JPH05180593A - プレート型熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高価な設備や薬剤等を使用することなく、伝
熱板の表面に付着堆積したスライム状の生物を除去する
ことが可能なプレート型熱交換器を提供する。 【構成】 複数枚の伝熱板４をそれぞれガスケット４ａ
を介して相互に隙間を隔てて重ね合わせ、これら隣接す
る伝熱板４の間の隙間を冷却液の通路２２とこの冷却液
によって冷却される流体の通路２１として交互に形成し
たプレート型熱交換器において、冷却液の通路２２内に
加熱空気を供給し得る加熱空気供給装置５３と、この加
熱空気供給装置と冷却液の通路２２とを接続する空気通
路５２と、この空気通路５２の途中に介装されて空気通
路５２を開閉し得る開閉弁５４とを具えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数枚の伝熱板をそれ
ぞれガスケットを介して相互に隙間を隔てて重ね合わ
せ、これら隣接する伝熱板の間の隙間を冷却液の通路と
この冷却液によって冷却される流体の通路として交互に
形成したプレート型熱交換器に関し、特に冷却液として
湖沼や河川の水或いは海水等を使用する場合に好適なも
のである。

【０００２】

【従来の技術】プレート型熱交換器は、複数枚の伝熱板
をそれぞれガスケットを介して相互に隙間を隔てて重ね
合わせ、これら隣接する伝熱板の間の隙間を第一の流体
の通路とこの第一の流体との間で熱交換を行う第二の流
体の通路として交互に形成したものであり、熱伝達率を
比較的大きく設定することができることから、急速な冷
却や加熱を行う場合に有利である。しかも、組立や分解
が容易であることから、スケール等の付着し易い食品工
業や、異物や不純物を含む湖沼や河川の水或いは海水
（以下、これを自然水と呼称する）を大量に冷却流体と
して使用する場合等で採用されることが多い。

【０００３】異物や不純物を含む自然水を大量に冷却液
として使用するプレート型熱交換器においては、自然水
中のごみや生物或いはその死骸等が隣接する伝熱板の間
の流体通路に挾まったり、この流体通路を塞いでしま
い、伝熱板の有効伝熱面積が減少して伝熱性能を損なう
虞がある。又、自然水中に生息する貝類やプランクト
ン,バクテリア等の生物が、伝熱板の表面にスライム状
となって付着成長し、熱伝達率を低下させて伝熱性能を
損なう欠点がある。

【０００４】このため、異物や不純物を含む自然水を大
量に冷却液として使用する従来のプレート型熱交換器に
は、分解等を行うことなく自然水が流れる流体通路を必
要に応じて清掃することができるような工夫が施されて
いる。

【０００５】かかる従来のプレート型熱交換器の概念を
表す図６に示すように、冷却液によって冷却される流体
（以下、これを冷却対象流体と呼称する）は、流体供給
ポンプ101により流体供給通路102を介してプレート型熱
交換器103の流体入口ノズル104から相互に隣接する伝熱
板105の間に形成された流体通路106に供給され、この間
に後述する冷却液通路107内を流れる冷却液によって冷
却され、プレート型熱交換器103の流体出口ノズル108か
ら流体排出通路109を介して外部に排出される。一方、
前記冷却液は冷却液供給ポンプ110により冷却液供給通
路111を介してプレート型熱交換器103の冷却液入口ノズ
ル112から前記流体通路106と交互に伝熱板105の間に形
成された前記冷却液通路107に供給され、この間に流体
通路106内を流れる冷却対象流体から熱を奪い、プレー
ト型熱交換器103の冷却液出口ノズル113から冷却液排出
通路114を介して外部に排出される。

【０００６】前記冷却液供給ポンプ110よりも下流側の
冷却液供給通路111の途中には、プレート型熱交換器103
の冷却液通路107内に洗浄液を供給するための洗浄液供
給通路115が接続しており、前記冷却液供給ポンプ110よ
りも上流側の冷却液供給通路111の途中には、上述した
洗浄液を排出するための洗浄液排出通路116が接続し、
この洗浄液排出通路116の途中には、当該洗浄液排出通
路116を開閉し得る開閉弁117が介装されている。又、冷
却液供給通路111と冷却液排出通路114とは洗浄用通路11
8により短絡されており、この洗浄用通路118の途中には
当該洗浄用通路118を開閉し得る開閉弁119が介装されて
いる。更に、この洗浄用通路118と洗浄液排出通路116と
の間の冷却液供給通路111の途中には、この冷却液供給
通路111内を開閉し得る開閉弁120が介装され、同様に、
洗浄用通路118と冷却液排出通路114との接続部分よりも
下流側の冷却液排出通路114の途中にも開閉弁121が介装
されている。

【０００７】つまり、冷却液通路107内を洗浄する必要
のない通常の状態では、開閉弁117,119を閉じて洗浄液
排出通路116及び洗浄通路118をそれぞれ塞ぐ一方、開閉
弁120,121を開いて冷却液供給通路111及び冷却液排出通
路114をそれぞれ開放し、前述の如く冷却液を流す。

【０００８】しかし、冷却液通路107内を洗浄する場合
には、開閉弁117,119を開いて洗浄液排出通路116及び洗
浄通路118をそれぞれ開放する一方、開閉弁120,121を閉
じて冷却液供給通路111及び冷却液排出通路114をそれぞ
れ塞ぎ、冷却液通路107の通路抵抗がそれほど悪くない
場合には、冷却液をそのまま冷却液供給ポンプ110によ
り洗浄用通路118,冷却液排出通路114,冷却液通路107,冷
却液供給通路111の順に流し、冷却液通路107の通路抵抗
が悪化している場合には、洗浄液供給通路115からの洗
浄液を冷却液供給ポンプ110により供給し、何れの場合
も最終的には洗浄液排出通路116から外部に排出してい
る。通常の場合に対するこの冷却液或いは洗浄液の逆流
操作によって、冷却液通路107に挾まったり、塞いだり
している自然水中のごみや生物或いはその死骸等を流し
去り、更には伝熱板105の表面にスライム状となって付
着成長した貝類やプランクトン,バクテリア等の生物を
洗浄液排出通路116から外部に排出するのである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図６に示した従来のプ
レート型熱交換器103の場合、冷却液を逆流させるだけ
では、伝熱板105の表面にスライム状となって付着成長
した貝類やプランクトン,バクテリア等の生物を完全に
取り去ることができないため、洗浄液供給通路115から
の洗浄液を冷却液通路107に供給するようにしている。

【００１０】この場合、冷却液通路107を仕切る伝熱板1
05の表面に付着した生物を死滅させる必要上、洗浄液に
は主として塩素系の薬剤を混合しており、これによって
貝類やプランクトン,バクテリア等の生物を死滅させ、
これらが伝熱板105に付着成長してスライム状に堆積す
るのを防止している。

【００１１】このように、自然水を冷却液として大量に
使用する従来のプレート型熱交換器103には、薬剤の注
入設備やこの薬剤の使用に伴う保守管理に多大な費用を
必要とする。しかも、薬剤を含む洗浄液を洗浄液排出通
路116からそのまま自然界に排出することは、環境保全
の観点から好ましいことではないので、洗浄液排出通路
116の下流側に薬剤を中和させる浄化設備等を付設する
必要があり、設備コストの増大を招く。

【００１２】

【発明の目的】本発明は、高価な設備や薬剤等を使用す
ることなく、伝熱板の表面に付着堆積したスライム状の
生物を除去することが可能なプレート型熱交換器を提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によるプレート型
熱交換器は、複数枚の伝熱板をそれぞれガスケットを介
して相互に隙間を隔てて重ね合わせ、これら隣接する伝
熱板の間の隙間を冷却液の通路とこの冷却液によって冷
却される流体の通路として交互に形成したプレート型熱
交換器において、前記冷却液の通路内に加熱空気を供給
し得る加熱空気供給装置と、この加熱空気供給装置と前
記冷却液の通路とを接続する空気通路と、この空気通路
の途中に介装されて当該空気通路を開閉し得る開閉弁と
を具えたことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】流体の熱交換を行う場合には、開閉弁を閉じて
空気通路を塞ぎ、冷却液の通路に冷却液を流すと共に流
体の通路に流体を流し、これら冷却液と流体との間で熱
交換を行う。

【００１５】冷却液の通路を洗浄する場合には、開閉弁
を開いて空気通路を開放し、加熱空気供給装置からの加
熱空気を空気通路から冷却液の通路内に流し、この冷却
液の通路内を乾燥させる。これにより、冷却液の通路内
を仕切る伝熱板の表面に付着堆積したスライム状の生物
も乾燥して死滅する。この結果、冷却液を再び流すこと
により、これらが伝熱板から剥離して冷却液の通路が元
の状態に復帰する。

【００１６】

【実施例】本発明によるプレート型熱交換器の概念を表
す図１及びその主要部の外観を破断状態で表す図２及び
その主要部の断面構造を表す図３に示すように、支持脚
１には金属製の固定板２及び可動板３が取付けられ、固
定板２と可動板３の間には多数の伝熱板４がそれぞれガ
スケット４ａを介して相互に隙間を隔てて重ね合わされ
ている。これら伝熱板４は、締付ボルト６によって固定
板２と可動板３の間に締付固定されている。又、図中の
符号で７は伝熱板４を吊り上げるための梁、８は支柱で
ある。

【００１７】前記固定板２の上部には、途中に流体供給
ポンプ１５が介装された流体供給通路２３に接続する流
体入口ノズル９と、冷却液排出通路２７に接続する冷却
液出口ノズル１０とが設けられ、この固定板２の下部に
は途中に冷却液供給ポンプ２５が介装された冷却液供給
通路２６に接続する冷却液入口ノズル１１と、流体排出
通路２４に接続する流体出口ノズル１２とが設けられて
いる。上部の流体入口ノズル９と下部の流体出口ノズル
１２とは、一つおきに隣接する伝熱板４の間の隙間を介
して相互に連通し、同様に、下部の冷却液入口ノズル１
１と上部の冷却液出口ノズル１０とは、流体入口ノズル
９と流体出口ノズル１２とが連通していない一つおきに
隣接する伝熱板４の間の隙間を介して相互に連通してい
る。

【００１８】このプレート型熱交換器による流体の流れ
を模式的に表す図４及び隣接する一対の伝熱板の部分を
抽出した外観を表す図５に示すように、図４中、斜線を
施した矢印で示す流体入口ノズル９から流入する流体
は、隣接する伝熱板４の間に形成された流体通路２１を
通って下部の流体出口ノズル１２から排出され、図４
中、白抜き矢印で示す冷却液入口ノズル１１から流入し
た冷却液は、隣接する伝熱板４の間に形成された冷却液
通路２２を通って冷却液出口ノズル１０から排出され
る。

【００１９】つまり、隣接する伝熱板４の間の隙間によ
って形成される流体通路２１と冷却液通路２２とは、一
枚の伝熱板４を挾んで交互に配列した状態となってお
り、伝熱板４を介して流体と冷却液との間での熱交換が
行われるのである。

【００２０】前記冷却液供給通路２６と冷却液排出通路
２７とは、気液供給通路３２により短絡されており、こ
の気液供給通路３２の途中には当該気液供給通路３２を
開閉し得る開閉弁３３が介装されている。又、冷却液供
給通路２６の途中に設けられた冷却液供給ポンプ２５よ
りも上流側の冷却液供給通路２６の途中には、プレート
型熱交換器の冷却液通路２２内に加熱空気を供給するた
めの温風器５３に接続する温風供給通路５２が連通して
おり、この温風供給通路５２の途中には当該温風供給通
路５２を開閉し得る開閉弁５４が介装されている。更
に、この温風供給通路５２と冷却液供給通路２６との接
続部分よりも上流側の冷却液供給通路２６の途中には、
上述した加熱空気或いは洗浄液として用いられる冷却液
を排出するための気液排出通路３０が接続し、この気液
排出通路３０の途中には、当該気液排出通路３０を開閉
し得る開閉弁３１が介装されている。

【００２１】この他、冷却液供給通路２６と気液供給通
路３２及び温風供給通路５２との接続部分よりも下流側
の冷却液供給通路２６の途中と、気液排出通路３０と気
液供給通路３２及び温風供給通路５２との間の冷却液供
給通路２６の途中と、冷却液排出通路２７と気液供給通
路３２との接続部分よりも下流側の冷却液排出通路２７
の途中とにもそれぞれこれらの通路２６,２７を開閉し
得る開閉弁５１,２８,２９が介装されている。

【００２２】通常の運転時には、開閉弁５１,２８,２９
を開いて冷却液供給通路２６及び冷却液排出通路２７を
開放する一方、開閉弁３１,３３,５４を閉じて気液排出
通路３０及び気液供給通路３２及び温風供給通路５２を
塞ぐ。そして、ポンプ１５,２５を駆動して流体を２３
から流体通路２１に供給し、２４から外部に排出する一
方、冷却液を冷却液供給通路２６から冷却液通路２２に
供給し、冷却液排出通路２７から外部に排出する。ここ
で、伝熱板４を介して相互に隣接する流体通路２１内を
流れる流体と冷却液通路２２内を流れる冷却液との間で
熱交換が行われる。

【００２３】この熱交換器の運転に伴い、伝熱板４の表
面に貝類やプランクトン,バクテリア等の生物がスライ
ム状に付着堆積した場合には、開閉弁５１,２８,２９を
閉じると共に開閉弁３１,５２を開いて気液排出通路３
０及び温風供給通路５２を開放し、ポンプ１５,２５の
駆動を停止すると共に温風器５３を作動させる。

【００２４】これにより、温風器５３からの加熱された
空気が温風供給通路５２から気液供給通路３２,冷却液
排出通路２７を通って冷却液通路２２に供給され、この
冷却液通路２２から冷却液供給通路２６を通って気液排
出通路３０により外部に排出される。この加熱空気の流
れにより、冷却液通路２２に臨む伝熱板４の表面に付着
堆積したスライム状の生物が温風にさらされ、次第に乾
燥して死滅する結果、伝熱板４の表面から剥離しやすい
状態となる。

【００２５】しかる後、温風器５３の運転を停止すると
共に開閉弁５４を閉じて温風供給通路５２を塞ぐ一方、
開閉弁５１を開くと共に冷却水供給ポンプ２５の運転を
再開し、冷却液を温風供給通路５２から気液供給通路３
２,冷却液排出通路２７を介して冷却液通路２２に供給
し、この冷却液通路２２から冷却液供給通路２６を通っ
て気液排出通路３０により外部に排出する。

【００２６】この冷却液の逆流操作により、死滅した生
物が冷却液通路２２に臨む伝熱板４の表面から剥離して
冷却液と共に気液排出通路３０から外部に排出され、冷
却液通路２２内の伝熱板４の表面がきれいに清掃された
状態となる。

【００２７】ちなみに、本実施例の温風器５３としてポ
ータブル送風機を用い、４０℃〜４５℃の温風を２４時
間連続して送風した後、この熱交換器の運転を再開した
ところ、熱貫流率（kcal/m²h℃）が２８００から３７０
０に復帰したことを確認できた。

【００２８】

【発明の効果】本発明のプレート型熱交換器によると、
加熱空気供給装置からの加熱空気を空気通路から冷却液
の通路内に流し、この冷却液の通路内を乾燥させるよう
にしたので、伝熱板の表面にスライム状に付着堆積した
生物が乾燥して死滅する結果、環境を汚染する虞のある
薬剤を使用することなく、これらの生物を除去すること
ができ、熱交換器の伝熱性能を容易に回復させることが
可能である。しかも、簡単な構造の送風機を利用するだ
けで良く、薬剤を使用していないことから、設備コスト
やメンテナンス等の大幅な低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプレート型熱交換器の一実施例の
概略構造を表す概念図である。

【図２】その主要部の外観を破断状態で表す斜視図であ
る。

【図３】その主要部の断面図である。

【図４】本実施例によるプレート型熱交換器における伝
熱板を分解した状態で流体の流れを模式的に表す斜視図
である。

【図５】隣接する一対の伝熱板を抽出した斜視図であ
る。

【図６】従来のプレート型熱交換器の概略構造を表す概
念図である。

【符号の説明】

１は支持脚、２は固定板、３は可動板、４は伝熱板、４
ａはガスケット、６は締付ボルト、７は梁、８は支柱、
９は流体入口ノズル、１０は冷却液出口ノズル、１１は
冷却液入口ノズル、１２は流体出口ノズル、１５は流体
供給ポンプ、２１は流体通路、２２は冷却液通路、２３
は流体供給通路、２４は流体排出通路、２５は冷却液供
給ポンプ、２６は冷却液供給通路、２７は冷却液排出通
路、２８,２９は開閉弁、３０は気液排出通路、３１は
開閉弁、３２は気液供給通路、３３は開閉弁、５２は温
風供給通路、５３は温風器、５４は開閉弁である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤本 哲郎 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 広島 茂久 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番25号 高菱エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 三木 津義 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目８番25号 高菱エンジニアリング株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の伝熱板をそれぞれガスケットを
   介して相互に隙間を隔てて重ね合わせ、これら隣接する
   伝熱板の間の隙間を冷却液の通路とこの冷却液によって
   冷却される流体の通路として交互に形成したプレート型
   熱交換器において、前記冷却液の通路内に加熱空気を供
   給し得る加熱空気供給装置と、この加熱空気供給装置と
   前記冷却液の通路とを接続する空気通路と、この空気通
   路の途中に介装されて当該空気通路を開閉し得る開閉弁
   とを具えたことを特徴とするプレート型熱交換器。