１２Ａに接続され、またバルブ３１ｂを付した配管３１Ｂによって前記端部配管１２Ｂに接続されている。
【００７４】
また、洗浄に用いられた、洗浄後の洗浄液を排出するために、前記配管３２Ａには、バルブ３５ａを付した排出配管３６Ａが、同様に前記配管３２Ｂには、バルブ３４ｂを付した排出配管３６Ｂが接続されている。
【００７５】
本実施例による熱交換器１０によって、被処理流体の熱交換、例えば冷却を行う場合には、前記バルブ３４ａおよび３４ｂを開放する。そこで、被処理流体が前記被処理流体供給源３３Ａから前記配管３２Ａを介して、本図では図示を省略している、前記内部管状体１３に供給される。当該被処理流体は、前記内部管状体１３の内部を、前記端部配管１２Ａから前記端部配管１２Ｂに向かう方向、図中のＸ１方向に流れて冷却され、前記端部配管１２Ｂから前記配管３２Ｂを介して前記被処理流体保持部３３Ｂに貯蔵される。
【００７６】
この場合、前記配管３２Ａまたは前記配管３２Ｂに設けられた、図示を省略するポンプにより、被処理流体の流れが形成される。
【００７７】
次に、熱交換器１０の被処理流体の流路を洗浄する場合について、以下に説明する。熱交換器１０を洗浄する場合には、まず前記バルブ３４ａを閉じて、被処理流体の供給を停止した後、前記内部管状体１３内に残留する被処理流体を、エアー抜き用のバルブ３７ａ、および前記バルブ３５ａを開放することで、前記排出配管３６Ａから排出する。
【００７８】
次に、前記バルブ３４ｂ、３７ａを閉じた後、前記バルブ３１ａを開放して、前記洗浄液供給源より、洗浄液を、前記配管３１Ａを介して前記端部配管１２Ａから、前記内部管状体１３に導入する。そこで、洗浄液を前記Ｘ１方向に流して、被処理流体の流路を洗浄する。洗浄液は、バルブ３５ｂを開放することで、前記排出配管３６Ｂから排出される。
【００７９】
次に、前記バルブ３１ａ、３５ｂを閉じた後に、前記バルブ３１ｂ、３５ａを開放する。洗浄液は、前記Ｘ１方位と逆方向であるＸ２方向、すなわち前記内部管状体１３の内部を、前記端部配管１２Ｂの側から前記端部配管１２Ａに向かう方向に流れ、被処理流体の流路を洗浄して、前記配管３２Ａから、前記排出配管３６Ａを介して排出される。
【００８０】
従来、洗浄液を前記Ｘ１方向に流すのみの洗浄では、被処理媒体の流路に残留した被処理媒体の洗浄が不十分となる可能性があった。例えば、図４に示した間隙ＣＬに残留した被処理流体は、前記Ｘ１方向のみに洗浄液を流して洗浄を行う場合、前記通過孔１７Ａの間で洗浄液の流速が低下する部分（流れが渦状となる部分）が形成されて、局所的に洗浄が不十分となる可能性があった。
【００８１】
そこで本実施例では、洗浄液を前記Ｘ１方向と反対の方向である前記Ｘ２方向に流すことにより、前記Ｘ１方向の洗浄では除去できなかった、洗浄液の流速が低下する部分に滞留する被処理流体の洗浄を行う事が可能となる。
【００８２】
また、必要に応じて、洗浄液を前記Ｘ１方向に流す洗浄とＸ２方向に流す洗浄を所定の回数を繰り返して行うと洗浄効果が高まり、好適であり、洗浄液は、図示を省略するポンプなどの圧縮手段によって供給される。
【００８３】
このような、熱交換器１０の洗浄は、制御装置１０Ａによって制御される。前記制御装置１０Ａは、例えば前記バルブ３１ａ，３１ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａおよび３５ｂなどのバルブの開閉の制御や、ポンプなどの圧縮手段の可動の制御など、熱交換器の熱交換や、洗浄に係る制御など、熱交換器１０を可動するための制御を行う。なお、前記制御装置１０Ａの電気配線は図示を省略している。
【００８４】
このように、制御装置１０Ａを用いた制御を行うことによって、被処理流体の流れる方向へ、また当該方向と逆方向の双方向に洗浄液を流す洗浄を行う事が可能となり、残留する被処理流体を効率よく洗浄することが可能となって、熱交換器の洗浄の効率を向上させることが可能となる。
【００８５】
また、前記熱交換器１０によって熱交換を行う被処理流体としては、例えば食品など様々な流体を用いることが可能であるが、食品以外にでも食品と同様にサニタリー性を要求される化粧品など、例えば乳液などを用いることが可能であり、本実施例による熱交換器をこれら乳液などの製造工程に用いることが可能である。
【００８６】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によれば、熱交換器のメンテナンス性が向上し、被処理流体の流路の洗浄において、残留する被処理流体の除去を容易にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】従来の熱交換器を模式的に示した断面図である。
【図２】図１の熱交換器の、ａ部の拡大図である。
【図３】本発明の実施例１による熱交換器を模式的に示した図である。
【図４】図３の熱交換器の、Ａ部の拡大図である。
【図５】図４の熱交換器の変形例である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、図３の熱交換器に用いる支持板の変形例である。
【図７】図３の熱交換器に用いる、支持板を保持する保持部品の斜視図である。
【図８】図３の熱交換器の系統図を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０，１００  熱交換器
１１，１０１  外部管状体
１２Ａ，１２Ｂ，１０２Ａ，１０２Ｂ  端部配管
１３，１０３  内部管状体
１４，１０４  エレメント
１５Ａ，１５Ｂ，１０５Ａ，１０５Ｂ  支持板
１６Ａ，１６Ｂ，１０６Ａ，１０６Ｂ  支持板
１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ，１７Ｅ，１７Ｆ，１０７Ａ，１０７Ｂ  通過孔
１８Ａ，１８Ｂ，１０８Ａ，１０８Ｂ  保持部品
１８ａ  突起部
１８ｂ  先端部
１９Ａ，１９Ｂ，１０９Ａ，１０９Ｂ  シールリング
２０Ａ，１１０Ａ  熱交換媒体排出口
２０Ｂ，１１０Ｂ  熱交換媒体導入口
２１Ａ，２１ａ  支持体
ＣＬ  間隙
Ｄ  領域
３０  熱交換媒体供給源
３１  洗浄液供給源
３３Ａ  被処理流体供給源
３３Ｂ  被処理流体保持部
３０Ａ，３０Ｂ，３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ，３６Ａ，３６Ｂ  配管
３１ａ，３１ｂ，３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ  バルブ
１０Ａ  制御装置
【図１】
2005221196.tif 000003
【図２】
2005221196.tif 000004
【図３】
2005221196.tif 000005
【図４】
2005221196.tif 000006
【図５】
2005221196.tif 000007
【図６】
2005221196.tif 000008
【図７】
2005221196.tif 000009
【図８】
2005221196.tif 000010