JP2000356498A - 熱交換器及び熱交換管内スケールの除去方法 - Google Patents

熱交換器及び熱交換管内スケールの除去方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体が流される複数の熱交換管を有する熱交
換器において、機器の運転中でも熱交換管内に付着した
スケールを剥離させることができるようにした熱交換器
及び、熱交換管内スケールの除去方法を提供すること。 【解決手段】 潤滑油冷却器における水管４の入口部に
圧縮空気ノズル１１と、そのノズル１１の前にカルマン
渦発生用の丸棒１２が配設されている。圧縮空気ノズル
１１から出た圧縮空気は噴流となって丸棒１２に当た
り、丸棒１２の両側からカルマン渦が発生し、そのカル
マン渦による振動と冷却水の乱流及び圧縮空気の気泡に
よって水管４内部の汚れスケールを剥離して除去する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油冷却器や復水器
など、内部を液体が流れる複数の熱交換管を有する熱交
換器に関し、特に、その熱交換管内に付着したスケール
の除去に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、内部を冷却水が流される水管に
よって潤滑油を冷却するようにした潤滑油冷却器では、
従来、その水管内部に付着した汚れ（ヘドロなど）やス
ケール（本発明では、これらを単にスケールと総称す
る）などを除去する場合、潤滑油冷却器を一度分解して
から専用工具で掃除しておりその作業に多大の手間と時
間がかかっていた。
【０００３】また、内部を海水などの冷却水が流れる水
管によって蒸気を冷却して復水を得るようにした復水器
では、その水管内部に付着したスケールを除去する技術
の一つとしてスポンジボールをその冷却水管内に循環さ
せることにより洗浄する方法が提供されている。
【０００４】しかしながら、このスケール除去技術で
は、スポンジボールを回収するためのボール捕集器、フ
ィルター、異物排出管等の装置を取り付ける必要があり
コスト高となっていた。また、スポンジボールが摩耗す
るとボール捕集器に引っ掛からずにそのまま海水と一緒
に排出されるといった問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、油冷却器や
復水器など、管内部に冷却水などの液体が流される複数
の熱交換管を有する熱交換器において、構造が簡単で、
機器の運転中でも熱交換管内に付着したスケールを容易
に剥離させることができるようにした熱交換器及び熱交
換管内スケールの除去方法を提供することを課題として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した課題
を解決するため、液体が流れる複数の熱交換管を有する
熱交換器の入口部に圧縮空気を噴き出す圧縮空気ノズル
を配設するとともに同空気ノズルの前にカルマン渦発生
用の棒体を配置した熱交換器を提供する。
【０００７】本発明の熱交換器においては、圧縮空気ノ
ズルから噴出される圧縮空気の圧力から熱交換器を保護
するとともに、その空気抜きの為に、熱交換管の出口部
に圧力逃し及び空気排出用の出口弁を設けた構成とする
のが好ましい。
【０００８】また、本発明による熱交換器においては、
前記した圧縮空気ノズルとカルマン渦発生用の棒体を、
それぞれ、複数個配設し、多数の熱交換管内のスケール
除去を効果的に行わせうるものとすることができる。本
発明による熱交換器において採用するカルマン渦発生用
の棒体としては丸棒を用いるのが好ましいが、これに限
るものではない。
【０００９】以上説明した本発明の熱交換器によれば、
付設された圧縮空気ノズルから圧縮空気を噴出させるこ
とによりカルマン渦発生用の棒体でカルマン渦を発生さ
せて、その乱流、振動及び気泡で熱交換管内に付着した
汚れスケールを剥離させて容易に除去できる。
【００１０】本発明による熱交換器では、その運転中で
あっても圧縮空気ノズルから圧縮空気を噴出させて、カ
ルマン渦を発生させることにより容易に熱交換管内のス
ケール除去が可能であるから、常時、スケール付着の無
い熱交換性能の良好な状態で熱交換器を作動させること
ができる。
【００１１】また、本発明は、前記課題を解決するた
め、液体が流れる複数の熱交換管を有する熱交換器の熱
交換管内スケールの除去方法として、前記熱交換管の入
口部において棒体に空気噴流を当てて発生するカルマン
渦により前記スケールを剥離させる方法を採用する。
【００１２】本発明のこの熱交換器スケールの除去方法
によれば、熱交換管の入口部において空気噴流が棒体に
当って発生するカルマン渦による振動、熱交換管を流れ
る液体の乱流、それに前記空気噴流による気泡で熱交換
管内のスケールが剥離されて除去される。従って、本発
明の熱交換器スケールの除去方法によれば、熱交換器の
運転中であっても熱交換機能を損なわずに簡単に管内洗
浄が可能である。
【００１３】また、本発明の熱交換器スケールの除去方
法では、従来提供されていた技術のようにスポンジボー
ル捕集器やスポンジボール洗浄装置、その他、フィルタ
エレメント、異物排出管等の高価な器材を用いることな
く安価な構成で熱交換器スケールの除去を容易に行うこ
とができ、熱交換器の熱交換性能を常時維持させること
ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を潤滑油冷却器と復
水器に適用した場合の実施形態について説明する。
【００１５】（第１実施形態）まず、本発明を潤滑油冷
却器（オイルクーラ）に適用した場合の実施形態につい
て図１〜図３に基づいて具体的に説明する。本実施形態
による潤滑油冷却器の全体構成を示す図１において、１
は潤滑油冷却器本体で、潤滑油高温入口２と潤滑油低温
出口３を有している。４は冷却水が内部を通る水管、５
は油流調整板で、潤滑油を水管４の外面に多く接触させ
る為に設けてある。
【００１６】６は水管支持板、７は冷却水入口であり、
冷却水には河川水等が用いられている。８は冷却水出口
である。１０は圧縮空気入口の開閉弁であり、１１は圧
縮空気ノズルである。１５は圧縮空気を開閉弁１０を開
けて冷却水中に注入した場合の圧力逃し及び空気排出用
の出口開閉弁である。１６は出口開閉弁１５に取付けた
排出配管である。
【００１７】圧縮空気ノズル１１の構成を図２に示して
あり、圧縮空気ノズル１１の前には、支持部材９によっ
てカルマン渦発生用の丸棒１２が取付けられている。こ
の丸棒１２に対して圧縮空気ノズル１１から圧縮空気の
噴流が当たると、或るレイノズル数範囲でこの丸棒１２
の後流には両側に、互いに回転方向が逆な渦が交互に発
生し、規則正しい配置を保って流れ去る周期的な渦流出
（いわゆるカルマン渦）が生ずる。その様子を図３に示
してある。
【００１８】以上の構造を有する図１の潤滑油冷却器に
おいて、水管４の入口部に配設された圧縮空気ノズル１
１から出た圧縮空気はノズル前面に取付けた丸棒１２に
噴流となって当たる。図３に示すように噴流が丸棒１２
に当たると丸棒１２の両側から、回転方向の逆な渦が交
互に発生し規則正しい配置を保って流れ去るカルマン渦
が出来る。このカルマン渦により発生する振動及び冷却
水の乱流と圧縮空気の気泡とによって水管４内部の汚れ
スケールを洗浄する。
【００１９】カルマン渦発生による乱流、振動及び気泡
を利用することで、通常の冷却水の流れでは除去出来な
い水管４内の汚れスケールを取り除く事が可能である。
なお、圧縮空気は冷却水の圧力より高い為、冷却器の保
護と空気抜きの為に出口開閉弁１５を開くと同時に開閉
弁１０を開けておく。
【００２０】なお、図１には、１本の圧縮空気ノズル１
１と１本の丸棒１２のみが示してあるが、これらは適宜
の個数のものを設けてよい。また、開閉弁１０、出口開
閉弁１５は電動弁として遠隔自動制御とすることで自動
水管洗浄を行うようにすることができる。
【００２１】以上のように、本第１実施形態の潤滑油冷
却器においては、水管４の入口部に圧縮空気ノズル１１
と、この圧縮空気ノズル１１の前にカルマン渦発生用の
丸棒１２を配置した簡単な構造によって、水管４内に付
着した汚れスケールを剥離させて除去することができる
ものとなっている。
【００２２】（第２実施形態）次に、本発明を復水器に
適用した場合の実施形態について図４に基づいて具体的
に説明する。図４において、１００は復水器本体で、蒸
気入口１０１を有している。蒸気入口１０１からは、蒸
気タービンから排出される蒸気が流入される。復水器本
体１００内には、蒸気入口１０１から流入する蒸気を冷
却するための水管１０２が配設されている。
【００２３】また、復水器本体１００には冷却水（海
水）入口１０５と冷却水（海水）出口１０６が設けられ
ており、冷却水入口１０５から流入した冷却水（海水）
は水管１０２内を流れて冷却水出口１０６へ流出する。
１０３は凝結水（復水）で、蒸気入口１０１から流入し
た蒸気が水管１０２により冷却されて凝結したものであ
る。１０４は、復水１０３を移送するための復水ポンプ
である。
【００２４】水管１０２の入口部には、圧縮空気ノズル
１１が配置され、この圧縮空気ノズル１１には、図２に
示したと同様にカルマン渦発生用の丸棒１２が圧縮空気
ノズル１１の前に位置するように取付けられている。圧
縮空気ノズル１１に圧縮空気を送る配管には、それぞれ
開閉弁１０が設けられている。
【００２５】１１３は、圧縮空気ノズル１１から噴出し
た空気を集合させる水室空気溜である。水室空気溜１１
３に空気が溜まると図示されない空気検出器からの指令
により作動し、余分な空気を系外に排出するための空気
抜ポンプ１１４が設けられている。
【００２６】以上の構造を有する図４の復水器におい
て、冷却水入口１０５から流入した冷却水（海水）が水
管１０２内に流れている状態において、その冷却水（海
水）に開閉弁１０を開として複数個の圧縮空気ノズル１
１により冷却水中に圧縮空気の噴流をつくり、カルマン
渦発生用の丸棒１２に当てて、カルマン渦を発生させ、
空気の気泡とカルマン渦の乱流と振動とにより水管１０
２内の汚れスケールを剥離させ洗浄する。洗浄作用の終
わった空気は復水器上部に取付けた、水室空気溜１１３
より、空気抜ポンプ１１４で系外に排出される。
【００２７】以上のように、本第２実施形態の復水器に
おいては、水管１０２の入口部に圧縮空気ノズル１１
と、この圧縮空気ノズル１１の前にカルマン渦発生用の
丸棒１２を配置した簡単な構造によって水管１０２内に
付着した汚れスケールを剥離させて除去できるものとし
ている。
【００２８】以上、本発明を図示した実施形態に基づい
て具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限
定されず特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で、その
具体的構造、構成に種々の変更を加えてよいことはいう
までもない。
【００２９】例えば、前記実施形態では、カルマン渦発
生用の棒体として丸棒１２を採用しており、丸棒が最も
効果的にカルマン渦を発生させるが、本発明ではカルマ
ン渦発生用の棒体としては丸棒に限らず他の形状のもの
を採用してもよい。
【００３０】また、前記した実施形態では、圧縮空気ノ
ズル１１にカルマン渦発生用の丸棒１２を支持した構造
としているが、丸棒は圧縮空気ノズルに取付けずに、復
水器や潤滑油冷却器中に配置し、これに圧縮空気を当て
るように圧縮空気ノズルを配置してもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、液体が
流れる熱交換管の入口部に圧縮空気を噴き出す圧縮空気
ノズルを配設するとともに同圧縮空気ノズルの前にカル
マン渦発生用の棒体を配置した熱交換器を提供する。
【００３２】これによれば熱交換器に付設された圧縮空
気ノズルから圧縮空気を噴出させることによりカルマン
渦を発生させて、その乱流、振動及び気泡で熱交換管内
に付着した汚れスケールを剥離させて容易に除去でき
る。
【００３３】本発明の熱交換器において、熱交換管の出
口部に圧力逃し及び空気排出用の出口弁を設けた構成と
したものでは、圧縮空気ノズルから噴出される圧縮空気
の圧力から熱交換器を保護できる。また、本発明は、液
体が流れる熱交換管の入口部において棒体に空気噴流を
当て、カルマン渦を発生させることによって前記熱交換
管内のスケールを剥離させる熱交換器スケールの除去方
法を提供する。
【００３４】本発明の熱交換器スケールの除去方法によ
れば、熱交換器の運転中であっても熱交換機能を損なわ
ずに簡単に管内洗浄が可能である。しかも、本発明の熱
交換器スケールの除去方法では、圧縮空気ノズルと、棒
体という安価な設備で熱交換器スケールの除去を容易に
行うことができ、熱交換器の熱交換性能を常時維持させ
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による潤滑油冷却器の全
体構造を示す断面図。
【図２】図１の潤滑油冷却器に用いられている圧縮空気
ノズルとカルマン渦発生用の丸棒を示す斜視図。
【図３】図２に示した圧縮空気ノズルと丸棒によるカル
マン渦発生の様子を示した説明図。
【図４】本発明の第２実施形態による復水器の全体構造
を示す断面図。
【符号の説明】
１ 潤滑油冷却器本体 ２ 潤滑油高温入口 ３ 潤滑油低温出口 ４ 水管 ５ 油流調整板 ６ 水管支持板 ７ 冷却水入口 ８ 冷却水出口 ９ 支持部材 １０ 開閉弁 １１ 圧縮空気ノズル １２ カルマン渦発生用の丸棒 １５ 出口開閉弁 １６ 排出配管 １００ 復水器本体 １０１ 蒸気入口 １０２ 水管 １０３ 復水 １０４ 復水ポンプ １０５ 冷却水入口 １０６ 冷却水出口 １１３ 水室空気溜 １１４ 空気抜ポンプ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体が流れる複数の熱交換管を有する熱
    交換器において、前記熱交換管の入口部に圧縮空気を噴
    き出す圧縮空気ノズルを配設するとともに同圧縮空気ノ
    ズルの前にカルマン渦発生用の棒体を配置してなること
    を特徴とする熱交換器。
  2. 【請求項２】 前記熱交換管の出口部に圧力逃し及び空
    気排出用の出口弁を設けたことを特徴とする請求項１記
    載の熱交換器。
  3. 【請求項３】 前記圧縮空気ノズルとカルマン渦発生用
    の棒体をそれぞれ複数個配設したことを特徴とする請求
    項１又は２記載の熱交換器。
  4. 【請求項４】 前記カルマン渦発生用の棒体が丸棒であ
    ることを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換器。
  5. 【請求項５】 液体が流れる複数の熱交換管を有する熱
    交換器の熱交換管内スケールの除去方法であって、前記
    熱交換管の入口部において棒体に空気流を当ててカルマ
    ン渦を発生させ、それによって前記スケールを剥離させ
    ることを特徴とする熱交換管内スケールの除去方法。
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